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High-Order Deep Learning Models: Theoretical Study and Applications

研究課題

研究課題/領域番号 17K00326
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能情報学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

ZHAO QIBIN  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, ユニットリーダー (30599618)

研究分担者 曹 建庭  埼玉工業大学, 工学部, 教授 (20306989)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードTensor decomposition / Tensor networks / Multi-modal learning / Tensor completion / Tensor Ring / Deep Multimodal Learning / Tensor ring / Deep multi-task learning / Deep neural network / PU learning / GAN / Tensor Decomposition / Deep Learning / Tensor Networks
研究成果の概要

テンソル分解やテンソルネットワーク(TN)は、近年、機械学習やデータマイニング、コンピュータビジョンの分野で注目度が高まっている。しかし、未解決の問題が多く、機械学習への影響が限定されています。本プロジェクトでは、テンソルネットワークの基本的なモデルと理論を研究し、データ表現やモデル表現への応用を行った。大規模データ補完や画像デノイジングに適用可能な高速かつスケーラブルなアルゴリズムとともに、新規なテンソル分解モデルを導入した。また、テンソルネットワーク表現に基づくディープマルチタスク、マルチモデル学習、マルチGANs法を開発し、強力な表現力と経済的なモデル複雑性を示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Tensor representation and tensor networks have shown to be useful in deep learning models. This project has further promoted to solve the challenging problems in deep learning methods by using TN technology.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 8件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 19件)

  • [雑誌論文] Rank Minimization on Tensor Ring: An Efficient Approach for Tensor Decomposition and Completion2019

    • 著者名/発表者名
      Longhao Yuan, Chao Li, Jianting Cao and Qibin Zhao
    • 雑誌名

      Machine Learning

      巻: 109 号: 3 ページ: 603-622

    • DOI

      10.1007/s10994-019-05846-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Remote sensing image reconstruction using tensor ring completion and total-variation2019

    • 著者名/発表者名
      W. He, N. Yokoya, L. Yuan, and Q. Zhao
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 57 号: 11 ページ: 8998-9009

    • DOI

      10.1109/tgrs.2019.2924017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multidimensional clinical data denosing via Bayesian CP factorization2019

    • 著者名/発表者名
      Cui Gaochao, Zhu Li, Gui Lihua, Zhao Qibin, Zhang Jianhai, Cao Jianting
    • 雑誌名

      Science China (Technological Sciences)

      巻: 62 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s11431-018-9493-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-order tensor completion via gradient-based optimization under tensor train format2019

    • 著者名/発表者名
      Yuan Longhao、Zhao Qibin、Gui Lihua、Cao Jianting
    • 雑誌名

      Signal Processing: Image Communication

      巻: 73 ページ: 53-61

    • DOI

      10.1016/j.image.2018.11.012

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Image and video completion by using Bayesian tensor decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      L. Gui, X. Zhao, Q. Zhao, and J. Cao.
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Science Issues

      巻: 15 ページ: 1-8

    • DOI

      10.5281/ZENODO.1467644

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-local image denoising by using Bayesian low- rank tensor factorization on high-order patches2018

    • 著者名/発表者名
      L. Gui, X. Zhao, Q. Zhao, and J. Cao.
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Science Issues

      巻: 15 ページ: 16-25

    • DOI

      10.5281/ZENODO.1467648

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feature Extraction for Incomplete Data Via Low-Rank Tensor Decomposition With Feature Regularization2018

    • 著者名/発表者名
      Shi Qiquan、Cheung Yiu-Ming、Zhao Qibin、Lu Haiping
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems

      巻: x 号: 6 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1109/tnnls.2018.2873655

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Brain-Computer Interface with Corrupted EEG Data: a Tensor Completion Approach2018

    • 著者名/発表者名
      Sole-Casals J.、Caiafa C. F.、Zhao Q.、Cichocki A.
    • 雑誌名

      Cognitive Computation

      巻: 10 号: 6 ページ: 1062-1074

    • DOI

      10.1007/s12559-018-9574-9

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two-Stage Frequency Recognition Method Based on Correlated Component Analysis for SSVEP-Based BCI2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yangsong、Yin Erwei、Li Fali、Zhang Yu、Tanaka Toshihisa、Zhao Qibin、Cui Yan、Xu Peng、Yao Dezhong、Guo Daqing
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      巻: 26 号: 7 ページ: 1314-1323

    • DOI

      10.1109/tnsre.2018.2848222

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlated Component Analysis for Enhancing the Performance of SSVEP-Based Brain-Computer Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yangsong、Guo Daqing、Li Fali、Yin Erwei、Zhang Yu、Li Peiyang、Zhao Qibin、Tanaka Toshihisa、Yao Dezhong、Xu Peng
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      巻: 26 号: 5 ページ: 948-956

    • DOI

      10.1109/tnsre.2018.2826541

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Completion of High Order Tensor Data with Missing Entries via Tensor-Train Decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Yuan Longhao、Zhao Qibin、Cao Jianting
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10634 ページ: 222-229

    • DOI

      10.1007/978-3-319-70087-8_24

    • ISBN
      9783319700861, 9783319700878
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Feature Extraction for Incomplete Data via Low-rank Tucker Decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Shi Qiquan、Cheung Yiu-ming、Zhao Qibin
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10534 ページ: 564-581

