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マルチプラットフォームAI開発向けネットワーク構造設計・合成・解析システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K11807
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60040:計算機システム関連
研究機関神戸大学

研究代表者

黒木 修隆  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (90273763)

研究分担者 沼 昌宏  神戸大学, 工学研究科, 教授 (60188787)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021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AI / 画像処理 / ニューラルネットワーク / Deep learning / 機械学習 / 人工知能 / 生成AI / PyTorch / CAD / ニューラル・ネットワーク / GPU
研究開始時の研究の概要

人工知能(AI)型のアプリケーション開発を支援するため、ニューラル・ネットワークの構造設計・自動生成を行うシステムを構築する。
近年は画像認識や音声認識の分野においてAI型の信号処理が大きな成果を挙げており、世界で研究・開発競争が激化している。各社が利用するAIプラットフォームもChainer、Caffe、TensorFlowなど様々である。研究者はアプリケーションの最終的な実装形態を見据えながらソフトウェアやハードウェアの選択を迫られるのが現状である。
そこで、本プロジェクトはモデルベースでニューラル・ネットワークの構造を設計し、マルチプラットフォームに向けて構造記述を自動生成するツールを開発する。

研究成果の概要

本プロジェクトは画像処理を目的とする視覚系AIの設計を支援することを目標として実施された。アプリケーションとして「3次元計測」、「異常検知」、「スポーツ解析」、「フェイク画像(改ざん)検知」、「超解像技術」および「AI画像生成」の実装を行った。これらの研究成果は論文3件、国際会議3件、および国内会議21件において発表した。特に「3次元計測」については “日刊建設工業新聞”に取り上げられ(2023/1/11記事)、また、「AI画像生成」に関してはVisual Computing 2023にてサイバーエージェント賞を受賞(2023年9月)するなど、学会および産業界に大きく貢献することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の社会がAIに期待する能力の中でも、視覚系の能力とされる「監視」「画像認識」「画像生成」に関しては、国際競争も激しく、特に注目されている。本プロジェクトはこれらに関する新しいネットワーク構造を次々と提案および公開してきた。特に「3次元計測」についてはAIによって粒状物の体積を推定できることを示し、複数の新聞で取り上げられた。また、「AI画像生成」に関しては、抽象的なキーワードからバーチャルなインテリアをAIで生成できることを示し、画像電子学会において受賞した。これらの技術は産業界やエンターテイメント業界においても非常に有益な技術であり、快適で安全な社会の実現に貢献するものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] SRFLOW‐Attention: Super Resolution with Multi‐Head Attention for Effective Use of Low‐Resolution Information2024

    • 著者名/発表者名
      Ohtani Shinya、Kuroki Nobutaka、Numa Masahiro
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 未定 号: 8 ページ: 1360-1368

    • DOI

      10.1002/tee.24086

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 画像認識AIを用いたストックヤード内の骨材体積推定に関する基礎研究2022

    • 著者名/発表者名
      TAKEUCHI Yuta、AOYAMA Shunya、SATO Masanori、KUROKI Nobutaka、ICHIOKA Yoshihiro、SUGANUMA Naoaki
    • 雑誌名

      土木学会論文集F3(土木情報学)

      巻: 78 号: 1 ページ: 15-20

    • DOI

      10.2208/jscejcei.78.1_15

    • ISSN
      2185-6591
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated Fish Bone Detection in X‐Ray Images with Convolutional Neural?Network and Synthetic Image Generation2021

    • 著者名/発表者名
      Urazoe Kazuya、Kuroki Nobutaka、Maenaka Akihiro、Tsutsumi Hironori、Iwabuchi Mizuki、Fuchuya Kosuke、Hirose Tetsuya、Numa Masahiro
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 16 号: 11 ページ: 1510-1517

    • DOI

      10.1002/tee.23448

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A CNN network suitable for fpga implementation in surveillance camera systems2024

    • 著者名/発表者名
      S. Ishikawa, N. Kuroki, M. Numa
    • 学会等名
      The 25th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lightweight monocular depth estimation network using separable convolution2024

