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2020 年度 実績報告書

適応的広域リアルタイム機械学習処理基盤の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H04089
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

竹房 あつ子  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (70345411)

研究分担者 小口 正人  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (60328036)
中田 秀基  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (80357631)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードクラウドコンピューティング / エッジコンピューティング / リアルタイム処理 / 機械学習処理基盤
研究実績の概要

本研究では、動画像解析を伴うサイバーフィジカルシステム(CPS)のための高効率な適応的広域リアルタイム機械学習処理基盤の構築を目的とし、適応的エッジ処理手法の開発、適応的クラウドリアルタイム解析手法の開発、高効率エッジ、クラウド制御手法の開発と、それらの実広域環境での評価を行う。
2020年度は、(a)エッジ、クラウド制御に向けた監視手法、(b)クラウドリアルタイム解析手法と、(c)ターゲットアプリケーションとなる動画像解析手法の研究・開発を進めた。
(a)エッジ、クラウド制御に向けた監視手法の開発では、エッジ側では国立情報学研究所で開発しているIoTシステム用ミドルウェアSINETStreamのPython版のメトリクス収集APIを用い、エッジクライアントで通信状況の測定を可能にする通信性能評価ツールを開発し、SINETStreamのGitHubサイトで公開した。また、クラウド側の監視には、同じく国立情報学研究所で開発しているVCPの監視機能で必要な情報が収集できることを確認した。
(b)クラウドリアルタイム解析手法の研究開発では、エッジ端末で動画像の特徴量抽出を行うことを前提とし、Apache Kafkaメッセージブローカで特徴量データを収集し、Apache Flink分散ストリーム処理基盤で並列推論処理を行うシステムを構築し、そのスケーラビリティを確認した。
(c)動画像解析手法の研究では、動画像からの室内動作推定での学習精度を上げるため、合成データを活用した学習手法を検討した。
本研究の成果は、学術雑誌1件に採択されるとともに、国内査読付き会議および研究会等で8件の発表がなされた。

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

エッジ、クラウドでの監視手法の開発、クラウドリアルタイム解析手法のスケーラビリティの実証、動画像解析の学習精度向上にむけた検討を行うことができた。

今後の研究の推進方策

高効率な適応的広域リアルタイム機械学習処理基盤の構築を進めるとともに、ターゲットアプリケーションとなる動画像解析の学習精度向上にむけた合成データの活用についてさらに研究を進める。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Action Recognition Using Pose Data in a Distributed Environment over the Edge and Cloud2021

    • 著者名/発表者名
      TAKASAKI Chikako、TAKEFUSA Atsuko、NAKADA Hidemoto、OGUCHI Masato
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E104.D ページ: 539~550

    • DOI

      10.1587/transinf.2020DAP0009

    • 査読あり
  • [学会発表] リアルタイム動画動作識別の実現に向けた分散ストリーム処理基盤の検討2021

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      第13回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2021)
  • [学会発表] 室内動作認識のためのドメイン適応による合成データ活用の検討2021

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      第13回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2021)
  • [学会発表] ドメイン適応を用いた動作認識のための合成動画像の活用の検討2021

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会 第83回全国大会
  • [学会発表] 分散ストリーム処理フレームワークを用いた動作識別処理性能の調査2021

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      情報処理学会 第83回全国大会
  • [学会発表] エッジ,クラウド間分散処理に向けたNNを用いた動作識別手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      The 4th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming
  • [学会発表] 室内における動作識別のための合成動画像データセット構築の検討2020

    • 著者名/発表者名
      礒井 葉那, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2020)シンポジウム
  • [学会発表] 分散ストリーム処理フレームワークを用いた動作識別手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      高崎 智香子, 竹房 あつ子, 中田 秀基, 小口 正人
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2020)シンポジウム
  • [学会発表] エッジ・クラウドを活用したIoTアプリケーション構築技術2020

    • 著者名/発表者名
      竹房 あつ子
    • 学会等名
      ネットワーク仮想化研究会招待講演
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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