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グラフィカルモデルの二次平均場近似と確率的情報処理への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17500088
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 知能情報学
研究機関電気通信大学

研究代表者

高橋 治久  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (90135418)

研究分担者 村松 正和  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (70266071)
堀田 一弘  電気通信大学, 電気通信学部, 助教 (40345426)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 270千円)
2007年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードマルコフ確率場 / 条件付き確率場 / 平均場近似 / 位相方程式 / 集団符号化 / 人工知能 / 脳・神経 / 確率論 / ソフトコンピューティング / 統計的学習 / マルコフランダムフィールド / 条件マルコフ場 / グラフィカルモデル / ニューラルネット
研究概要

本研究では,神経間の相関をモデル化できる神経回路を構築し,それをパターン認識問題に応用することを目的として行った.最初に,従来のアナログ神経回路網を相関を考慮したモデルに拡張した.無向グラフィカルモデルとしてのマルコフランダムフィールド(MRF)のナイーブな平均場近似を考えれば,それはアナログニューラルネットワークとなるが,相関の情報は落とされ,直接的表現は不可能である.そこでMRFや条件付きマルコフ場(CRF)を共分散の情報を保存しながら,確定的モデルで近似する新しい平均場近似モデルを提案した.このモデルでは,位相変数を導入し,位相方程式により位相差のコサインが相関係数を表すことができる.位相方程式は,発振ニューラルネットワークの位相方程式と係数を除いて同様な形であり,位相同期と確率的相関の類似性を表している.このことは,発振ニューロンといういわば生理学的には不自然な情報処理形態を考えなくとも,通常のニューラルネットワークで,同様の情報処理が可能であることを示しているが,相関を表現できるのでそれ以上の能力がある.このモデルに対し,平均場近似としての精度を検証し,従来法より遙かに高精度であることを確認した.次にイレギュラーな局所最小値が出来ないことを実験的に確認した.最後に,パターン認識問題への応用を行い,共分散による出力を用いた場合,平均値を使うよりも格段に識別精度が上がることを確認した.これにより,もう一つの結論として,脳内表現では相関は分散以上に重要であることが分かった.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (29件)

  • [雑誌論文] カーネル主成分分析を用いた学習機械のパラメータ自動決定法2008

    • 著者名/発表者名
      関口涼平, 高橋治久, 堀田一弘
    • 雑誌名

      情報処理学会(TOM20) Vol.49,

      ページ: 79-87

    • NAID

      110006248710

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The automatic parameter tuning in learning with kernel PCA2008

    • 著者名/発表者名
      R., Sekiguchi, H., Takahashi, K., Hotta
    • 雑誌名

      Vol. 49, No. SIG4 TOM20)

      ページ: 79-87

    • NAID

      110006248710

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] カーネル主成分分析を用いた学習機械のパラメータ自動決定法2008

    • 著者名/発表者名
      関ロ涼平, 高橋治久, 堀田一弘
    • 雑誌名

      情報処理学会 (TOM20) Vol.49,

      ページ: 79-87

    • NAID

      110006248710

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variational Phasor Mean Field Model for Markov Random Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 雑誌名

      2007Intarnational Symposium on Signal Processing and its Applications Soft Computing

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Phasor Mean Field Model for Image Processing2007

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 雑誌名

      1~<st> International Conference on "Robot and Artificial Intelligence Robot Vision

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] カーネル主成分分析を用いた学習機会のパラメタ児童決定法2007

    • 著者名/発表者名
      関口涼平
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告 MPS-63

      ページ: 9-12

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] View Independent Face Detection Based on Combination of Local and Global Kernels,2007

    • 著者名/発表者名
      K.Hotta
    • 雑誌名

      International Conference on Computer Vision Systems Mar.21-24

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An Object Detection Method Based on Independent Local Features2006

    • 著者名/発表者名
      R. Nakano, K. Hotta and H. Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics Vol.18

      ページ: 1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Robust Object Tracking Method under Pose Variation and Partial Occlusion2006

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Information and Systems Vol.E89-D

      ページ: 2132-2141

    • NAID

      110007541101

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A View Independent Video-Based Face Recognition Method Using Posterior Probability in Kernel Fisher Discriminant Space2006

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Information and Systems Vol.E89-D

      ページ: 2150-2156

    • NAID

      110007541103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Journal of Robotics and Mechatronics2006

    • 著者名/発表者名
      R., Nakano, K., Hotta, H., Takahashi
    • 雑誌名

      Vol. 18, No. 6

      ページ: 1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The worst-case time complexity for generating all maximal cliques and computational experiments2006

    • 著者名/発表者名
      E., Tomita, A., Tanaka, H., Takakashi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science 363

