• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

専門家の認知プロセスを模擬した深層学習に基づく画像分類技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18J10373
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知能情報学
研究機関北海道大学

研究代表者

前田 圭介  北海道大学, 情報科学研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード画像分類 / 深層学習 / 機械学習 / 信号処理 / 視線解析 / 暗黙知 / 認知科学 / マルチモーダル
研究実績の概要

2019年度は、研究の目的に述べた「研究目的:フェーズ2」を達成するために、以下の二点の研究を実施した。ただし、以下の研究を遂行するために、2018年度までに導出した異種特徴間の相関関係を考慮可能な射影行列を用いた。
実施計画1:画像分類において専門家が判断時に基準とする情報を基準特徴として算出した。具体的に、各専門分野において定められているガイドライン等にのっとり、判断基準を記録した。その後、それらの判断基準が専門家の判断時にどの程度貢献するかを調査することで、基準特徴の算出を可能とした。
実施計画2:算出した基準特徴と教師ラベルを学習するための深層学習手法を構築した。専門家は判断基準に基づき結果を得ることから、基準特徴を中間層へ、教師ラベルを出力層へ挿入し学習を行うことで、重み行列を推定した。これにより、画像を入力した際に、専門家の判断基準を推定しながら、判定結果を出力可能な深層学習手法の構築が可能なった。上記研究により構築した手法は以下の二点のメリットを有している。
1.専門家の判断基準を学習することで、機械が専門家の判断基準に即した結果を導くことができる点。
2.新しい画像が入力された際、その都度視線情報・基準特徴を取得することなく、学習で求めた射影行列・中間層の重み行列を用いることで最終結果を取得可能な点。
上述の研究によって得られた結果を信号処理・画像処理系の国内会議・国際会議において発表を行い、加えて、学会発表で得られた知見に基づき、手法を高度化することにより、学術論文誌にも採録された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 12件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] [Papers] Interpretable Convolutional Neural Network Including Attribute Estimation for Image Classification2020

    • 著者名/発表者名
      Kazaha Horii, Keisuke Maeda, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 雑誌名

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      巻: 8 号: 2 ページ: 111-124

    • DOI

      10.3169/mta.8.111

    • NAID

      130007825882

    • ISSN
      2186-7364
    • 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] Human-centered image classification via a neural network considering visual and biological features2019

    • 著者名/発表者名
      Kazaha Horii, Keisuke Maeda, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 雑誌名

      Multimedia Tools and Applications

      巻: 印刷中 号: 7-8 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1007/s11042-019-7222-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Convolutional Sparse Coding-based Deep Random Vector Functional Link Network for Distress Classification of Road Structures2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Maeda, Sho Takahashi, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 雑誌名

      Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distress classification of class-imbalanced inspection data via correlation-maximizing weighted extreme learning machine2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda Keisuke、Takahashi Sho、Ogawa Takahiro、Haseyama Miki
    • 雑誌名

      Advanced Engineering Informatics

      巻: 37 ページ: 79-87

    • DOI

      10.1016/j.aei.2018.04.014

    • 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
  • [雑誌論文] Estimation of Deterioration Levels of Transmission Towers via Deep Learning Maximizing Canonical Correlation between Heterogeneous Features2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Maeda, Sho Takahashi, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing

      巻: 12 号: 4 ページ: 633-644

    • DOI

      10.1109/jstsp.2018.2849593

    • NAID

      120006502506

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantitative analysis of engineer’s skill using wearable sensor data while inspecting highway bridge2020

    • 著者名/発表者名
      Genki Suzuki, Keisuke Maeda, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 学会等名
      IEEE 2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distress level classification of road infrastructures via CNN generating attention map2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ogawa, Keisuke Maeda, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 学会等名
      IEEE 2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 社会インフラ維持管理効率化のための最先端AI技術の導入 -点検データを用いた変状分類の精度向上に向けた取り組み-2020

    • 著者名/発表者名
      前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      北海道大学 数理・データサイエンス公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 地下鉄トンネル点検時の生体信号に基づいた熟練および若手技術者の分類に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      九島 哲哉, 前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 道路構造物の変状評価における技術者の視線データと熟練度の分析に関する一考察2020

