見えの変化に頑健な細胞内画像からの自動計数,追跡,認識法の研究

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 21113506
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Meijo University (2010); The University of Electro-Communications (2009)
• Principal Investigator: 堀田 一弘 名城大学, 理工学部, 准教授 (40345426)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2010: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 頑健 / 変動 / 動画像認識 / 対象検出 / 対象追跡 / 細胞内画像

Research Abstract

今年度はこれまでの研究により得られた方法を基に実際の細胞内画像からの対象計数や対象追跡を行った。
まずは、画像内からオートファゴソームや脂肪滴のような輝点を計数する方法を2つのアプローチにより研究した。1つ目は顔検出のように輝点と輝点以外の領域を分離するような識別器を学習し、それを基に入力画像内から輝点探索を行うことにより輝点計数を直接的に行う方法である。この方法は精度はますますであるが、処理コストが高いのが難点である。2つ目の方法は高次局所自己相関特徴とサポートベクター回帰を用いて画像内の対象の位置は分からないが輝点の個数を推定する方法である。これは栗田・大津らの研究の改良版である。この方法はコストが低いが1つ目の方法に比べて精度が低下してしまった。今後は2つの方法の統合が必要である。
また、メラノソームの追跡の研究も行った。こちらは従来研究がほとんどないため、近年の画像認識でよく使われるSIFTによる特徴点検出機能とBayesの事後確率を利用した。1枚単位での追跡では高い精度が得られた。しかし、明示的な失敗からの復帰の方法を導入していないため、1度の失敗が精度の低下を招いてしまう。これについては今後の課題である。

Research Products

• [Journal Article] Local Normalized Linear Summation Kernel for Fast and Robust Recognition (2010)
  • Author(s): K.Hotta
  • Journal Title: Pattern Recognition 43 Pages: 906-913
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adaptive Weighting of Local Classifiers by Particle Filter for Robust Tracking (2009)
  • Author(s): K.Hotta
  • Journal Title: Pattern Recognition 42 Pages: 619-628
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Asbestos Detection Method From Microscope Images Using Support Vector Random Field o Local Color Features (2009)
  • Author(s): Y.Moriguchi, K.Hotta, H.Takahashi
  • Journal Title: 電気学会論文誌C 129 Pages: 818-823
  • Peer Reviewed
• [Presentation] パターン認識手法を用いた細胞内画像処理 (2011)
  • Author(s): 堀田一弘
  • Organizer: バイオイメージ・インフォマティクス ワークショップ2011
  • Place of Presentation: 理化学研究所横浜研究所
  • Year and Date: 2011-01-28
• [Presentation] 高次局所自己相関特徴と回帰分析を用いたオートファゴソーム輝点の計数 (2010)
  • Author(s): 伊藤友洋, 堀田一弘
  • Organizer: 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2010)サテライトワークショップ 細胞内画像処理
  • Place of Presentation: 釧路
  • Year and Date: 2010-07-26
• [Presentation] SIFT特徴とBayesの事後確率を用いたGriscelli症候群メラノサイトにおけるメラノソームの追跡 (2010)
  • Author(s): 岡部敏明, 堀田一弘
  • Organizer: 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2010)サテライトワークショップ 細胞内画像処理
  • Place of Presentation: 釧路
  • Year and Date: 2010-07-26
• [Presentation] 顔検出の枠組みを用いたオートファゴソーム輝点の計数 (2010)
  • Author(s): 堀田一弘
  • Organizer: 新学術領域研究 細胞内ロジスティクス 第2回班会議
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2010-07-01
• [Presentation] Action Recognition Based on Estimation of Conditional Probability by Non-parametric Model (2009)
  • Author(s): Y.Mimura, K.Hotta, H.Takahashi
  • Organizer: International Symposium on Visual Computing
  • Place of Presentation: ラスベガス(アメリカ)
  • Year and Date: 2009-12-01
• [Presentation] Estimation of Object Position Based on Color and Shape Contextual Information (2009)
  • Author(s): T.Ishihara, K.Hotta, H.Takahashi
  • Organizer: International Conference on Image Analysis and Processing
  • Place of Presentation: サレルノ(イタリア)
  • Year and Date: 2009-09-11