      ページ: 28-42

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Robust Object Tracking Method under Pose Variation and Partial Occlusion2006

    • 著者名/発表者名
      K., Hotta
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Information and Systems Vol. E89-D, No. 7

      ページ: 2150-2156

    • NAID

      110007541101

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] SVM training : second-order cone programming versus quadratic programming2006

    • 著者名/発表者名
      Rameswar Debnath
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 2006 International Joint Conference on Neural Networks

      ページ: 2141-2147

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Support Vector Machine with Weighted Summation Kernel Obtained by Adaboost2006

    • 著者名/発表者名
      K.Hotta
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Advanced Video and Signal based Surveillance Nov.22-24

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The Variational Correlation Network for Object Detection2006

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 雑誌名

      Proc.International Conferrence of CIMCA&IAWTIC2005 VolII

      ページ: 314-320

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An Efficient support vector learning method with second-order cone programming for large-scale problems2005

    • 著者名/発表者名
      R. Debnath, Haruhisa Takahashi
    • 雑誌名

      Applied Intelligence Vol 23

      ページ: 219-239

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximal margin classifier based on geometric methods2005

    • 著者名/発表者名
      M., Manabu, H., Takahashi
    • 雑誌名

      J of IEICE J88-D-II 4

      ページ: 687-694

    • NAID

      10016598586

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tuning Multiple Parameters for Support Vector Machines with Gaussian Kernel2005

    • 著者名/発表者名
      Rameswer, Debnath, Haruhisa, Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Signal Processing Vol. 9, No. 6

      ページ: 447-456

    • NAID

      40007079762

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Efficient support vector learning method with second -order cone programming for large-scaleproblems2005

    • 著者名/発表者名
      Rameswer, Debnath, M., Muramatsu, Haruhisa, Takahashi
    • 雑誌名

      Applied Intelligence Vol. 23

      ページ: 219-239

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Efficient Search Method Based on Dynamic Attention Map by Ising Model2005

    • 著者名/発表者名
      K., Hotta, M., Tanaka, T., Kurita, T., Mishima
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Information and Systems Vol. E88-D, No. 10

      ページ: 2286-2295

    • NAID

      110003214158

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Object Detection Using Independent Local Feature Extractor2005

    • 著者名/発表者名
      R.Nakano
    • 雑誌名

      Proc.SPIE2005(SPIE International Symposium on Optomechatronic Technologies (ISOT2005)) Vol.6051

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] View Independent Face Recognition Based on Kernel Principal Component Analysis of Local Parts2005

    • 著者名/発表者名
      K.Hotta
    • 雑誌名

      Proc.IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2005) Vol.III

      ページ: 760-763

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] View Independent Video-Based Face Recognition Using Posterior Probability in Kernel Fisher Discriminant Space2005

    • 著者名/発表者名
      K.Hotta
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science (Proc.International Conference on Advanced in Pattern Recognition (ICAPR2005)) Vol.3687

      ページ: 103-111

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 部分的な隠れに頑健な顔検出法2005

    • 著者名/発表者名
      堀田 一弘
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D-II Vol.J88-D-II, No.8

      ページ: 1624-1633

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 色と形状のカーネルの和を用いた顕微鏡画像からのアスベスト検出2008

    • 著者名/発表者名
      野本敦夫, 堀田 一弘, 高橋治久
    • 学会等名
      2008年電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2008-03-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] One-class SVMを用いた顕微鏡画像からの粒子検出と計数2008

    • 著者名/発表者名
      久場日暖, 堀田 一弘, 高橋治久
    • 学会等名
      2008年電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2008-03-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Variational Phasor Mean Field Model for Object Recognition2008

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Communications, control & Signal Processing
    • 発表場所
      Malta
    • 年月日
      2008-03-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Variational Phasor Mean Field Model for face Recognition2008

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 学会等名
      2008 International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing(NCSP'08)
    • 発表場所
      Gold Coast, Australia
    • 年月日
      2008-03-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Variational Phasor Mean Field Model for face Recognition2008

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 学会等名
      2008 International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing (NCSP'08)
    • 発表場所
      Gold Coast, Australia
    • 年月日
      2008-03-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Object Categorization Based on Kernel Principal Component Analysis of Visual Words2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 学会等名
      IEEE Workshop on Applications of Computer Vision(WACV2008)
    • 発表場所
      Colorado, USA,
    • 年月日
      2008-01-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Object Categorization Based on Kernel Principal Component Analysis of Visual Words2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 学会等名
      IEEE Workshop on Applications of Computer Vision (WACV2008)
    • 発表場所
      Colorado, USA,
    • 年月日
      2008-01-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Variational Phasor Mean Field Model for Object Recognition2008