    • 著者名/発表者名
      松井 太我, 前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 道路構造物の維持管理効率化に向けた変状画像分類における信頼性の向上に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      堀井 風葉, 前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地下鉄トンネル維持管理支援を目的とした類似画像の検索に関する検討-技術者の評価を反映可能な距離計量学習の導入-2020

    • 著者名/発表者名
      松本 有衣, 前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 画像注視時のヒトの感情推定のための視線特徴の推定に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      諸戸 祐哉, 前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Neural network maximizing ordinally supervised multi-view canonical correlation for deterioration level estimation2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Maeda, Sho Takahashi, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-feature Fusion Based on Supervised Multi-view Multi-label Canonical Correlation Projection2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Maeda, Sho Takahashi, Takahiro Ogawa and Miki Haseyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Region-based distress classification of road infrastructures via CNN without region annotation2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ogawa, Keisuke Maeda, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 学会等名
      IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of user-specific visual attention based on gaze information of similar users2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Moroto, Keisuke Maeda, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 学会等名
      IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of emotion labels via tensor-based spatiotemporal visual attention analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Moroto, Keisuke Maeda, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] User-Specific Visual Attention Estimation Based on Visual Similarity and Spatial Information in Images2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Moroto, Keisuke Maeda, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-feature fusion based on semi-supervised multi-view multi-label canonical correlation projection2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Maeda, Sho Takahashi, Takahiro Ogawa, Miki Haseyama
    • 学会等名
      第22回 画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 変状分類における Grad-CAM++ に基づいた CNN の注目領域の可視化に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      小川 直輝, 前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      令和元年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sparse Bayesian Learning に基づく注視領域の時間変化を考慮したヒトの感情推定に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      諸戸 祐哉,前田 圭介,小川 貴弘,長谷山 美紀
    • 学会等名
      令和元年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 画像の視覚的および空間的特徴に基づくユーザに特化した注視領域推定の高精度化に関する検討 ~ 視覚的特徴の類似度と推定精度の関係性に関する一考察~2019

    • 著者名/発表者名
      諸戸 祐哉,前田 圭介,小川 貴弘,長谷山 美紀
    • 学会等名
      イメージ・メディア・クオリティ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 異種特徴を用いた深層学習に基づく送電鉄塔の劣化レベル分類の高精度化に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      前田 圭介, 高橋 翔, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      映像情報メディア学会メディア工学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークにおける解釈性向上のための画像の属性分類に関する一検討2019

    • 著者名/発表者名
      堀井 風葉, 前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      映像情報メディア学会メディア工学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of Visual Attention via Canonical Correlation between Visual and Gaze-based Features2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Moroto, K. Maeda, T. Ogawa, M. Haseyama
    • 学会等名
      IEEE Global Conference on Life Sciences and Technologies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] User-Specific Visual Attention Estimation Based on Visual Similarity and Spatial Information in Images2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Moroto, K. Maeda, T. Ogawa, M. Haseyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics Taiwan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Convolutional Sparse Codingを導入した深層学習に基づく変状分類手法の構築2018

    • 著者名/発表者名
      前田 圭介, 高橋 翔, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      第21回 画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 画像注視時の注視領域の時間変化を考慮したテンソル解析に基づく感情推定に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      諸戸 祐哉, 前田 圭介, 小川 貴弘, 長谷山 美紀
    • 学会等名
      平成30年度 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Human-Centered Neural Network Model with Discriminative Locality Preserving Canonical Correlation Analysis for Image Classification2018

    • 著者名/発表者名
      K. Horii, K. Maeda, T. Ogawa, M. Haseyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] User-centric Visual Attention Estimation Based on Relationship Between Image and Eye Gaze Data2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Moroto, K. Maeda, T. Ogawa, M. Haseyama
    • 学会等名
      IEEE Global Conference on Consumer Electronics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 北海道大学大学院情報科学研究院メディアダイナミクス研究室 研究室メンバー

    • URL

      https://www-lmd.ist.hokudai.ac.jp/member/maeda/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 北海道大学大学院情報科学研究院メディアダイナミクス研究室 研究室メンバー

    • URL

      https://www-lmd.ist.hokudai.ac.jp/maeda/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi