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手話コーパス,深層学習向けラベル付き手話データ半自動生成システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K21933
補助金の研究課題番号 22H00661 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分02060:言語学関連
研究機関豊田工業高等専門学校

研究代表者

木村 勉  豊田工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (80225044)

研究分担者 三浦 哲平  豊田工業高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (20964307)
酒向 慎司  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30396791)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2025年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード手話認識 / 深層学習 / アノテーション / データセット / 半自動 / 手話文章 / ディープラーニング / 教師データ / Conformer / 手話 / 認識
研究開始時の研究の概要

我々は深層学習を用いた手話翻訳システムを開発しているが,これを実現するには手話認識や意味解析などが必要である.それらには手話コーパスの構築や教師あり学習による深層学習向けのラベル付きデータが大量に必要であるが,ラベル付けには手間がかかる.そこで本研究ではラベルがない手話動画に対して,ラベル付けを半自動的に行うシステムを開発・公開する.
本研究では,このシステムを用いて作成したラベル付き手話データセットを手話言語学研究者や手話工学研究者らに提供し,手話の意味解析や手話認識に関する研究をサポートする.

研究実績の概要

本研究の目的は,深層学習を用いた手話翻訳システムの開発に必要なアノテーション済みの教師データを半自動的に生成するシステムを作成することである.手話翻訳システムの開発には,手話コーパスの構築や教師あり学習による深層学習向けのアプリケーション済みデータが大量に必要であるが,アノテーションを行うのに手間がかかる.そこで本研究ではラベルがない手話動画に対して,アノテーションを半自動的に行うシステムを開発・公開する.このシステムはアノテーション前の教師データに対して,程度認識が可能な手話認識エンジンを用いて,認識できる単語にはラベル付を行い,認識ができなかった単語は人手でラベル付を行う.
手話認識エンジンについて,今年度は,手話辞書・手話翻訳システムに導入する手話文認識モデルの構造を見直し,認識性能の向上を図った.また,認識モデルへの学習データについても,自然言語処理の2-gramsの考えを導入したデータセットを作成し,認識モデルの学習の影響を調査した.しかしながら,昨年度同様,データセットの数が圧倒的に足りないため,精度が思ったように上がらなかった.
GUIについては,クラウド上で再設計を行い,操作性の向上を図るとともに,手話認識エンジンと連携させる仕組みを用意している.また,手話認識エンジンの応用として,認識結果と動画とともに可視化できるツールの開発も行った.
さらに,手話を正しく認識するには,読唇も必要となる.これは同じ手話でも意味が異なる語があるためである.口型を読み取ることで意味を把握するため,手話認識には読唇の技術も必要となる.そこで,この読唇についても研究を開始した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

日本手話のデータセットが足りないため,思ったように精度が上がらなかった.
また,GUIにいくつか不具合が見つかったため,再設計を行った.現在は,その問題は解決しており,手話認識エンジンと連携をさせて,運用に向けてブラッシュアップを行う.

今後の研究の推進方策

日本手話のデータセットが足りないため,思ったように精度が上がらなかった.
まずは海外の手話データセットを用いて,システム開発を図り,並行して日本手話のデータセットの構築を行う.

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Dynamic Hand Gesture Recognition for?Human-Robot Collaborative Assembly2023

    • 著者名/発表者名
      Kwolek Bogdan、Shinji Sako
    • 雑誌名

      22nd International Conference on Artificial Intelligence and Soft Computing

      巻: 1 ページ: 112-121

    • DOI

      10.1007/978-3-031-42505-9_10

    • ISBN
      9783031425042, 9783031425059
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 3D Ego-Pose Lift-Up Robustness Study for Fisheye Camera Perturbations2023

    • 著者名/発表者名
      Miura Teppei、Sako Shinji、Kimura Tsutomu
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 18th International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications

      巻: Volume 4 ページ: 600-606

    • DOI

      10.5220/0011661000003417

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] OCRを用いた「やさしい日本語」翻訳アプリの開発に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      細田 梓,三浦 哲平
    • 学会等名
      情報処理学会 アクセシビリティ研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 読唇を用いた日本手話の映像データにおける口型認識2023

    • 著者名/発表者名
      梅田 唯花,酒向 慎司
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] データに基づく手話の時間的構造に関係する呼吸の推定2023

    • 著者名/発表者名
      笠間 健太郎,酒向 慎司,
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ディープ・ラーニングを用いた手話認識に関する研究 ~ 2単語文と手話辞書構造を導入したConformerによる認識 ~2023

    • 著者名/発表者名
      池田 康希,木村 勉
    • 学会等名
      電子情報通信学会 福祉情報工学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 手話の自動認識・翻訳の研究と展望2022

    • 著者名/発表者名
      酒向 慎司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コミュニケーションシステム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] しゃべるヒト ことばの不思議を科学する2023

    • 著者名/発表者名
      菊澤律子,吉岡乾編.酒向慎司他
    • 総ページ数
      326
    • 出版者
      文理閣
    • ISBN
      9784892599248
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] しゃべるヒト2023

    • 著者名/発表者名
      菊澤律子、吉岡乾
    • 総ページ数
      326
    • 出版者
      文理閣
    • ISBN
      9784892599248
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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