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環境変動にロバストなディープニューラルネットのための学習データ生成方法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H06871
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 知能情報学
研究機関和歌山大学

研究代表者

八谷 大岳  和歌山大学, システム工学部, 講師 (00578908)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードディープラーニング / 3次元物体検出 / データ生成 / センサー融合 / CG / 異常検知 / 距離推定 / レーザセンサーとの組み合わせ / ディープニューラルネットワーク / 物体検出 / 異常行動検知 / 機械学習 / 学習データ生成 / CGシミュレーション
研究成果の概要

本研究では、1)見た目が変化する屋外の物体の3次元検出、2)異常データの観測が困難な監視カメラ画像の異常検出を題材に、学習データの自動生成方法および少量データからDeep Netを効率よく学習する方法を検討した。具体的には、1)最先端の物体検出方法に、物体の3次元座標の候補であるアンカーを導入した2.5D Faster R-CNNを提案し、移動ロボットによる特定物体検出等に応用し、その有効性を示した。2)正常データ再現するネットワークを学習し、その再現時にノイズを付加することにより仮想的な異常データを生成する方法Triple GANomariesを提案し、その有効性を実験を通して示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、ディープニューラルネット(以下DNN)は、その認識性能が人間を凌駕しつつあり、世界中で実用化が進められている。しかし、DNNを搭載した製品が運用される多様な環境に対応するため、多様な学習データの整備に多くの企業が追われている。本研究では、限られたデータから特定物体の3次元検出を行うDNNフレームワークおよび観測困難な異常データを仮想的に生成するDNNの学習データ生成フレームワークを検討し、それらの有効性を実験を通して示した。
本研究の成果は、企業が直面している上述したデータ整備問題を緩和するためのフレームワークの一つの実証例として位置づけられており、その社会的意義は大きいと考えられる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 3D Faster R-CNNとレーザスキャンとの組み合わせによる特定物体の頑健な距離推定2019

    • 著者名/発表者名
      八谷大岳、射手矢和真、中村恭之
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55

    • NAID

      130007582100

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distance estimation with 2.5D anchors and its application to robot navigation2018

    • 著者名/発表者名
      Hachiya Hirotaka、Saito Yuki、Iteya Kazuma、Nomura Masaya、Nakamura Takayuki
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40648-018-0119-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 2.5D Faster R-CNN for Distance Estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Hachiya, Yuki Saito, Kazuma Iteya, Masaya Nomura, Takayuki Nakamura
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 信頼度重み付きクラスタリングによる2次元測距センサの距離推定の頑健化2018

    • 著者名/発表者名
      射手矢和真, 八谷大岳, 中村恭之
    • 学会等名
      【会議名 】 第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2.5D+Orientationアンカーによる物体の距離と向きの推定2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木寛史, 八谷大岳
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Training Discriminative Model for Anomaly Detection through Generative Adversarial Network2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Hachiya
    • 学会等名
      第21回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 3Dアンカーによる距離推定とロボットナビゲーションへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      八谷大岳、斎藤侑輝、射手矢和真、野村雅也、中村恭之
    • 学会等名
      第23回 ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 透視投影アンカーを用いた特定物体の検出および距離推定2017

    • 著者名/発表者名
      八谷大岳、斎藤侑輝、射手矢和真、中村恭之
    • 学会等名
      第18回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 2.5D Faster R-CNN

    • URL

      https://github.com/hhachiya/2.5DFasterR-CNN

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-08-25   更新日: 2020-03-30  

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