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実世界データのための既知・未知データの同時訓練による深層学習に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20J22372
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
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関東京大学

研究代表者

郁 青  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード画像認識 / オープンセット認識 / ドメイン適応 / 半教師あり学習 / ラベルクリーニング
研究開始時の研究の概要

本研究は実世界の応用に柔軟に対応しうるロバストな画像認識フレームワークを構築することを目指している.ラベルありのデータとラベルなしのデータを用いて訓練する半教師あり学習において,ラベルなしのデータに既知のクラス以外のデータが含まれたとしても,ノイズデータに影響されず精度の高い半教師あり学習を実現する手法を提案する.

研究実績の概要

性能が高い深層学習モデルを構築ために,通常大量なアノテーションありデータが必要であり,そのために膨大な人力、財力と時間がかかります.アノテーションのコストを減らすために,アノテーションありのデータの数を小さくして,アノテーションなしのデータも訓練に用いる手法が提案されています.しかし,スクレイピングなどでデータを収集する際にはラベルノイズや意図外の未知データが含まれる可能性があります.
本研究の目的は,実世界の応用に適したロバストな画像認識の学習手法を構築することである.令和4年度には,データセットに未知データが含まれた場合,データの数が少ない状況でも,精度がロバストな深層学習モデルの構築に取り組んできました.データの少なさによる悪影響を回避するためには,次の2課題に取り組みました.(1)アノテーションありデータとアノテーションなしデータの間にドメインギャップが存在するドメイン適応というタスクにおいて,アノテーションありデータの数が非常に少ない条件でも,正しくアノテーションありデータとアノテーションなしデータから特徴量を学習し,アノテーションなしデータの既知クラスと未知クラスを正しく分類できる手法を提案しました.(2) ドメイン適応のタスクにおいて,大規模データで学習された言語と画像のマルチモーダル基盤モデルCLIPを利用することで,既存のドメイン適応よりも大幅に精度が高い手法を提案しました.前者はマルチメディアのトップジャーナルであるIEEE Transactions on Multimediaに投稿し,後者はコンピュータビジョンの最難関国際会議であるICCVに投稿しました.また,インターンシップでノイズが含まれる動画認識の研究を行いました.人間の動作に着目した行動局所化により,1回のラベル付けのみで動画内の全フレームのラベル付けを完了する手法を提案しました.その成果はトップコンファレンスのAAAIに採択されました.

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Frame-Level Label Refinement for Skeleton-Based Weakly-Supervised Action Recognition2023

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu and Kent Fujiwara
    • 雑誌名

      AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI)

      巻: -

    • 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
  • [雑誌論文] Rethinking Rotation in Self-Supervised Contrastive Learning: Adaptive Positive or Negative Data Augmentation2023

    • 著者名/発表者名
      Atsuyuki Miyai, Qing Yu, Daiki Ikami, Go Irie and Kiyoharu Aizawa
    • 雑誌名

      Winter Conference on Applications of Computer Vision (WACV)

      巻: -

    • 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
  • [雑誌論文] Self-Labeling Framework for Novel Category Discovery over Domains2022

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu, Daiki Ikami, Go Irie and Kiyoharu Aizawa
    • 雑誌名

      AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI)

      巻: -

    • 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] Divergence Optimization for Noisy Universal Domain Adaptation2021

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu, Atsushi Hashimoto and Yoshitaka Ushiku
    • 雑誌名

      IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)

      巻: - ページ: 2515-2524

    • DOI

      10.1109/cvpr46437.2021.00254

    • 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] Noisy Annotation Refinement for Object Detection2021

    • 著者名/発表者名
      Jiafeng Mao, Qing Yu, Yoko Yamakata and Kiyoharu Aizawa
    • 雑誌名

      British Machine Vision Conference (BMVC)

      巻: -

    • 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] Multi-task Curriculum Framework for Open-Set Semi-supervised Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Qing、Ikami Daiki、Irie Go、Aizawa Kiyoharu
    • 雑誌名

      EUROPEAN CONFERENCE ON COMPUTER VISION

      巻: 1 ページ: 438-454

    • DOI

      10.1007/978-3-030-58610-2_26

    • ISBN
      9783030586096, 9783030586102
    • 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] Unknown Class Label Cleaning For Learning With Open-Set Noisy Labels2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Qing、Aizawa Kiyoharu
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Image Processing

      巻: 1 ページ: 1731-1735

    • DOI

      10.1109/icip40778.2020.9190652

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Aleatoric Uncertainty Estimation Using a Separate Formulation with Virtual Residuals2020

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kawashima, Qing Yu, Akari Asai, Daiki Ikami and Kiyoharu Aizawa
    • 雑誌名

      International Conference on Pattern Recognition (ICPR)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noisy Localization Annotation Refinement For Object Detection2020

    • 著者名/発表者名
      Mao Jiafeng、Yu Qing、Aizawa Kiyoharu
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Image Processing

      巻: 1 ページ: 2006-2010

    • DOI

      10.1109/icip40778.2020.9190728

    • NAID

      130008082148

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Open-Set Domain Adaptation with Few Labeled Samples2023

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu, Go Irie and Kiyoharu Aizawa
    • 学会等名
      画像工学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Few-Shot Open-Set Domain Adaptation with Self-Labeling Framework2022

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu, Go Irie and Kiyoharu Aizawa
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム (MIRU)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Rethinking Rotation for Contrastive Learning: Adaptive Positive or Negative Data Augmentation2022

    • 著者名/発表者名
      Atsuyuki Miyai, Qing Yu, Daiki Ikami, Go Irie and Kiyoharu Aizawa
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム (MIRU)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Divergence Optimization for Noisy Universal Domain Adaptation2022

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu, Atsushi Hashimoto and Yoshitaka Ushiku
    • 学会等名
      Forum on Information Technology (FIT)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cross-Domain Novel Category Discovery with Self-Labeling2022

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu, Daiki Ikami, Go Irie and Kiyoharu Aizawa
    • 学会等名
      画像工学研究会(IE)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 自己教師あり学習のための適応的正負例データ拡張2022

    • 著者名/発表者名
      宮井淳行,郁青,伊神大貴,入江豪,相澤清晴
    • 学会等名
      情報処理学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Novel Category Discovery in Domain Adaptation2021

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu, Daiki Ikami, Go Irie and Kiyoharu Aizawa
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム (MIRU)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Noise-Resistant Learning for Object Detection2021

    • 著者名/発表者名
      Jiafeng Mao, Qing Yu and Kiyoharu Aizawa
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム (MIRU)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Open-Set Semi-Supervised Learning with Multi-Task Curriculum Framework2020

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu, Daiki Ikami, Go Irie and Kiyoharu Aizawa
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Training Object Detectors with Noisy Localization Annotation Refinement2020

    • 著者名/発表者名
      Jiafeng Mao, Qing Yu and Kiyoharu Aizawa
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 分離定式化に基づく不確かさの推定2020

    • 著者名/発表者名
      川島拓海,郁青,伊神大貴,浅井明里,相澤清晴
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 画像認識コンペティションの取り組み方2020

    • 著者名/発表者名
      Qing Yu
    • 学会等名
      画像センシング技術研究会(SSII), プラクティショナーズワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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