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Development of temporal feature extraction method based on dynamical chaos and its application to video recognition

Research Project

Project/Area Number 21K17772
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionChubu University

Principal Investigator

Hirakawa Tsubasa  中部大学, AI数理データサイエンスセンター, 講師 (60846690)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords深層学習 / Transformer / Network Pruning / 大規模事前学習モデル / 基盤モデル / 再帰型ニューラルネットワーク / 移動エントロピー / 時系列データ処理 / 動画像認識 / 特徴抽出 / 力学系カオス
Outline of Research at the Start

近年の画像認識技術の発達に伴い,動画像を用いた認識が盛んに行われている.このうち,畳み込みニューラルネットワークの技術的・理論的発展により,動画像フレームから有用な特徴を抽出することが可能となっているが,時間方向の特徴抽出に関しては,有用な特徴抽出が困難であるという問題が存在する.
この問題を解決するために,力学系カオスの概念を導入し,動画像の時間方向のデータ遷移を表現することのできる深層学習のネットワーク構造を開発する.開発した手法を様々な動画像認識タスクへ適用することで,動画像認識の高精度化を実現する.

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we proposed a method for extracting important features or parameters for deep learning models, especially for deep learning models that require temporal information transitions, such as video data. Specifically, we proposed an effective feature extraction method for Long Short-Term Memory (LSTM), which has been widely used in deep learning models for series data, and for Transformer and Vision Transformer (ViT), which have achieved high recognition accuracy in recent years and are widely used. We proposed a branch-and-branch pruning method for feature extraction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本プロジェクトにおいて開発した枝刈り技術は,深層学習モデル内の冗長なパラメータを削除することで,近年,大規模化するネットワークモデルをコンパクト化・省電力化することが可能な技術である.そのため,高性能な画像認識モデルを大規模な計算機を用いることなく様々な画像認識データに対して適用することが可能となる.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Presentation] 事前学習を考慮したシングルショット非構造枝刈り手法の提案2023

    • Author(s)
      小濱大和,平川翼,山下隆義,藤吉弘亘
    • Organizer
      第26回画像の認識理解シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Single-Shot Pruning for Pre-trained Models: Rethinking the Importance of Magnitude Pruning2023

    • Author(s)
      Hirokazu Kohama, Tsubasa Hirakawa, Takayoshi Yamashita, Hironobu Fujiyoshi
    • Organizer
      International Conference on Computer Vision Workshop
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 事前学習を考慮した シングルショット非構造枝刈り手法の提案2023

    • Author(s)
      小濱大和,箕浦大晃,平川翼,山下隆義,藤吉弘亘
    • Organizer
      第26回 画像の認識理解シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Recurrent Neural Network における移動エントロピーを用いた枝刈り2022

    • Author(s)
      小濱大和,平川翼,山下隆義,藤吉弘亘
    • Organizer
      第25回 画像の認識理解シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
  • [Funded Workshop] IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) 20212021

    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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