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微分可能クラスタリングによる教師なし画像セグメンテーションの深層学習に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K19837
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

金崎 朝子  東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (00738073)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード画像処理 / 深層学習 / 教師なし学習 / 画像セグメンテーション
研究開始時の研究の概要

画像セグメンテーションは物体等のまとまり毎に画像領域を分割するタスクであり,画像処理の本質的な課題の一つである.本研究は,教師データを一切必要としない教師なし深層学習による画像セグメンテーションを開発する.これを実現するための微分可能クラスタリングという基盤技術を提案し,理論を確立するとともに,様々なデータセットで有効性を評価する.さらに,二次元画像だけでなく動画像データや三次元画像データへ応用し,様々なアプリケーションへと発展させる.

研究成果の概要

本研究では教師データを必要としない教師なし深層学習による画像セグメンテーションを開発した.デファクトスタンダードな教師なし画像セグメンテーション手法であるグラフカット,および近年開発された深層学習ベースの従来手法と比較し,複数のベンチマークデータセットにおいて提案手法の高い有効性を示した.本研究成果は画像処理分野のトップジャーナルIEEE TIP(IF: 9.34)に採択された.さらに,電気通信普及財団 テレコムシステム技術学生賞,およびIEEE Signal Processing Society (SPS) Japan Student Journal Paper Awardを受賞した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果を再現するソースコードをオープンソースとしてGitHubに公開しており,既に600弱のスター数を獲得している.当該ソースコードは,世界中の様々な大学や研究機関において,特に医用画像処理分野で広く利用されている.さらに,「教師なし画像セグメンテーションのベーシックな手法と深層学習ベースの手法の紹介」という論文タイトルで,日本医用画像工学会(JAMIT)誌「MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY 39(4)」の特集論文を寄稿した.

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

    (3件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 教師なし画像セグメンテーションのベーシックな手法と深層学習ベースの手法の紹介2021

    • 著者名/発表者名
      金崎朝子
    • 雑誌名

      MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY

      巻: 39 ページ: 142-147

    • NAID

      130008116943

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Unsupervised Learning of Image Segmentation Based on Differentiable Feature Clustering2020

    • 著者名/発表者名
      Kim Wonjik、Kanezaki Asako、Tanaka Masayuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Image Processing

      巻: 29 ページ: 8055-8068

    • DOI

      10.1109/tip.2020.3011269

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] セグメンテーション画像を入力としたシーン分類手法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      熊坂 雅之,金崎 朝子
    • 学会等名
      Meeting on Image Recognition and Understandings (MIRU)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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