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2019 Fiscal Year Annual Research Report

One-shot learning model based on computational theory of higher visual cortex

Publicly Offered Research

Project AreaCorrespondence and Fusion of Artificial Intelligence and Brain Science
Project/Area Number 19H04999
Research InstitutionAdvanced Telecommunications Research Institute International

Principal Investigator

細谷 晴夫  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 主任研究員 (50335296)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Keywords機械学習 / 深層生成学習 / 恒常性
Outline of Annual Research Achievements

ワンショット学習の枠組みとして、group-based variational autoencoderを開発した。画像などの個別データがグループ化されたデータから、グループに共通の因子は「内 容」、それ以外の差分因子は「変形」と して推定できるようにし、確率モデルとして定式化し、variational aueoncoderの方法論に則って学習アルゴリズムを設計した。顔画像など3D物体の画像データセッ トを5種類用意し、この手法を適用したところ、期待されたように内容と変形の因子を分離して推定できた。定量化するため、新規の内容を持つテストデータを用意し、内容と変形の分離性能を測定した。ここでワンショットのクラス分別性能をはかるという手法をとった。既存手法である基本的なvariaitonal aueoncoderと、multi-level variational autoencoderと、比較した。その結果、前者に対しては5種類のデータセットとも、後者に対しては4種類のデータセットに関して、性能を凌駕した。さらに、性能差の原因を探るための解析も行い、特にmulti-level variational autoencoderにおいては内容因子の情報が変形変数に漏れ出ていることを明らかにすることを突き止めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね計画通りの進捗である。

Strategy for Future Research Activity

ワンショット学習の性能向上のため、adversarial learningなどの方法論を取り入れてモデルを発展させる。また、本研究の視覚系モデルなどを、ヒトの視覚系の神経科学へ利用していくため、本領域の他の本研究者との共同研究を進める。

  • Research Products

    (4 results)

All 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Group-based learning of disentangled representations with generalizability for novel contents2019

    • Author(s)
      Haruo HOSOYA
    • Journal Title

      28th International Joint Conference on Artificial Intelligence(IJCAI2019)

      Volume: n/a Pages: n/a

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Does CNN explain tuning properties of macaque face-processing system?2019

    • Author(s)
      Raman RAJANI, Haruo HOSOYA
    • Journal Title

      Conference on Cognitive Computational Neuroscience(CCN2019)

      Volume: n/a Pages: n/a

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A deep generative model explaining tuning properties of monkey face processing patches2019

    • Author(s)
      Haruo HOSOYA
    • Journal Title

      Conference on Cognitive Computational Neuroscience(CCN2019)

      Volume: n/a Pages: n/a

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Evaluating CNNs as a model of face processing network of the macaque2019

    • Author(s)
      Raman RAJANI, Haruo HOSOYA
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会(Neuro2019)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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