マルチクラスサポートベクトルマシンの開発と診断,画像処理への応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350211
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 阿部 重夫 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50294195)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 元秀 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (60335461) ; 小谷 学 神戸大学, 工学部, 助教授 (30215272) ; 小澤 誠一 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (70214129)
• Keywords: サポートベクトルマシン / パターン認識 / 設備診断 / 画像処理 / 多クラス問題 / 学習方式 / ファジィ推論 / カーネル関数

Research Abstract

分離不能領域を持つ等のサポートベクトルマシンの問題を解決して大規模なパターン認識問題に適用できるサポートベクトルマシンの開発と診断,画像処理への応用の研究を進め,以下の成果を得た.
1.マルチクラスサポートベクトルマシンの開発
・ペアワイズサポートベクトルマシンでは学習順序により認識性能が変わる.このため最適な学習順序を決定する方式と,そのソフトウエアを開発した.
2.サポートベクルマシンの高速学習方式の開発
・データを数十個同時に処理して,関数近似用サポートベクトルマシンを学習する方式とそのソフトウエアを開発した.
3.中,大規模学習データでの評価
・実データたマルチクラスサポートベクトルマシンを適用して従来のサポートベクトルマシンよりも認識性能が向上することを検証した.
・中,大規模学習データを用いて,学習時間が短縮することを検証した.
4.設備診断への適用
・サポートベクトルマシンの識別能力を最大化する特徴抽出法として,独立成分分析の適用可能性について検討を行った.配管からのガス漏洩を検出することを目的として音響データに独立成分分析を適用したところ,有効な特徴が得られることを示した.また,マージン最大化に基づく進化的特徴抽出方法の開発も行い,その有効性を確認した.
5.画像処理への適用
・サポートベクトルマシンに入力する特徴抽出方法として,多重解像度解析手法の有効性を検証した.また,サポートベクトルマシンを用いたたんぱく質結晶状態の識別のための特徴量抽出手法を開発した.

Research Products

• [Publications] 西川貴裕: "マージン最大化による多層ニューラルネットの学習方式"システム制御情報学会論文誌. 16(8). 421-428 (2003)
• [Publications] Daisuke Tsujinishi: "Fuzzy Least Squares Support Vector Machines for Multiclass Problems"Neural Networks. 16(5-6). 785-792 (2003)
• [Publications] 高橋文武: "決定木に基づくペアワイズサポートベクトルマシンの構造決定方式"システム制御情報学会論文誌. 17(3)(未定). (2004)
• [Publications] Daisuke Tsujinishi: "Fuzzy Least Squares Support Vector Machines"Proc.IJCNN 2003. 2. 1559-1604 (2003)
• [Publications] Yoshiaki Koshiba: "Comparison of L1 and L2 Support Vector Machines"Proc.IJCNN 2003. 3. 2054-2059 (2003)
• [Publications] Kenichi Kaieda: "A Kernel Fuzzy Classifier with Ellipsoidal Regions"Proc.IJCNN 2003. 3. 2043-2048 (2003)
• [Publications] Fumitake Takahashi: "Optimizing Directed Acyclic Graph Support Vector Machines"Proc.ANNPR. 166-170 (2003)
• [Publications] Tomonori Kikuchi: "Error Correcting Output Codes vs.Fuzzy Support Vector Machines"Proc.ANNPR. 192-196 (2003)
• [Publications] 坂口善規: "クラス間距離を最大化する教師あり独立成分分析による特徴抽出"電気学会論文誌C. 124-C・1. 157-163 (2004)
• [Publications] 白神那央人: "記憶メカニズムを導入した階層型ニューラルネットによる強化学習"計測自動制御学会論文集. 39・12. 1129-1135 (2003)
• [Publications] Soon.Lee Toh: "A Face Recognition System Using Neural Networks with Incremental Learning Ability"Proc.ANZIIS. 389-394 (2003)
• [Publications] Keisuke Okamoto: "A Fast Incremental Learning Algorithm of RBF Networks with Long-Term Memory"Proc.IJCNN. 323-328 (2003)
• [Publications] Kenji Tsumori: "Incremental Learning in Dynamic Environments Using Neural Network with Long-term Memory"Proc.IJCNN. 2583-2588 (2003)
• [Publications] Seiichi Ozawa: "Reinforcement Learning Using RBF Networks with Memory Mechanism, in Knowledge-Based Intelligent Information and Engineering Systems"Proc.KES (Lecture Notes in Artificial Intelligence, Springer). 1. 1149-1156 (2003)
• [Publications] 小谷 学: "独立成分分析による漏洩音の検出"システム制御情報学会論文誌. 16(10). 539-547 (2003)
• [Publications] Wenlong Ni: "Evolutionary Creation of Discriminant Functions Based on Margin Maximization Method"Proc.SCI. XIII. 154-159 (2003)
• [Publications] Koji Yokoyama: "License Plate Recognition by Multiresolution Information"Proc.JCIS. 700-703 (2003)
• [Publications] 吉村 元秀: "たんぱく質結晶位置自動認識システム"ビジョン技術の実利用ワークショップ講演論文集. 99-102 (2003)
• [Publications] Kazuyuki Murase: "Dynamic Systems Approach for Embodiment and Sociality"Advanced Knowledge International. 514(6) (2003)