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A Study on Deep Learning of Unsupervised Image Segmentation by Differentiable Clustering

Research Project

Project/Area Number 20K19837
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Kanezaki Asako  東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (00738073)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords画像処理 / 深層学習 / 教師なし学習 / 画像セグメンテーション
Outline of Research at the Start

画像セグメンテーションは物体等のまとまり毎に画像領域を分割するタスクであり,画像処理の本質的な課題の一つである.本研究は,教師データを一切必要としない教師なし深層学習による画像セグメンテーションを開発する.これを実現するための微分可能クラスタリングという基盤技術を提案し,理論を確立するとともに,様々なデータセットで有効性を評価する.さらに,二次元画像だけでなく動画像データや三次元画像データへ応用し,様々なアプリケーションへと発展させる.

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed an unsupervised deep learning image segmentation method that does not require supervised data. Compared to graph cuts, the de facto standard unsupervised image segmentation method, and recently developed deep learning-based conventional methods, the proposed method is highly effective on several benchmark datasets. The research results have been accepted for publication in IEEE TIP (IF: 9.34), a top journal in the field of image processing. Furthermore, we received the Telecommunications Advancement Foundation Telecom System Technology Student Award and IEEE Signal Processing Society (SPS) Japan Student Journal Paper Award.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果を再現するソースコードをオープンソースとしてGitHubに公開しており,既に600弱のスター数を獲得している.当該ソースコードは,世界中の様々な大学や研究機関において,特に医用画像処理分野で広く利用されている.さらに,「教師なし画像セグメンテーションのベーシックな手法と深層学習ベースの手法の紹介」という論文タイトルで,日本医用画像工学会(JAMIT)誌「MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY 39(4)」の特集論文を寄稿した.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] 教師なし画像セグメンテーションのベーシックな手法と深層学習ベースの手法の紹介2021

    • Author(s)
      金崎朝子
    • Journal Title

      MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY

      Volume: 39 Pages: 142-147

    • NAID

      130008116943

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Unsupervised Learning of Image Segmentation Based on Differentiable Feature Clustering2020

    • Author(s)
      Kim Wonjik、Kanezaki Asako、Tanaka Masayuki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Image Processing

      Volume: 29 Pages: 8055-8068

    • DOI

      10.1109/tip.2020.3011269

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] セグメンテーション画像を入力としたシーン分類手法の検討2022

    • Author(s)
      熊坂 雅之,金崎 朝子
    • Organizer
      Meeting on Image Recognition and Understandings (MIRU)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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