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2019 年度 実施状況報告書

Deep Neural Networkの適応統合による画像認識の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11382
研究機関名城大学

研究代表者

堀田 一弘  名城大学, 理工学部, 教授 (40345426)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード深層学習 / 適応統合
研究実績の概要

従来のDCGANやpix2pixでは1つの生成器と1つの識別器を利用していた。ここでは複数の種類の異なる識別器を用いた場合にどうなるかを検討した。識別器の種類が異なると判断する基準が違うので、それぞれ得意なクラスがあり、それらを統合することにより、従来法よりも精度を向上させた。この考え方をさらに発展させ、クラス毎に生成器と識別器を用意する方法も提案した。複数の生成器と識別器を用いた場合でも精度を向上させることができ、複数のネットワークを統合することの有効性を示した。また、複数の学習済の生成器から情報を受け取る方法も検討した。
一般に独立に学習したdeep neural networkのアンサンブルは精度を向上させる。しかし、学習画像の枚数が多かったり、ネットワークが複雑な場合には学習に時間がかかる。従って、これを独立に5回学習する場合、かなりの時間を要する。ここでは一回の学習の過程で得られるモデルのアンサンブルを考えた。衛星画像からの道路や建物の検出問題において有効性を示した。
また、ネットワークの途中から特徴マップを分岐させて特徴マップのどこを重要視すれば良いかと自動的に学習するattention機構も一種の複数ネットワークの統合とみなすことができる。ここでは、位置とチャンネルの両方をattentionする方法や、層間でのattention、識別の観点からのattentionなどいくつかの方法を考案し、実験により有効性を示した。さらに、難易度に着目してattentionをしたり、学習を早く進めたりする方法も提案した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

複数のネットワークを統合することにより、精度を向上させることができており、成果も順調に出ている。

今後の研究の推進方策

今年度は複数のネットワークの統合において多数の成果を出すことができた。また、局所的に見ればネットワークの統合と見なせるattention機構についてもbottom upやtop downなどいくつかの方法を提案し、実験により有効性を示すことができた。今後はこれら2つの研究成果の融合を試みる。また、難易度や学習過程のモデルの利用など今年度の成果を基に発展させていきたい。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件)

  • [学会発表] Semantic Segmentation using Light Attention Mechanism2020

    • 著者名/発表者名
      Y.Hiramatsu and K.Hotta
    • 学会等名
      VISAPP2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Pitching Classification and Habit Detection by V-Net2020

    • 著者名/発表者名
      S.Kato and K.Hotta
    • 学会等名
      VISAPP2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell Segmentation by Image-to-Image Translation using Multiple Different Discriminators2020

    • 著者名/発表者名
      S.Kato and K.Hotta
    • 学会等名
      BIOSIGNALS2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualizing and Modifying Difficult Pixels in Cell Image Segmentation2020

    • 著者名/発表者名
      D.Matsuzuki and K.Hotta
    • 学会等名
      BIOSIGNALS2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Ensemble of Training Models for Road and Building Segmentation2019

    • 著者名/発表者名
      R.Kamiya, K.Sawada and K.Hotta
    • 学会等名
      International Conference on Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] EncapNet-3D and U-EncapNet for Cell Segmentation2019

    • 著者名/発表者名
      T.Sato and K.Hotta
    • 学会等名
      International Conference on Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] AB-PointNet for 3D Point Cloud Recognition2019

    • 著者名/発表者名
      J.Komori and K.Hotta
    • 学会等名
      International Conference on Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell Image Segmentation by Integrating Pix2pixs for Each Class2019

    • 著者名/発表者名
      H.Tsuda and K.Hotta
    • 学会等名
      CVPR Workshop on Computer Vision for Microscopy Image Analysis (CVMI2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] 生成器と識別器の関係性を考慮したAttention機構による細胞画像のセグメンテーション2019

    • 著者名/発表者名
      津田大輝,堀田 一弘
    • 学会等名
      IEICE MI研究会
  • [学会発表] 異なる層の画素間の関係を考慮したAttention機構によるセマンティックセグメンテーション2019

    • 著者名/発表者名
      平松侑樹,堀田 一弘
    • 学会等名
      MIRU2019
  • [学会発表] Channel Attentionを用いた Double Deep Q Network2019

    • 著者名/発表者名
      近藤丈博,堀田 一弘
    • 学会等名
      MIRU2019
  • [学会発表] AB-PointNetによる三次元点群の識別2019

    • 著者名/発表者名
      小森惇也,堀田 一弘
    • 学会等名
      MIRU2019
  • [学会発表] Pixel-wise Difficulty Attention Moduleを用いた セマンティックセグメンテーション2019

    • 著者名/発表者名
      松月大輔,堀田 一弘
    • 学会等名
      MIRU2019
  • [学会発表] 複数の学習済みネットワークの知識を利用した細胞画像セグメンテーション2019

    • 著者名/発表者名
      池戸僚汰,堀田 一弘
    • 学会等名
      MIRU2019
  • [学会発表] 高難易度画素用の損失関数を用いたセマンティックセグメンテーション2019

    • 著者名/発表者名
      松月大輔,堀田 一弘
    • 学会等名
      日本医用画像工学学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた投球動作の識別と可視化2019

    • 著者名/発表者名
      加藤聡太,堀田 一弘
    • 学会等名
      SSII2019
  • [学会発表] U-EncapNetによる細胞画像のセグメンテーション2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓海,堀田 一弘
    • 学会等名
      SSII2019
  • [学会発表] SE-PointNetによる三次元点群の識別2019

    • 著者名/発表者名
      小森惇也,堀田 一弘
    • 学会等名
      SSII2019
  • [学会発表] クラスの観点からのAttention機構を用いたセマンティックセグメンテーション2019

    • 著者名/発表者名
      平松侑樹,堀田 一弘
    • 学会等名
      SSII2019

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公開日: 2021-01-27  

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