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機械学習の訓練データ検証のための対話的可視化手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K11917
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61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

伊藤 貴之  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80401595)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード可視化 / 訓練データ / アノテーション / 機械学習 / ヒューマンファクタ―
研究開始時の研究の概要

本研究では機械学習のための訓練データの内容を利用者が検証し理解するための可視化手法について研究する.特に,複数の作業者による訓練データへの注釈の揺れに着目した可視化手法,テストデータにおける誤動作と訓練データの対応に着目した可視化手法,といった2種類の可視化手法を実現する.本研究の目標は,訓練データと作業者の関係,テストデータにおける誤動作と訓練データとの関係,といった複合的なデータに対して可読性と対話操作性の高い可視化手法を確立すること,訓練データ作成時の作業者の一貫性や不完全さに関するヒューマンファクタを発見すること,である.

研究成果の概要

機械学習に用いる訓練データの分布や作成過程を可視化することで、高品質な訓練データの構築を支援する諸手法の研究に着手した。具体的な研究成果として、以下の3種類の可視化手法を提案した。1)訓練データのアノテーション作業の半自動化と、その根拠となる決定木の構築結果とその動作結果の可視化。2)複数の訓練データの特徴量分布とラベル分布の比較可視化。3)複数の作業者によるアノテーションの作業工程の可視化と、アノテーションの信頼性に関する検証。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大規模で複合的な訓練データの分布や制作過程を視認性の高い形で情報提示する手法の開発は、可視化の研究における学術面での本質的な課題であり、これを解くことに学術的意義があった。一方で、機械学習の普及により訓練データの品質は社会的に大きな課題となっている。訓練データ制作の半自動化による信頼性の向上、複数の訓練データ間での特徴量やラベルの分布の検証、訓練データの制作過程での各作業者による工程の信頼性の検証、といった各課題は機械学習の品質を向上するために重要な課題であり、これらの解決には大きな社会的意義があった。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] 印象評価にもとづくアノテーション作業の半自動化を支援する可視化システム2022

    • 著者名/発表者名
      飯島緋理, 伊藤貴之
    • 雑誌名

      芸術科学会論文誌

      巻: 21 ページ: 186-198

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Observation and Visualization of Subjectivity-based Annotation Tasks2022

    • 著者名/発表者名
      Rika Miura, Takayuki Itoh
    • 学会等名
      26th International Conference on Information Visualisation (IV2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラベル付き多次元データの比較可視化の一手法と機械学習データへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      高坂夏怜, 伊藤貴之
    • 学会等名
      NICOGRAPH 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SD法による大規模印象評価に基づくアノテーションを支援する可視化2022

    • 著者名/発表者名
      飯島緋理, 伊藤貴之
    • 学会等名
      第29回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 訓練データの比較可視化のための閾値自動設定2022

    • 著者名/発表者名
      高坂夏怜, 伊藤貴之
    • 学会等名
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 主観を要するアノテーションタスクの観察と可視化2022

    • 著者名/発表者名
      三浦梨花, 伊藤貴之
    • 学会等名
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SD法による大規模印象評価にもとづくアノテーションを支援する可視化2022

    • 著者名/発表者名
      飯島緋理, 伊藤貴之
    • 学会等名
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SD法による大規模印象評価に基づくアノテーションを支援する可視化2022

    • 著者名/発表者名
      飯島緋理, 伊藤貴之
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Visualization Method for Training Data Comparison2021

    • 著者名/発表者名
      Karen Kosaka, Takayuki Itoh
    • 学会等名
      5th International Conference on Information Visualisation (IV2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization for Image Annotations based on Semantic Differential2021

    • 著者名/発表者名
      Akari Iijima, Takayuki Itoh
    • 学会等名
      IEEE VIS, Poster Session
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 訓練データ比較のための可視化の一手法2021

    • 著者名/発表者名
      高坂夏怜, 伊藤貴之
    • 学会等名
      可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 説明性の高い機械学習の実現のための可視化技術2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤貴之
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会ソサエティ大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SD法による画像印象のタグ付けを支援する可視化2021

    • 著者名/発表者名
      飯島緋理, 伊藤貴之
    • 学会等名
      第13回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高校生向けデータサイエンス教材の提案と操作ログの解析2021

    • 著者名/発表者名
      村上綾菜, 伊藤貴之
    • 学会等名
      第13回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 訓練データ比較のための可視化の一手法2021

    • 著者名/発表者名
      高坂夏怜, 伊藤貴之
    • 学会等名
      第13回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高校生向けデータサイエンス教材の開発2021

    • 著者名/発表者名
      村上綾菜, 伊藤貴之
    • 学会等名
      情報処理学会インタラクション2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] SD法による画像印象のタグ付けを支援する可視化2021

    • 著者名/発表者名
      飯島緋理, 伊藤貴之
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Visualization of semantic differential studies with a large number of images, participants and attributes2020

    • 著者名/発表者名
      A. Iijima, T. Itoh, N. Grossmann, H.-Y. Wu
    • 学会等名
      24th International Conference on Information Visualisation (IV2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Individual Variation of Multiple Annotators Working on Training Datasets for Machine Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Itoh, Ayana Murakami
    • 学会等名
      NICOGRAPH International 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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