    • DOI

      10.1007/978-3-319-71249-9_34

    • ISBN
      9783319712482, 9783319712499
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Classification of Epileptic IEEG Signals by CNN and Data Augmentation2020

    • 著者名/発表者名
      Xuyang Zhao, Jordi Sole-Casals, Binghua Li, Zihao Huang, Andong Wang, Jianting Cao
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust Tensor Decomposition via Orientation Invariant Tubal Nuclear Norms2020

    • 著者名/発表者名
      Andong Wang, Chao Li, Zhong Jin, Qibin Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beyond unfolding: Exact recovery of latent convex tensor decomposition under reshuffling2020

    • 著者名/発表者名
      Chao Li, Mohammad Emtiyaz Khan, Zhun Sun, Gang Niu, Bo Han, Shengli Xie, Qibin Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning efficient tensor representa- tions with ring structure networks2019

    • 著者名/発表者名
      Qibin Zhao, Masashi Sugiyama, Longhao Yuan, Andrzej Cichocki
    • 学会等名
      EEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tensor Ring Decomposition with Rank Minimization on Latent Space: An Efficient Approach for Tensor Completion2019

    • 著者名/発表者名
      Longhao Yuan, Chao Li, Danilo Mandic, Jianting Cao, Qibin Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Randomized Tensor Ring Decomposition and Its Application to Large-scale Data Reconstruction2019

    • 著者名/発表者名
      Longhao Yuan, Chao Li, Jianting Cao, Qibin Zhao
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Localization of Epileptic Foci by Using Convolutional Neural Network Based on iEEG2019

    • 著者名/発表者名
      Linfeng Sui, Xuyang Zhao, Qibin Zhao, Toshihisa Tanaka, Jianting Cao
    • 学会等名
      IFIP International Conference on Artificial Intelligence Applications and Innovations
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-rank Embedding of Kernels in Convolutional Neural Networks under Random Shuffling2019

    • 著者名/発表者名
      Chao Li, Zhun Sun, Jinshi Yu, Ming Hou, Qibin Zhao
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Guaranteed Matrix Completion under Multiple Linear Transformations2019

    • 著者名/発表者名
      Chao Li ; Wei He ; Longhao Yuan ; Zhun Sun ; Qibin Zhao
    • 学会等名
      IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A One-Dimensional Convolutional Neural Network Model for Automated Localization of Epileptic Foci2019

    • 著者名/発表者名
      Boning Li ; Xuyang Zhao ; Qibin Zhao ; Toshihisa Tanaka ; Jianting Cao
    • 学会等名
      Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep multimodal multilinear fusion with high-order polynomial pooling2019

    • 著者名/発表者名
      Ming Hou, Jiajia Tang, Jianhai Zhang, Wanzeng Kong, Qibin Zhao
    • 学会等名
      Advances in Neural Information Processing Systems 32 (NIPS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quasi-brain-death eeg diagnosis based on tensor train decomposition2019

    • 著者名/発表者名
      Qipeng ChenLonghao YuanYao MiaoQibin ZhaoToshihisa TanakaJianting Cao
    • 学会等名
      International Symposium on Neural Networks
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Higher-dimension tensor completion via low-rank tensor ring decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      L. Yuan, J. Cao, X. Zhao, Q. Wu, and Q. Zhao.
    • 学会等名
      APSIPA-ASC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epileptic focus localization based on iEEG by using positive unlabeled (PU) learning2018

    • 著者名/発表者名
      X. Zhao, T. Tanaka, W. Kong, Q. Zhao, J. Cao, H. Sugano, and N. Yoshida
    • 学会等名
      APSIPA-ASC
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Epileptic Foci Based on Interictal iEEG by Using Convolutional Neural Network2018

    • 著者名/発表者名
      Xuyang Zhao, Qibin Zhao, Toshihisa Tanaka, Jianting Cao, Wanzeng Kong, Hidenori Sugano and Noboru Yoshida∥
    • 学会等名
      International Conference on Digital Signal Processing
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] HIGH-ORDER TENSOR COMPLETION FOR DATA RECOVERY VIA SPARSE TENSOR-TRAIN OPTIMIZATION2018

    • 著者名/発表者名
      Longhao Yuan, Qibin Zhao, Jianting Cao
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generative Adversarial Positive-Unlabelled Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Ming Hou, Brahim Chaib-draa, Qibin Zhao
    • 学会等名
      27th International Joint Conference on Artificial Intelligence and the 23rd European Conference on Artificial Intelligence
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TGAN: TENSORIZING GENERATIVE ADVERSARIAL NETS2018

    • 著者名/発表者名
      Xingwei Cao, Xuyang Zhao, Qibin Zhao
    • 学会等名
      The Third International Conference On Consumer Electronics (ICCE) Asia
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Hybrid Brain Computer Interface Based on Audiovisual Stimuli P3002018

    • 著者名/発表者名
      Xuyang Zhao, Gaochao Cui, Longhao Yuan, Toshihisa, Tanaka, Qibin Zhao, Jianting Cao
    • 学会等名
      The Third International Conference On Consumer Electronics (ICCE) Asia
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brain Image Completion by Bayesian Tensor Decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Lihua Gui, Qibin Zhao, Jianting Cao
    • 学会等名
      2017 22nd International Conference on Digital Signal Processing (DSP)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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