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機械学習のためのパラメトリック画像生成モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K12033
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関仙台高等専門学校

研究代表者

大町 方子  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (90316448)

研究分担者 大町 真一郎  東北大学, 工学研究科, 教授 (30250856)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードパターン認識 / 機械学習
研究開始時の研究の概要

画像認識や画像処理の分野では大規模データを用いた機械学習による手法により精度が飛躍的に向上した。しかし、学習には正確にラベル付けされたデータを大量に収集することが必要であり、これは現実的には困難な場合が多い。本研究課題は、データを収集する代わりに多様かつ解釈性の高いデータを生成するための新しい技術を開発することでこれを解決する。そして、そのモデルを用いて高精度な画像認識を実現するシステムを開発する。

研究成果の概要

機械学習の訓練データとして使用することができる、多様かつ解釈性が高い画像データを生成することが可能な画像生成モデルの開発を目的として研究を行った。画像を意味のある基本要素に分解し、基本要素をモデル化し、基本要素を組み合わせて画像を生成する。基本要素への分解は、画像の画素間の相関を活用し、相関の高い画素どうしを統合することにより実現した。道路環境の画像を用いた実験を行い、提案手法の有効性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

画像認識や画像処理の分野では、大規模データを用いた機械学習による手法が成果を挙げている。しかし、学習に必要な正確にラベル付けされたデータを大量に収集することは現実的には困難な場合が多い。画像の自動生成を目的とした研究は行われているが、機械学習の精度向上に寄与できている保証はない。本研究の成果を活用して機械学習の精度向上に寄与できる画像データを生成することが可能になれば、画像認識技術のさらなる高精度化が期待できる。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Correlation-Based Data Augmentation for Machine Learning and Its Application to Road Environment Recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Omachi, Masako Omachi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: - 号: 7 ページ: 7113-7121

    • DOI

      10.1109/tvt.2022.3167048

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mackerel Fat Content Estimation Using RGB and Depth Images2021

    • 著者名/発表者名
      Sano Shuya、Miyazaki Tomo、Sugaya Yoshihiro、Sekiguchi Naohiro、Omachi Shinichiro
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 164060-164069

    • DOI

      10.1109/access.2021.3134260

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stroke-Based Scene Text Erasing Using Synthetic Data for Training2021

    • 著者名/発表者名
      Zhengmi Tang, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, Shinichiro Omachi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Image Processing

      巻: 30 ページ: 9306-9320

    • DOI

      10.1109/tip.2021.3125260

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Framework for Estimating Gaze Point Information for Location-Based Services2021

    • 著者名/発表者名
      Junpei Masuho, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, Masako Omachi, Shinichiro Omachi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 70 号: 9 ページ: 8468-8477

    • DOI

      10.1109/tvt.2021.3101932

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fidelity-Controllable Extreme Image Compression with Generative Adversarial Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Shoma Iwai, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, Shinichiro Omachi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 25th International Conference on Pattern Recognition

      巻: - ページ: 8235-8242

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automatic Generation of Typographic Font From Small Font Subset2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Tomo, Tsuchiya Tatsunori, Sugaya Yoshihiro, Omachi Shinichiro, Iwamura Masakazu, Uchida Seiichi, Kise Koichi
    • 雑誌名

      IEEE Computer Graphics and Applications

      巻: 40 号: 1 ページ: 99-111

    • DOI

      10.1109/mcg.2019.2931431

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Recognition of Japanese historical characters using character parts2023

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      Symposium of Yotta Informatics - Research Platform for Yotta-Scale Data Science 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 歩行者との追突事故防止に繋がる信号機無し横断歩道認知のための道路標示検出手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      赤間祐仁, 渡邊 隆, 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 第53回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 剣道競技における連続技の打突判定手法の提案及び被打突者の動作解析の考察2023

    • 著者名/発表者名
      飯野聖樹, 渡邊 隆, 北島宏之, 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 第53回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GAN-based Privacy-Conscious Data Augmentation with Finger-Vein Images2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Matsuda, Tomo Miyazaki, Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      2022 IEEE International Conference on Artificial Intelligence in Engineering and Technology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 説明文からのテキスト領域を含む画像の生成に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      恩田浩志, 宮崎智, 大町真一郎
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 少数くずし字データ補強のための画像生成に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      阿部楓也, 岩井翔真, 宮崎智, 大町真一郎
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Character recognition of historical Japanese documents considering character structures2022

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      Symposium of Yotta Informatics - Research Platform for Yotta-Scale Data Science 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 連続技動作中の姿勢に着目した剣道競技者の打突判定手法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      内海 力, 渡邊 隆, 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた人物の外見的情報及び装飾品の解析と評価2022

    • 著者名/発表者名
      笹原 諒, 渡邊 隆, 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Image and Video Compression Preserving Important Information for Humans2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      2021 6th International Conference on Signal and Image Processing
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Basic Study on the Recognition of Characters in Historical Japanese Books Focusing on Character Parts2021

    • 著者名/発表者名
      Takuru Ishikawa, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      2021 International Workshop on Emerging ICT
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 文字部位に着目した古典籍くずし字認識に関する基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      石川太繰, 宮崎 智, 菅谷至寛, 大町真一郎
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Extraction of important text information from images2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      Symposium of Yotta Informatics Research Platform for Yotta-Scale Data Science 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fidelity-Controllable Extreme Image Compression with Generative Adversarial Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Shoma Iwai, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      25th International Conference on Pattern Recognition
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 打突動作中の姿勢に注目した剣道競技者の打突部位判定手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      速水伸幸, 渡邊 隆, 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 瞬間中心を利用したフープ材重ね合わせ法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      穴澤友了, 渡邊 隆, 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Survey of Automatic Video Colorization by DeepNeural Network2020

    • 著者名/発表者名
      Takuto Toida, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      The 17th International Workshop on Emerging ICT
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-Stage Training for High-Fidelity Image Compression with Generative Adversarial Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Shoma Iwai, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, and Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      The 17th International Workshop on Emerging ICT
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機械学習を用いた剣道打突判定システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      横山頼希, 渡邊 隆. 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Image Coding Method with a Super-Resolution Convolutional Neural Network2019

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki Yutaka, Miyazaki Tomo, Sugaya Yoshihiro, Omachi Shinichiro
    • 学会等名
      The 16th International Workshop on Emerging ICT
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超解像ネットワークを利用した画像符号化手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      長崎 大, 宮崎 智, 菅谷至寛, 大町真一郎
    • 学会等名
      2019年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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