• 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

シミュレーションとGANを介した強化学習による細胞動画像処理の自動化技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19842
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分62:応用情報学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

瀬尾 茂人  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (30432462)

研究分担者 間下 以大  大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (00467606)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードバイオイメージインフォマティクス / 強化学習 / 深層学習
研究成果の概要

近年の顕微鏡技術の発展により、多種多様かつ大量の細胞動画像が日々産出されている。バイオイメージングの方法と目的は多岐にわたるが、細胞を撮影した動画像を解析するという場合には、細胞の認識と時空間的な追跡が、画像から情報を抽出するための普遍的なタスクとなる。従来これらは人力による追跡、もしくは各論的に開発されたアルゴリズムによって対応されてきた。
本研究では近年長足の進歩を遂げている深層学習と強化学習による方法を用いて、正解から動画像をシミュレーションで生成し、そのデータを用いて細胞の追跡というタスクを学習する方法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞の移動軌跡のシミュレーションと敵対的生成ネットワーク(GAN) を用いて、少数の正解付き訓練データから類似した疑似データを自動生成する方法の開発を行った。本研究では細胞動画像を対象とした研究を行ったが,シミュレーションとGANによる仮想動画の生成と、それを介した強化学習によって必要なタスクを獲得することができれば、様々な分野での応用が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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 2020 2019 2018

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 3件)

  • [雑誌論文] Tracking and Analysis of FUCCI-Labeled Cells Based on Particle Filters and Time-to-Event Analysis.2020

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, K., Seno, S., Shigeta, H., Mashita, T., Ishii, M., Matsuda, H.
    • 雑誌名

      Int J Biosci Biochem Bioinforma.

      巻: 10 号: 2 ページ: 94-109

    • DOI

      10.17706/ijbbb.2020.10.2.94-109

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生体蛍光観察動画像の深度を考慮した深層学習による細胞追跡精度の改善2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田 彩人 , 瀬尾 茂人 , 繁田 浩功 , 間下 以大 , 内田 穣 , 石井 優 , 松田 秀雄
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌数理モデル化と応用

      巻: 12 ページ: 82-91

    • NAID

      170000150463

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A method for tracking cell migration in vivo based on deep learning with target detection2020

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Mizugaki, Utkrisht Rajkumar, Kenji Fujimoto, Hironori Shigeta, Shigeto Seno, Yutaka Uchida, Masaru Ishii, Vineet Bafna, Hideo Matsuda
    • 学会等名
      28th Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNN models and postprocessing thresholds for endoscopy artifact detection in practice2019

    • 著者名/発表者名
      Seiryo Watanabe, Shigeto Seno, Hideo Matsuda
    • 学会等名
      CEUR Workshop Proceedings
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Data Augmentation for Immune Cell Tracking using Random Walk Models and Generative Adversarial Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Fujimoto, Shigeto Seno, Hironori Shigeta, Tomohiro Mashita, Yutaka Uchida, Masaru Ishii, Hideo Matsuda
    • 学会等名
      Bioimage Informatics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞画像の領域分割のための敵対的生成ネットワークを用いた訓練データ生成手法2019

    • 著者名/発表者名
      藤本健二, 瀬尾茂人, 渡邊誓旅, 繁田浩功, 間下以大, 松田秀雄
    • 学会等名
      第22回 画像の認識・理解シンポジウム (MIRU2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体蛍光観察動画像の深度を考慮した 深層学習による細胞追跡精度の改善2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田彩人, 瀬尾茂人, 繁田浩功, 間下以大, 内田穣, 石井優, 松田秀雄
    • 学会等名
      第122回数理モデル化と問題解決研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞画像のセグメンテーション精度向上のための画像類推を用いた学習データ拡張2018

    • 著者名/発表者名
      赤沢秀樹, 渡邊誓旅, 繁田浩功, 間下以大, 瀬尾茂人, 松田秀雄
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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