空間多変量データの統計モデルの探索と判別分析

• 研究課題/領域番号: 13640117
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数学一般(含確率論・統計数学)
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 西井 龍映 広島大学, 総合科学部, 教授 (40127684)
• 研究分担者: 浅野 晃 広島大学, 総合科学部, 助教授 (60243987) ; 桑田 正秀 (くわ田 正秀) 広島大学, 総合科学部, 教授 (10144891) ; 田中 章司郎 島根大学, 総合理工学部, 教授 (00197427) ; 島 唯史 広島大学, 総合科学部, 助教授 (30226196)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2002年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: アダブースト / 画像分割 / MAP推定 / マルコフ確率場 / 空間依存性 / サポートベクターマシン / AdaBoost / image segmentation / MAP estimate / Markov random field / Spatial dependency / Support vector machine / Data fusion / ICM / MAP estmate

研究概要

本研究の目的は、地球観測衛星による環境計測の主目的である土地被覆の判別分析に関して、判別効率を改善する手法を導出することである.昨年度は分光情報に確率分布を,カテゴリの空間分布にはマルコフ確率場(MRF)を仮定し,判別基準を導いた.今年度は構造を持つ一般的なMRFの提案と母数推定について議論した.この結果は2つの国際シンポジウムでの招待講演として発表した(投稿中).
空間分布としてはMRFが有効であることがわかったので,分光情報に対してはサポートベクターマシンやアダブーストを用いて事後確率を定義し,MRFとの事後確率との積で判別する手法を考察した.この手法は統計的アプローチとほぼ同等の判別性能を示したが(テクニカルレポートを作成),特徴ベクトルを与えたときのラベルの事後確率の定義には改良の余地があることが分かり,研究を継続中である.またMRFの一つの応用として、高解像度画像の各画素のクラスタに分類し,それによって低解像度画像を補整する手法を提案した.
また学習理論を遺伝子発現量のマイクロアレイデータに適用した.まず数千以上の遺伝子から判別に有用な変数をアダブーストで数十に絞り込み,さらにSVMで遺伝子を減らし,判別方式を導出した.
この手法はt検定で選ばれた上位数十の遺伝子による判別結果と比較して,はるかに優れた性能を示した(発表準備中).

研究成果

• [文献書誌] 西井 龍映: "統計手法によるリモートセンシング画像の判別分析"応用統計学. 31. 3-21 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R.Nishii: "Fusion of contextual classification and the existing classification result"Proc. of 2002 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. (CD-ROM). (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R.Nishii: "Markov random field based on Kullback-Leibler divergence and its applications to geo-spatial image segmentation"Proc. of 6th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics. 14-18 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Morisaki R.Nishii: "Contextual image fusion based on Markov random fields and its applications to geo-spatial image enhancement"Advances in Statistics, Combinatorics and Related Areas, Gulati et al. (Eds.), World Scientific, New Jersey. 167-179 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Kuwada: "Norm of alias matrices for balanced fractional 2_m factorial designs when interesting factorial effects are not aliased with effects not of interest in estimation"Journal of Statistical Planning and Inference. 106. 271-286 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 西井 龍映, 田中 章司郎, 飯倉 善和: "「衛星リモートセンシング」第2章Landsatデータ(分担執筆). データサイエンスシリーズ第8巻,清水邦夫編著"共立出版. 39-101 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R. Nishii: "Discriminate analysis of remotely sensed imagery based on statistical approach (in Japanese)"Applied Statistics. 31, (1). 3-21 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R. Nishii: "Fusion of contextual classification and the existing classification result"Proc. 2002 IEEE International Geosciences and Remote Sensing Symposium. CD-ROM. (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R. Nishii: "arkov random field based on Kullback-Leibler divergence and its applications to geo-spatial image segmentation"Proc. 6^<th> World Multiconference on Systemic Cybernetics and Informatics. 14-18 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M. Kuwada: "Norm of alias matrices for balanced fractional 2 factorial designs the interesting factorial effects are not aliased with effects not of interest in"Journal of Statistical Planning and Inference. 106. 271-286 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M. Kuwada: "Norm of alias matrices of balanced fractional 2 factorial designs when interesting factorial effects are not aliased with effects not of interest in estimation aliased with effects not of interest in estimation"Journal of Statistical planning and Inference. 106. 271-289 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R. Nishii, S. Tanaka and Y. Iikura,K. Shimizu (Eds): "Landsat data, Chapter 2 of "Satellite remote sensing" Date Science Series Vo.8(in Japanese)"Kyoritsu Press. 39-101 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 西井 龍映: "統計手法によるリモートセンシング画像の判別分析"応用統計学. 31(1). 3-21 (2002)
• [文献書誌] Y.Morisaki, R.Nishii: "Contextual image fusion based on Markov random fields and its applications to geo-spatial image enhancement"Advances in Statistics, Combinatorics and Related Areas. 157-179 (2002)
• [文献書誌] R.Nishii: "Fusion of contextual classification and the existing classification result"Proceedings of 2002 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. (CD-ROM). (2002)
• [文献書誌] Masahide Kuwada: "Norm of alias matrices for balanced fractional 2^m factorial designs when interesting factorial effects are not aliased with effects not of in interest estimation"Jornal of Statistical Planning and Inference. 106. 271-286 (2002)
• [文献書誌] 八嶋 俊, 浅野 晃, 田口 亮: "モルフォロジーフィルタの構造要素による単一特徴テクスチャのモデル化"電子情報通信学会論文誌A. J85-A(6). 715-724 (2002)
• [文献書誌] A.Asano, J.Endo, C.Muraki: "Multiprimitive texture analysis using cluster analysis and morphological size distribution"IEICE Trans. Fundamentals. E85-A(8). 2180-2183 (2002)
• [文献書誌] 西井龍映, 田中章司郎, 飯倉善和: "「衛星リモートセンシング」第2章 Landsatデータ pp.39-101"共立出版. 230 (2002)
• [文献書誌] Nishii, Y.Morisaki: "Spatial discriminant analysis based on powe-elliptic distributions and power transformations"Proc. 2001 IEEE Internat. Geosci. & Remote Sensing Sympo.. (CD-ROM). 1-3 (2001)
• [文献書誌] Y.Morisaki, Nishii: "contextual data fusion based on Markov random fields and its applications to image enhancement"Remote Sensing for Environmental Sciences. 23. 27-32 (2001)
• [文献書誌] Tanaka, K.Yamahira: "Functionality addition : shortest geometric paths"ISO/IEC JTC1/SC32 WG4 SQL/MM. YYJ-029. 1-5 (2001)
• [文献書誌] Kuwada: "Norm of alias matrices for balanced fractional 2^m factorial when interesting factorial effects are not alised with effects of interest in estimation"Journal of Statistical Planning and Inference. (印刷中).
• [文献書誌] Asano, Endo, Muraki: "Multiprimitive texture analysis using cluster analysis and size density function"Proc. International Symposium on Mathematical Morphology VI. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] 八嶋俊, 浅野, 田口亮: "モルフォロジーフィルタの構造要素による単一特徴テクスチャのモデル化"電子情報通信学会論文誌A. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] 西井, 田中, 飯倉義和: "Landsatデータ(「衛星リモートセンシング」の第2章)"共立出版. 64 (2002)