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距離構造に着目した多様体信号理論の構築と生体信号処理への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26280054
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理
研究機関東京工業大学

研究代表者

山下 幸彦  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (90220350)

研究分担者 杉山 将  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (90334515)
田中 聡久  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70360584)
鷲沢 嘉一  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (10419880)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード多様体信号処理 / 局所独立方程式 / 局所等方独立方程式 / 計量学習 / 生体信号処理 / ブレイン・コンピュータ・インターフェース / ブレイン・コンピュータ・インターフェイス / 不完全交差学習 / コミティマシン
研究成果の概要

距離構造に着目した多様体信号理論を構築するために,ガウス正規化カーネル関数を使った局所等方独立方程式の解法を確立し,局所等方独立な変化を与える作用素方程式を定義した。そして,少数教師データ時の計量の半教師付き学習法,パターンを部分空間に対応づける方法,そのグラスマン多様体に識別に適した計量を与える方法を開発した。また,確率密度比学習と畳み込みニューラルネットワークと組み合わせた画像異常検出法を開発し,手書き文字認識のために適した距離構造を求め,k近傍法に基づく手法としては最良の認識率を得た。さらに,脳卒中などによる麻痺患者の運動機能の再構築を可能にする運動意図読み取りの性能を向上させた。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 23件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Least-squares log-density gradient clustering for Riemannian manifolds2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ashizawa, H. Sasaki, T. Sakai, and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Proceedings of 29th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics

      巻: 54 ページ: 537-546

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust averaging of covariances for EEG recordings classification in motor imagery brain computer interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      T. Uehara, M. Sartori, S. Fiori, and T. Tanaka
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: - 号: 6 ページ: 1631-1666

    • DOI

      10.1162/neco_a_00963

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Comparison of pseudo noise coding and mixed frequency phase coding for visual evoked potential brain computer interface2017

    • 著者名/発表者名
      J. Sato and Y. Washizawa
    • 雑誌名

      roceedings of the 2017 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing

      巻: - ページ: 85-88

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Affine-transformation and 2D-projection Invariant k-NN Classification of Handwritten Characters via a New Matching Measure2016

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Yamashita and Toru Wakahara
    • 雑誌名

      Pattern Recognition

      巻: 52 ページ: 459-470

    • DOI

      10.1016/j.patcog.2015.10.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theoretical Criterion for Image Matching Using GPT Correlation2016

    • 著者名/発表者名
      Shizhi Zhang, Toru Wakahara, and Yukihiko Yamashita
    • 雑誌名

      Proceedings of the 23rd International Conference on Pattern Recognition

      巻: 1 ページ: 544-549

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Regularized multi-task learning for multi-dimensional log-density gradient estimation2016

    • 著者名/発表者名
      I. Yamane, H. Sasaki, and, M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 28 号: 7 ページ: 1388-1410

    • DOI

      10.1162/neco_a_00844

    • NAID

      110009971442

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multitask principal component analysis2016

    • 著者名/発表者名
      I. Yamane, F. Yger, M. Berar, M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th Asian Conference on Machine Learning

      巻: 63 ページ: 302-317

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dimensionality reduction of sample covariance matrices by graph Fourier transform for motor imagery brain-machine interface2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, T. Uehara, and Y. Tanaka
    • 雑誌名

      2016 IEEE Statistical Signal Processing Workshop

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/ssp.2016.7551798

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparse kernel principal component analysis based on elastic net regularization2016

    • 著者名/発表者名
      D. Wang and T. Tanaka
    • 雑誌名

      2016 International Joint Conference on Neural Networks

      巻: - ページ: 3703-3708

    • DOI

      10.1109/ijcnn.2016.7727676

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning Subspace Classification Using Subset Approximated Kernel Principal Component Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Washizawa
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E99.D 号: 5 ページ: 1353-1363

    • DOI

      10.1587/transinf.2015EDP7334

    • NAID

      130005148995

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust averaging of covariance matrices by Riemannian geometry for motor-imagery brain computer interfacing2016

    • 著者名/発表者名
      T. Uehara, T. Tanaka, and S. Fiori
    • 雑誌名

      Advances in Cognitive Neurodynamics

      巻: 5 ページ: 347-353

    • DOI

      10.1007/978-981-10-0207-6_48

    • ISBN
      9789811002052, 9789811002076
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced GPT Correlation for 2D Projection Transformation Invariant Template Matching2015

    • 著者名/発表者名
      Toru Wakahara and Yukihiko Yamashita
    • 雑誌名

      Proc. 37th German Conference on Pattern Recognition (GCPR2015)

      巻: LNCS 9358 ページ: 435-445

    • DOI

      10.1007/978-3-319-24947-6_36

    • ISBN
      9783319249469, 9783319249476
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct Density Ratio Estimation with Convolutional Neural Networks with Application in Outlier Detection2015

    • 著者名/発表者名
      H. Nam and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E98.D 号: 5 ページ: 1073-1079

    • DOI

      10.1587/transinf.2014EDP7335

    • NAID

      130005067754

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance-weighted covariance estimation for robust common spatial pattern2015

    • 著者名/発表者名
      A. Balzi, F. Yger, and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Pattern Recognition Letters

      巻: 68 ページ: 139-145

    • DOI

      10.1016/j.patrec.2015.09.003

    • NAID

      110009971424

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subspace-constrained multilinear discriminant analysis for ERP-based brain computer interface classification2015

    • 著者名/発表者名
      H. Higashi, T. M. Rutkowski, T. Tanaka, and Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of 2015 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference

      巻: - ページ: 934-940

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Channel selection for brain signal classification by penalized automatic relevance determination2015

    • 著者名/発表者名
      R. Togashi and Y. Washizawa
    • 雑誌名

      Proceedings of 2015 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference

      巻: - ページ: 1023-1027

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct density ratio estimation with convolutional neural networks with application in outlier detection2015

    • 著者名/発表者名
      H. Nam, and M. Sugiyama
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E98-D

    • NAID

      130005067754

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient construction of dictionaries for kernel adaptive filtering in a dynamic environment2015

    • 著者名/発表者名
      Taichi Ishida and Toshihisa Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing

      巻: -

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple kernel learning for quadratically constrained MAP classification2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Washizawa, Tatsuya Yokota, and Yukihiko Yamashita
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems (letter)

      巻: E79-D ページ: 1340-1344

    • NAID

      130004519249

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPT correlation for 2D projection transformation invariant template matching2014

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Yamashita and Toru Wakahara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd International Conference on Pattern Recognition

      巻: USB ページ: 24-28

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] k-NN Classification of handwritten characters using a new distortion-tolerant matching measure2014

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Yamashita and Toru Wakahara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 22nd International Conference on Pattern Recognition

      巻: USB ページ: 24-28

    • DOI

      10.1109/icpr.2014.54

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Information-theoretic semi-supervised metric learning via entropy regularization2014

    • 著者名/発表者名
      G. Niu, B. Dai, B., M. Yamada, and M. Sugiyama,
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 26 号: 8 ページ: 1717-1762

    • DOI

      10.1162/neco_a_00614

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mahalanobis distance on extended Grassmann manifolds for variational pattern analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Washizawa and S. Hotta
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Neural Networks and Learning Systems

      巻: - 号: 11 ページ: 1980-1990

    • DOI

      10.1109/tnnls.2014.2301178

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [図書] 機械学習のための確率と統計2015

    • 著者名/発表者名
      杉山 将
    • 総ページ数
      127
    • 出版者
      講談社
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2023-03-16  

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