2021 Fiscal Year Annual Research Report
ELITE: Development of an Expertise Acquisition Platform Based on Provenance Management and Deep Learning with Application to Visual Computing Problems
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21H04916
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
藤代 一成 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00181347)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
茅 暁陽 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (20283195)
安達 登 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60282125)
竹島 由里子 東京工科大学, メディア学部, 教授 (20313398)
植村 誠 広島大学, 宇宙科学センター, 准教授 (50403514)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | 知識獲得 / 出自管理 / 深層学習 / 視覚計算応用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全5カ年計画の初年度にあたる本年度に実施した主要な研究内容は，以下の5項目に要約できる．
1. MSPL (Multi-Scale Planar Lattice，マルチスカラ平面格子)のデータ表現の概念設計から出発し，視覚発見プロセス（2006）に基づいてMSPLの出自を管理するとともに，その遷移を深層学習できるような制御レイヤを追加した計算パラダイムとして，視考支援基盤を提案した．これは，研究代表者が委員長を務める日本学術会議総合工学委員会可視化の新パラダイム策定小委員会の有力な新パラダイム候補にも選ばれている．
2. 計算法科学を例にとり，項目1の視考支援基盤にそって，専用MSPLの代数系の出自管理をサポートするデータフロー型ビジュアルプログラミング環境の基本設計を完了した．この成果については，1件の学術誌論文と2件の国際会議録論文を公刊した．
3. 光赤外天文学を例にとり，項目1の視考支援基盤にそって，専用MSPLの代数系の出自管理をサポートするデータフロー型ビジュアルプログラミング環境の基本設計に着手した．
4. 大局照明効果を有する人物全身像の画像コンポジット問題や，自然な見えを保証されたNon-Player Character群衆の自動生成，書道における複数書体の文字認識・書体変換問題を題材に，MSPLの深層学習の実利的効果を幅広く確認した．これらの成果については，2件の学術誌論文と1件の国際会議録論文を公刊した．
5. 研究期間全体を通じて利用可能な深層学習用GPUクラスタ環境を代表者が所属する慶應義塾大学に設置し，研究参加者が所属する各機関からPCワークステーションを介して接続可能にするような研究環境を構築した．これに関連して，GPUの高度利用・教育に関連する1件の学術誌論文を公刊した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MSPLのデータ表現およびその出自管理と深層遷移学習の基盤アーキテクチャを提案し，計算法科学と光赤外天文学応用に関しては，出自管理のデータフロー型ビジュアルプログラミング環境を具体的に開発できている．
また，当初より幅広いCG/AR問題に対して，深層遷移学習効果を確認できている．
さらに，研究期間を通じて利用可能な計算環境も整備完了済である．
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 視考支援基盤の深層学習レイヤの充実に努める．具体的には，視覚分析制御パラメタのチューニング，可視化結果の定量的分析，説明可能AIの実現の3点の導入を試みる．
2. 計算法科学専用MSPLの出自管理サポート範囲を，実解剖と仮想解剖の並置化に対応するARにまで拡張する．
3. 光赤外天文学専用MSPLの出自管理・深層遷移学習環境の開発を推進し，具体的な実問題に適用によりその性能を評価する．
4. 大局照明効果を有する人物全身像の画像コンポジット問題を選択し，そのMSPLの深層学習の実利的効果を強化する．
5. 計画当初に含めていたシーンの経年劣化推定問題や点群の光学的パラメタ推定問題への応用にも着手する．
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[Journal Article] Whole-Genome Sequencing of a 900-Year-Old Human Skeleton Supports Two Past Migration Events from the Russian Far East to Northern Japan2021
Author(s)
Sato Takehiro, Adachi Noboru, Kimura Ryosuke, Hosomichi Kazuyoshi, Yoneda Minoru, Oota Hiroki, Tajima Atsushi, Toyoda Atsushi, Kanzawa-Kiriyama Hideaki, Matsumae Hiromi, Koganebuchi Kae, Shimizu Kentaro K, Shinoda Ken-ichi, Hanihara Tsunehiko, Weber Andrzej, Kato Hirofumi, Ishida Hajime
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Journal Title
Genome Biology and Evolution
Volume: 13
Pages: evab192:1-18
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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