2021 Fiscal Year Research-status Report
計算幾何を用いた知識発見とデータ解析手法に関する研究
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17K00002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
全 眞嬉 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (80431550)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 計算理論 / アルゴリズム / 計算幾何 / データマイニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は医療データマイニングにおける、特に、医療画像データ検索における、現在の精度限界を打破するための可視化知識抽出モデルの提案である。医療には膨大な属性の数値と膨大な画像かある。ところが、現在の手法では画像にはノイズか多く、また膨大な容量であるため、解明か困難であり、データマイニング適用に期待か寄せられている。本研究では 医療の数値と画像を数値集合として幾何学的に扱い、計算幾何学を用いて巨大数値ベースを効率的に 処理する新しい最適化アルゴリズムを与え、上記の精度限界を超える精密な手法の提案を行った。本研究ではイメージ検索モデルの構築と、知識抽出への応用を行い、知識抽出手法における精度限界を超える精密な手法の提案か本研究の目的である。
本年度は、医療画像データから知識抽出におけるアルゴリズムを見直し、計算幾何手法を用いたアルゴリズムの設計を行い高速化と知識抽出精度の向上を行なった。特に画像切り出しにおける計算幾何手法を用いた最適かつ高速アルゴリズムの再設計を行い、その提案手法を計算機実装実験を行い、提案手法の挙動と精度を調べた。また、画像切り出しアルゴリズムを我々が提案したオンライン学習理論アルゴリズムに応用を行い、画像切り出しにおいてオンライン学習による機械学習理論への応用研究を行い、計算幾何手法を用いた機械学習理論の提案を行った。その提案手法を論文にまとめて国際会議で発表を行い、高い評価を得た。提案手法を機械学習における説明性の重要な課題を本提案手法を用いることで精度を上げるアルゴリズムの設計を行い、実装実験を行い機械学習における提案手法の妥当性と有効性を調べた。本年度は数値データと画像データから知識抽出において説明性を持ち備えたシステムの構築と探索精度向上と高速化の改良を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
医療画像データ検索におけるオブジェクト高品質画像切り出しにおける計算幾何アルゴリズム設計について最適かつ高速アルゴリズムを国際共同研究を行っている。オンライン学習アルゴリズム、非決定性を持つ決定木システムアルゴリズムの見直しを行行い予測精度を上げるアルゴリズム設計をおこなっているが、外国共同研究者への訪問に関して渡航先の外国機関との訪問時期に関して再調整が必要になっていて、アルゴリズム設計に少し遅れがでている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終目的は、提案する数値データに対する階層的セグメンテーション理論アルゴリズムの高速化と改良である。画像データを数値データ集合として幾何学敵に扱うことにより、計算幾何学手法を用いた数値データと画像データから診断の高速化とその診断精度の向上と改良、学習において階層的セグメンテーションルールのエキスパートを用いたオンライン学習理論の研究である。学習における過学習回避と現在の予測システムの予測精度限界を他はすると共に、診断過程を明示的に示す可視化システムの構築である。
特に医療データから知識獲得の概念を数理モデル化し、画像切り出しの精度を上げるために計算幾何手法アルゴリズムの改良を行い、高速アルゴリズムの設計を行う。また、高次元データにおける知識抽出におけるアルゴリズムの見直しを行い、精度と高速化を行う。最終的に本研究で提案する理論を総合的に実装し、計算アルゴリズム理論・学習アルゴリズム理論の確かさを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
研究は概ね順調に進展しているが高速化アルゴリズム設計と実験において少し遅れが出ている。予定していた海外研究打ち合わせ出張は相手の受け入れ先の都合で実施できず、支出できなかった。さらに、予定していた外国共同研究者の招聘日程も新型コロナウィルスのため実施できず、再調整が必要になった。次年度に積極的に研究成果発表や研究打ち合わせを行う予定であり、助成金使用計画をしている。
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