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2018 年度 実施状況報告書

統計的パターン解析と構造的パターン解析を融合した画像データ生成モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K00259
研究機関仙台高等専門学校

研究代表者

大町 方子  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (90316448)

研究分担者 大町 真一郎  東北大学, 工学研究科, 教授 (30250856)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードパターン認識
研究実績の概要

統計的にも構造的にも妥当な画像生成モデルを構築することを目的として研究を実施している。本年度は、ニューラルネットワークを活用する手法を中心に検討を行った。自己符号化器と敵対的学習ネットワークを組み合わせ、与えたサンプルと同様の特徴を持つ画像を生成する手法を提案した。古典籍文字画像を対象とした実験を行い、妥当な画像を生成することが可能であることを確認した。さらにこの手法を古典籍画像の検索に応用した。検索対象テキストが与えられたときに上記の文字画像生成手法を用いて文字列画像を生成し、畳み込みリカレントニューラルネットワークを用いた認識手法により検索を実現する。実験を行い、ある程度の精度で検索が可能となることを示した。一方で、単に外見が類似した画像を生成するのではなく、認識に有効な学習用画像データを生成する手法についても検討を行った。畳み込みニューラルネットワークを用い、認識に寄与する部分構造を特定し、その部分に意味のあるパターンを配置することで学習用画像データを生成する。特殊なフォントの文字画像を用いて認識実験を行い、提案手法を用いることで認識精度が向上することを確認した。さらに、さまざまな文字フォント画像を対象として、文字の骨格を変形してストロークを表す画像を張り付けることで文字画像を生成する手法についても引き続き検討した。生成された画像を用いて文字の認識実験を行い、提案手法によって認識精度が向上することを確認した。

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

当初の計画にはなかったニューラルネットワークを用いる手法について検討し、有効性について一定の見通しを得たものの、評価はまだ不十分なところがある。さらなる追加実験が必要であり、学会発表や論文執筆には至らなかった。

今後の研究の推進方策

ニューラルネットワークを用いる手法を中心として追加実験と評価を行う。また、これまで検討してきた手法を整理・統合して画像生成モデルを構築する。また、さまざまな画像データを用いて検証を行い、学会発表や論文執筆を行う。

次年度使用額が生じた理由

理由:当初の予定にはなかったアプローチを検討したため、評価手法を検討する時間が十分に取れず、追加実験を行う機器の選定に至らなかった。また、論文執筆が遅れ、投稿に必要な費用の支出が少なかった。
使用計画:追加実験用の機器の購入、論文投稿の費用や別刷代等に使用予定である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Structural Data Recognition With Graph Model Boosting2018

    • 著者名/発表者名
      Tomo Miyazaki, Shinichiro Omachi
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 6 ページ: 63606-63618

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2018.2876860

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Activity Recognition Using Gazed Text and Viewpoint Information for User Support Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Chiba, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, and Shinichiro Omachi
    • 雑誌名

      Journal of Sensor and Actuator Networks

      巻: 7 ページ: 11 pages

    • DOI

      10.3390/jsan7030031

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automatic Discrimination between Scomber japonicus and Scomber australasicus by Geometric and Texture Features2018

    • 著者名/発表者名
      Airi Kitasato, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, and Shinichiro Omachi
    • 雑誌名

      Fishes

      巻: 3 ページ: 13 pages

    • DOI

      10.3390/fishes3030026

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mackerel Classification Using Global and Local Features2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Nagaoka, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, and Shinichiro Omachi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2018 IEEE 23rd International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation

      巻: - ページ: 1209-1212

    • DOI

      10.1109/ETFA.2018.8502584

    • 査読あり
  • [学会発表] Historical Document Retrieval by Image Generation2019

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      Symposium of Yotta Informatics Research Platform for Yotta-Scale Data Science 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Where are Characters? What are They? Japanese Old Document Analysis using Deep Neural Network2019

    • 著者名/発表者名
      Tomo Miyazaki, Ryohei Nishimura, Shunta Ozaki, Kaito Suzuki, Yushi Nakaya, Yoshihiro Sugaya, Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      Symposium of Yotta Informatics Research Platform for Yotta-Scale Data Science 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast Train Algorithm for Probabilistic Graph Models and Graph Data Recognition2019

    • 著者名/発表者名
      Tomo Miyazaki, Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      Symposium of Yotta Informatics Research Platform for Yotta-Scale Data Science 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 少数サンプル問題からビッグデータへ2019

    • 著者名/発表者名
      大町真一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習による物体検出・認識と魚類判別への応用2019

    • 著者名/発表者名
      大町真一郎
    • 学会等名
      マシンインテリジェンス研究会 第11回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 剣道競技における有効打突自動判定のための交差する竹刀の追跡2019

    • 著者名/発表者名
      横山 亮, 渡邊 隆, 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 卒業研究発表講演会
  • [学会発表] 重ね合わせたフープ材の位置ずれ計測法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      服部佑哉, 渡邊 隆, 大町方子
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 卒業研究発表講演会
  • [学会発表] Mackerel Classification using Global and Local Features2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Nagaoka, Tomo Miyazaki, Yoshihiro Sugaya, and Shinichiro Omachi
    • 学会等名
      2018 IEEE 23rd International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation
    • 国際学会
  • [学会発表] 超解像を用いた動画像符号化に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      桑野拓朗,宮崎 智,菅谷至寛, 大町真一郎
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
  • [学会発表] グラフ構造に着目した分子特性の認識2018

    • 著者名/発表者名
      石田 聖,宮崎 智,菅谷至寛,大町真一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会 情報・システムソサイエティ学生ポスターセッション
  • [学会発表] 深層学習を用いた古典籍画像中の文字検出に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      西村遼平,宮崎 智,菅谷至寛,大町真一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会 情報・システムソサイエティ学生ポスターセッション
  • [学会発表] 部首に注目したDeep Leaning によるくずし字の認識を用いた日本古典籍の解析2018

    • 著者名/発表者名
      中屋悠資,鈴木海渡,宮崎 智,大町真一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会 情報・システムソサイエティ学生ポスターセッション

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公開日: 2019-12-27  

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