    • 著者名/発表者名
      K. Numata, N. Kuroki, M. Numa
    • 学会等名
      The 25th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MediaPipe Handsとゲートタイム情報を利用したピアノ演奏の運指認識に関する研究2024

    • 著者名/発表者名
      倉地明陽,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] AIによるジャンプ分類のためのフィギュアスケート選手の動作解析に関する研究2024

    • 著者名/発表者名
      椿井友也,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] YOLOv7を用いた音符と五線の同時検出に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      神谷 媛,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] デジタルメイクシステムにおける流行スタイルの学習と推薦に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤禎美,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 内観シミュレーションへのCycleGANの応用方法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      葉木達矢,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] YOLOv7を用いた五線譜の遠近補正と音符の認識に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      神谷 媛, 黒木修隆, 沼 昌宏
    • 学会等名
      第138回音楽情報科学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 層多重化構造に基づくCNNのハードウェア化に向けた適応的グループ化畳み込み手法2023

    • 著者名/発表者名
      河端佑一郎, 黒木修隆, 沼 昌宏
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム (FIT2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Separable畳み込みを用いた単眼深度推定ネットワークの軽量化2023

    • 著者名/発表者名
      沼田和樹, 黒木修隆, 沼 昌宏
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム (FIT2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] YOLOv7を用いたドラム譜の認識のための音楽記号の分解と統合に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      小椋隆生, 黒木修隆, 沼 昌宏
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム (FIT2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 単眼カメラによるバドミントン選手の追跡とコート上の位置推定2023

    • 著者名/発表者名
      片平悠斗, 黒木修隆, 沼 昌宏
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム (FIT2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] CycleGANを用いた画像生成による内観シミュレーションに関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      葉木達也, 黒木修隆, 沼 昌宏
    • 学会等名
      Visual Computing 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] デジタルメイクのための流行スタイルの学習および推薦システムの実装2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤禎美, 黒木修隆, 沼 昌宏
    • 学会等名
      Visual Computing 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] YOLOv7を用いた音符と五線の同時検出に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      神谷 媛,黒木修隆,沼 昌宏,
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告 PRMU
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] デジタルメイクシステムにおける流行スタイルの学習と推薦に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤禎美,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告 PRMU
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 内観シミュレーションへのCycleGANの応用方法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      葉木達矢,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告 PRMU
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的部分再構成可能なFPGAを用いた複数の入力解像度に対応した超解像CNNの実装2022

    • 著者名/発表者名
      宇貞勇輝,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム (FIT2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 画像分類CNNのFPGA実装に向けたインクリメンタル量子化手法によるリソース削減2022

    • 著者名/発表者名
      山本晃暉,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム (FIT2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallel and cascaded connections of multi-scale convolutional neural networks for reconstruction-based anomaly detection2022

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Terasaki, Nobutaka Kuroki, and Masahiro Numa
    • 学会等名
      RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP'22)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] YCbCr空間におけるDCTとCNNを用いた画像内の改ざん領域の検出2022

    • 著者名/発表者名
      辻井大夢,多谷邦彦,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] テニス映像における選手およびボールの追跡方法に関する一検討2022

    • 著者名/発表者名
      松本浩介,玉衛淳輝,黒木修隆,平野健介,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] サッカー中継映像におけるYOLOv4を用いたフィールド特徴点と選手の同時検出2022

    • 著者名/発表者名
      大石一哉,玉衛淳輝,黒木修隆,平野健介,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CNNを用いたファッションの学習とコーディネート推薦2022

    • 著者名/発表者名
      玉串祐太郎,村岡雄太,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] FPGA実装に向けた超解像CNNのリソース削減手法適用による低消費電力化2021

    • 著者名/発表者名
      辰己 守,森 一紀,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム (FIT2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] FPGA実装に向けた部分2値化CNNの蒸留に基づく精度向上2021

    • 著者名/発表者名
      笠島華乃,黒木修隆,沼 昌宏
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム (FIT2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A tiny convolutional neural network for image super-resolution2021

    • 著者名/発表者名
      K. Urazoe, N. Kuroki, Y. Kato, S. Ohtani, T. Hirose, and M. Numa
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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