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa, Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Communications, control &Signal Processing, Malta
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Variational Phasor Mean Field Model for face Recognition2008

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa, Takahashi
    • 学会等名
      Proceedings of the 2008 International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing (NCSP'08)
    • 発表場所
      Gold Coast, Australia
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Phasor Mean Field Model for Image Processing2007

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 学会等名
      1st International Conference on "Robot and Artificial Intelligence, Robot Vision
    • 発表場所
      China
    • 年月日
      2007-11-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fast, Accurate and Robust Recognition Based On Summation of Local Normalized Linear Kernels2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 学会等名
      Digital Image Computing: Techniques and Applications(DICTA2007)
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      2007-11-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fast, Accurate and Robust Recognition Based On Summation of Local Normalized Linear Kernels2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 学会等名
      Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA2007)
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      2007-11-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 局所特徴のカーネル主成分分析に基づくカテゴリ識別2007

    • 著者名/発表者名
      堀田 一弘
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2007)
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2007-07-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] カーネル主成分分析を用いた学習機械のパラメタ自動決定法2007

    • 著者名/発表者名
      関口涼平, 高橋治久, 堀田一弘
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, MPS-63
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2007-06-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] View Independent Face Detection Based on Combination of Local and Global Kernels2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 学会等名
      International Conference on Computer Vision Systems(ICVS2007)
    • 発表場所
      Bielefield University, Germany
    • 年月日
      2007-03-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] View Independent Face Detection Based on Combination of Local and Global Kernels2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 学会等名
      International Conference on Computer Vision Systems (ICVS2007)
    • 発表場所
      Bielefield University, Germany
    • 年月日
      2007-03-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Variational Phasor Mean Field Model for Markov Random Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 学会等名
      2007International Symposium on Signal Processing and its Applications,
    • 発表場所
      UAE
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Variational Phasor Mean Field Model for Markov Random Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa, Takahashi
    • 学会等名
      2007International Symposium on Signal Processing and its Applications, Soft Computing
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Phasor Mean Field Model for Image Processing2007

    • 著者名/発表者名
      Haruhsia, Takahashi
    • 学会等名
      1st International Conference on Robot and Artificial Intelligence, Robot Vision
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] SVM training: second-order cone programming versus quadratic programming2006

    • 著者名/発表者名
      Rameswar Debnath and Haruhiha Takahashi
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks(IJCNN2006)
    • 発表場所
      Canada
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] View Independent Video-Based Face Recognition Using Posterior Probability in Kernel Fisher Discriminant Space2006

    • 著者名/発表者名
      Nakano, K. Hotta, H. Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on Advanced in Pattern Recognition(ICAPR2005),
    • 発表場所
      JPN
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Adaptive Weighting of Local Classifiers by Particle Filter2006

    • 著者名/発表者名
      K. Hotta
    • 学会等名
      International Conference on Pattern Reconition(ICPR2006)
    • 発表場所
      Hong Kong China
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] SVM training : second-order cone programming versus quadratic programming2006

    • 著者名/発表者名
      Rameswar, Debnath, Haruhiha, Takahashi
    • 学会等名
      In Proceedings of the 2006 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN2006), Vancouver, BC
    • 発表場所
      Canada
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Correlation Learning via Deterministic Networks2005

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 学会等名
      Correlation Learning Workshop,
    • 発表場所
      Canada
    • 年月日
      2005-05-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] The Variational Correlation Network for Object Detection2005

    • 著者名/発表者名
      Haruhisa Takahashi
    • 学会等名
      Int. Conf. on Comp. Inteligence for Modelling", Control and Automation(CIMCA2005)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Efficient Method for Large-Scale SVM Training2005

    • 著者名/発表者名
      Rameswar Debnath and Haruhiha Takahashi
    • 学会等名
      RISP International Workshop on nonlinear Circuits and Signal Processing
    • 発表場所
      Canada
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Efficient Method for Large-cale SVM Training2005

    • 著者名/発表者名
      Rameswer, Debnath, Haruhiasa, Takahashi
    • 学会等名
      Workshop on nonlinear Circuits and ignal Processing
    • 発表場所
      RISP International
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] The Variational Correlation Network for Object Detection Proc. Int. Conf. on Comp. Inteligence for Modelling2005

    • 著者名/発表者名
      H., Takahashi
    • 学会等名
      Control and Automation
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] View Independent Video-Based Face Recognition Using Posterior Probability in Kernel Fisher Discriminant Space2005

    • 著者名/発表者名
      Nakano, K., Hotta, H., Takahashi
    • 学会等名
      Vienna, Austria
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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