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パラメータ再定義法による自然勾配法実現を通した複雑な深層ネットワーク学習の効率化

研究課題

研究課題/領域番号 18K18121
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関東京大学

研究代表者

木脇 太一  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (70786011)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード機械学習 / 眼科学 / ニューラルネットワーク / 緑内障 / マルチタスク学習 / 深層ニューラルネットワーク / 医療画像分析 / 医療データマイニング / バッチ正規化 / PCA
研究成果の概要

本研究では緑内障と呼ばれる眼病データの分析を応用分野とし、ニューラルネットワークと呼ばれる機械学習手法の改善を試みた。特にこの応用領域では(1)利用可能なデータが少数に限られる問題へ対処する必要があり、また(2)医学的な立場から結果を説明することが非常に重要である。これを受けて本研究では、学習器が小規模データからも適切な知識を獲得できる手法を開発し、また構築した手法の動作を説明して医学的な見知と照らし合わせ、更には医学分野で認知され得る形で手法の有効性を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

緑内障は失明の可能性もある進行性の眼病であるが、治療によって進行を遅らせることが出来るため、その進行予測ならびに症状診断は非常に重要である。しかし症状診断と進行予測の両方に不可欠とされて来た眼の視野感度試験は、計測コストが高くまた計測毎のばらつきから来る信頼性にも問題がある。本研究で開発した手法は機械学習手法を利用してこの問題に対処するものであり、社会的な意義は非常に高い。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (8件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] A Joint Multitask Learning Model for Cross-sectional and Longitudinal Predictions of Visual Field Using OCT2021

    • 著者名/発表者名
      Asaoka Ryo、Xu Linchuan、Murata Hiroshi、Kiwaki Taichi、Matsuura Masato、Fujino Yuri、Tanito Masaki、Mori Kazuhiko、Ikeda Yoko、Kanamoto Takashi、Inoue Kenji、Yamagami Jukichi、Yamanishi Kenji
    • 雑誌名

      Ophthalmology Science

      巻: 1 号: 4 ページ: 100055-100055

    • DOI

      10.1016/j.xops.2021.100055

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Predicting 10-2 Visual Field From Optical Coherence Tomography in Glaucoma Using Deep Learning Corrected With 24-2/30-2 Visual Field2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yohei、Kiwaki Taichi、Sugiura Hiroki、Asano Shotaro、Murata Hiroshi、Fujino Yuri、Matsuura Masato、Miki Atsuya、Mori Kazuhiko、Ikeda Yoko、Kanamoto Takashi、Yamagami Junkichi、Inoue Kenji、Tanito Masaki、Yamanishi Kenji、Asaoka Ryo
    • 雑誌名

      Translational Vision Science & Technology

      巻: 10 号: 13 ページ: 28-28

    • DOI

      10.1167/tvst.10.13.28

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving Visual Field Trend Analysis with OCT and Deeply Regularized Latent-Space Linear Regression2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Linchuan、Asaoka Ryo、Murata Hiroshi、Kiwaki Taichi、Zheng Yuhui、Matsuura Masato、Fujino Yuri、Tanito Masaki、Mori Kazuhiko、Ikeda Yoko、Kanamoto Takashi、Yamanishi Kenji
    • 雑誌名

      Ophthalmology Glaucoma

      巻: 4 号: 1 ページ: 78-88

    • DOI

      10.1016/j.ogla.2020.08.002

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep learning model to predict visual field in central 10° from optical coherence tomography measurement in glaucoma2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yohei、Asaoka Ryo、Kiwaki Taichi、Sugiura Hiroki、Asano Shotaro、Murata Hiroshi、Fujino Yuri、Matsuura Masato、Miki Atsuya、Mori Kazuhiko、Ikeda Yoko、Kanamoto Takashi、Yamagami Junkichi、Inoue Kenji、Tanito Masaki、Yamanishi Kenji
    • 雑誌名

      British Journal of Ophthalmology

      巻: 105 号: 4 ページ: 507-513

    • DOI

      10.1136/bjophthalmol-2019-315600

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Predicting the Glaucomatous Central 10-Degree Visual Field From Optical Coherence Tomography Using Deep Learning and Tensor Regression2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Linchuan、Asaoka Ryo、Kiwaki Taichi、Murata Hiroshi、Fujino Yuri、Matsuura Masato、Hashimoto Yohei、Asano Shotaro、Miki Atsuya、Mori Kazuhiko、Ikeda Yoko、Kanamoto Takashi、Yamagami Junkichi、Inoue Kenji、Tanito Masaki、Yamanishi Kenji
    • 雑誌名

      American Journal of Ophthalmology

      巻: 218 ページ: 304-313

    • DOI

      10.1016/j.ajo.2020.04.037

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] PAMI: A Computational Module for Joint Estimation and Progression Prediction of Glaucoma2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Linchuan、Asaoka Ryo、Kiwaki Taichi、Murata Hiroshi、Fujino Yuri、Yamanishi Kenji
    • 学会等名
      27th ACM SIGKDD
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Glaucoma Progression Prediction Using Retinal Thickness via Latent Space Linear Regression2019

    • 著者名/発表者名
      Yuhui Zheng, Linchuan Xu, Taichi Kiwaki, Jing Wang, Hiroshi Murata, Ryo Asaoka, Kenji Yamanishi
    • 学会等名
      25th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery & Data Mining
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Glaucomatous Visual Sensitivity from Retinal Thickness with Pattern-Based Regularization and Visualization2018

    • 著者名/発表者名
      Suigura, Kiwaki, Yousefi, Murata, Asaoka, and Yamanishi
    • 学会等名
      24th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery & Data Mining
    • 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: 2023-01-30  

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