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画像を用いた学習に基づく屋外植物の形態計測手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K18074
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2018-2021)

研究代表者

内海 ゆづ子  大阪公立大学, 大学院情報学研究科, 講師 (80613489)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード植物形態計測 / 深層学習 / 分げつ / Pretext task / 単子葉植物 / 植物計測 / 分げつ数推定 / 植物画像処理 / 3次元点群 / 画像処理 / Pre-traiend model / 画像計測 / 3次元復元 / Instance segmentation
研究成果の概要

単子葉植物の枝分かれの数を表す分げつという形質データに着目し,横から植物を撮影した1枚の画像から,分げつ数を推定する手法を提案した.分げつ数は非破壊で数えにくく,大量に学習データを収集できない.そこで,学習データが少ない場合であっても深層学習を適用できるpretext task やpre-trained modelを利用して,単子葉植物の分げつ数推定を行った.結果,従来の画像を用いた推定手法よりも精度が改善した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

農学では,フェノタイピングを目的として,植物の形質を大量に計測する必要性が高まっている.しかし,現在多くの計測は人手に頼っており,大きな労力と時間がかかることから,研究のボトルネックとなっている.特に,分げつ数は,成長の初期段階から生育の追従をする必要があることから,大量の植物を計測することができなかった.本研究では,1枚の画像から自動で分げつを推定することから,作業負荷軽減と大量の個体の計測が可能となる.このことから,本研究は,フェノタイピングのボトルネック解消に貢献できると考えられる.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2020 2019

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

  • [雑誌論文] Tiller estimation method using deep neural networks2023

    • 著者名/発表者名
      Kinose Rikuya、Utsumi Yuzuko、Iwamura Masakazu、Kise Koichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.1016507

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] DNN-based plant phenome estimation with small data2020

    • 著者名/発表者名
      Yuzuko Utsumi
    • 学会等名
      2020 JST The Second International Workshop on Field Phenotyping and Modeling for Cultivation
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Self-supervised Learning を用いた画像からの単子葉植物の分げつ数推定2020

    • 著者名/発表者名
      黄瀬陸哉,内海ゆづ子,岩村雅一,黄瀬浩一
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 小規模な正解ラベル付きデータを用いたCNN に基づくエノコログサの分げつ数の推定2019

    • 著者名/発表者名
      中村浩一朗,内海ゆづ子,岩村雅一,黄瀬浩一
    • 学会等名
      農業情報学会2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Pretext taskを用いた植物画像からの分げつ数の推定2019

    • 著者名/発表者名
      内海ゆづ子,中村浩一郎,岩村雅一,黄瀬浩一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 パターン認識・メディア理解研究会(PRMU研究会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNN-Based Tiller Number Estimation for Insufficient Training Data2019

    • 著者名/発表者名
      Yuzuko Utsumi, Koichiro Nakamura, Masakazu Iwamura and Koichi Kise
    • 学会等名
      Computer Vision Problems in Plant Phenotyping (CVPPP) 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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