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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Unified formulation and generalization performance of local-feature learning

Research Project

Project/Area Number 18K18001
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

末廣 大貴  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (20786967)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords局所パターン / 機械学習 / 汎化性能 / Shapelet / マルチインスタンス学習 / 時系列分類
Outline of Annual Research Achievements

(1)局所パターン学習の枠組みを,マルチインスタンス学習と呼ばれる問題の一つとして一般定式化した.(2)局所パターンを用いた分類仮説クラスの汎化性能を理論的に示した.また,本理論を時系列分類問題における局所パターン学習(時系列解析分野ではShapelet 学習と呼ばれる)に適用し,Shapeletと呼ばれる局所パターンを用いた仮説クラスの汎化予測性能を,世界で初めて示した.(3)提案した学習問題を効率的に解くアルゴリズムを提案した.無限の制約条件をもつ最適化問題を,列生成法を用いてマージン最大化を行うLPBoostと呼ばれる枠組みで解く方法となっている.LPBoostを適用する際に解く必要がある副問題(弱学習問題)は,無限次元空間上の最適化問題となっているが,表現定理と呼ばれる定理が成り立つことを示すことで有限次元空間上の学習問題とし,さらに非凸最適化問題を近似的に解けることを示した.(4)時系列分類タスクに提案手法を適用し,複数の最新手法と比較した.最も良い手法よりもはるかに効率的でありながら,匹敵する精度を残した.また,通常のマルチインスタンス学習においても十分に高い性能を残すことも示した.なお,成果の大部分は1つの論文にまとめ,Neural Computation に採録決定済みである.
また,署名照合やデザイン解析におけるランキング学習の適用,オンライン物体追跡問題など,様々な機械学習のタスク,問題に取り組み,多くの研究成果が得られた.これらの研究を通し,本研究の骨子となった「マルチインスタンス学習の枠組みに基づく学習問題の一般化」が幅広く展開可能であることがわかった(IBIS2019で発表).

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Theory and Algorithms for Shapelet-based Multiple-Instance Learning2020

    • Author(s)
      Daiki Suehiro, Kohei Hatano, Eiji Takimoto, Shuji Yamamoto, Kenichi Bannai, Akiko Takeda
    • Journal Title

      Neural Computation

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Adaptive Aggregation of Arbitrary Online Trackers with a Regret Bound2020

    • Author(s)
      Heon Song, Daiki Suehiro, Seiichi Uchida
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE Winter Conference on Applications of Computer Vision

      Volume: - Pages: 681-689

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Optimal Rejection Function Meets Character Recognition Tasks2019

    • Author(s)
      Xiaotong Ji, Yuchen Zheng, Daiki Suehiro, Seiichi Uchida
    • Journal Title

      Proceedings of Asian Conference on Pattern Recognition

      Volume: - Pages: 169-183

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] RankSVM for Offline Signature Verification2019

    • Author(s)
      Yan Zheng, Yuchen Zheng, Wataru Ohyama, Daiki Suehiro, Seiichi Uchida
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Document Analysis and Recognition

      Volume: - Pages: 928-933

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Logo Design Analysis by Ranking2019

    • Author(s)
      Takuro Karamatsu, Daiki Suehiro, Seiichi Uchida
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Document Analysis and Recognition

      Volume: - Pages: 1482-1487

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] マルチインスタンス学習への再定式化に基づく理論的汎化誤差導出2019

    • Author(s)
      末廣 大貴
    • Organizer
      第22回情報論的学習理論ワークショップ
  • [Presentation] Shapeletに基づくマルチインスタンス学習2019

    • Author(s)
      末廣 大貴,畑埜 晃平,瀧本 英二,山本 修司,坂内 健一,武田 朗子
    • Organizer
      情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML)
  • [Presentation] オンラインエキスパート選択問題としての適応的学習率調整2019

    • Author(s)
      満尾 成亮, 末廣 大貴, 内田 誠一
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)
  • [Presentation] オンライントラッカの統合について2019

    • Author(s)
      ソン ホン, 末廣 大貴, 内田 誠一
    • Organizer
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)

URL: 

Published: 2021-01-27  

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