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圧縮センシングに基づく超高次元非線形写像の機械学習に関する研究

公募研究

研究領域スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成
研究課題/領域番号 26120526
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関長崎大学

研究代表者

酒井 智弥  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30345003)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード信号処理 / ニューラルネットワーク / パターン認識 / 逆問題
研究実績の概要

前年度に設計した超高次元非線形写像の効率的な機械学習「圧縮ELM」の性能に関する考察を踏まえて、今年度は入出力データの数値的なスパースモデリングおよびアンサンブル学習による非線形写像の学習の効率と汎化性の向上に取り組んだ。数値的なスパースモデリングは、大量のデータを基底学習することで達成され、フーリエやウェーブレットのような解析的な基底でスパース表現できるとは限らないデータに対してもスパース再構成を可能にする。本研究では、計算量が現実的ではない超高次元データの基底学習を避けるため、低次元化したデータの基底学習を通して超高次元データを再構成する方法を設計した。また、アンサンブル学習を実現するため、圧縮ELMで構築した複数の弱予測器の出力を組み合わせて高次元出力のスパース再構成を改善する統合法について検討した。これらの成果および電磁波逆散乱問題への応用における性能評価を研究会・シンポジウム等で発表した。また、スパースモデリングに関する招待講演等を通してアウトリーチ活動に努めた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち謝辞記載あり 8件、 査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 高効率ランダム射影とスパース再構成による高次元非線形写像と逆散乱問題への応用2016

    • 著者名/発表者名
      宮田 大輔, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: PI-16 ページ: 17-21

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] スパース表現のための基底学習と高次元データへの応用策2016

    • 著者名/発表者名
      志波 舜平, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: PI-16 ページ: 29-34

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] スパース構造を活かすセンシングと高次元データ解析2016

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE

      巻: 115(403) ページ: 21-22

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 高次元非線形写像の機械学習によって逆問題を解く2015

    • 著者名/発表者名
      宮田 大輔, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE

      巻: 115(22) ページ: 105-109

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 高次元の基底学習を回避した圧縮センシングの信号再構成2015

    • 著者名/発表者名
      志波 舜平, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2015) Extended Abstract集

      巻: - ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] パターン解析のための信号圧縮と再構成について2015

    • 著者名/発表者名
      志波 舜平, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

      巻: - ページ: 664-668

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 圧縮ELMのアンサンブル化による頑健な高次元非線形写像の機械学習2015

    • 著者名/発表者名
      宮田 大輔, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

      巻: - ページ: 313-317

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Learning high-dimensional nonlinear mapping via compressed sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai and Daisuke Miyata
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP 2014) Proceedings

      巻: 1 ページ: 5232-5236

    • DOI

      10.1109/icassp.2014.6854601

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高次元非線形写像のアンサンブル学習におけるL1統合法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥
    • 学会等名
      科学研究費補助金新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」2015年度公開シンポジウム
    • 発表場所
      神戸大学統合研究拠点 コンベンションホール(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スパース構造を活かすセンシングと高次元データ解析2016

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会宇宙・航行エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      長崎県美術館(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-01-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 圧縮センシングの原理と応用2016

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥
    • 学会等名
      計測・制御・システム工学部会若手フォーラム
    • 発表場所
      新日鐵住金 八幡製鐵所総合センター マルチホール(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-01-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 早わかりスパースモデリング2016

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥
    • 学会等名
      電気学会C部門知覚情報研究会
    • 発表場所
      名桜大学(沖縄県名護市)
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高効率ランダム射影とスパース再構成による高次元非線形写像と逆散乱問題への応用2016

    • 著者名/発表者名
      宮田 大輔, 酒井 智弥
    • 学会等名
      電気学会知覚情報研究会
    • 発表場所
      名桜大学(沖縄県名護市)
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スパース表現のための基底学習と高次元データへの応用策2016

    • 著者名/発表者名
      志波 舜平, 酒井 智弥
    • 学会等名
      電気学会知覚情報研究会
    • 発表場所
      名桜大学(沖縄県名護市)
    • 年月日
      2016-01-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sparse modeling of lung sounds and their separation by convex optimization2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai, Senya Kiyasu, Sueharu Miyahara, Yasushi Obase
    • 学会等名
      International Meeting on High-Dimensional Data Driven Science (HD3-2015)
    • 発表場所
      メルパルク京都(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パターン解析のための信号圧縮と再構成について2015

    • 著者名/発表者名
      志波 舜平, 酒井 智弥
    • 学会等名
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮ELMのアンサンブル化による頑健な高次元非線形写像の機械学習2015

    • 著者名/発表者名
      宮田 大輔, 酒井 智弥
    • 学会等名
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高次元の基底学習を回避した圧縮センシングの信号再構成2015

    • 著者名/発表者名
      志波 舜平, 酒井 智弥
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2015)
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高次元非線形写像の機械学習によって逆問題を解く2015

    • 著者名/発表者名
      宮田 大輔, 酒井 智弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会信号処理研究会
    • 発表場所
      三重大学(三重県津市)
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮センシングに基づく超高次元非線形写像の機械学習に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥
    • 学会等名
      科学研究費補助金新学術領域研究「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」2014年度公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮センシングを応用した非線形写像の効率的な機械学習2014

    • 著者名/発表者名
      宮田大輔、酒井智弥
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2014)
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山市)
    • 年月日
      2014-07-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Learning high-dimensional nonlinear mapping via compressed sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai and Daisuke Miyata
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP 2014)
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2014-05-08
    • 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: 2018-03-28  

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