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2023 年度 実績報告書

事前知識を導入した深層学習モデルの学習

研究課題

研究課題/領域番号 21K12049
研究機関広島大学

研究代表者

栗田 多喜夫  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10356941)

研究分担者 日高 章理  東京電機大学, 理工学部, 准教授 (70553519)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード事前知識 / 機械学習 / 深層学習 / 不変特徴抽出
研究実績の概要

訓練用のデータに基づいて学習したディープラーニングのモデルは,画像認識を始め多くの応用で高い性能を発揮し,現在の人工知能のブームを作り出している.本研究課題では,事前知識を積極的に学習に取り込む方法について研究する.具体的には,(1)識別に無関係な変動に対して不変な特徴の抽出による学習の誘導,(2)事前知識を利用して訓練データを生成する手法の2つのサブ課題について研究する.
(1)については,昨年度までに当初考えていたアイデアの有効性がほぼ確認できたので,今年度は,サブ課題(2)の開発に注力した.例えば,同じ対象を異なる視点から撮影した画像から任意視点からの画像を生成するNeRFにおいて,正解画像の近傍画素間の差と推定結果の近傍画素間の差に近づくような正則化を導入することで予測が改善することを確認した.また,教師信号として検出枠のみが与えられた場合の画素レベルの検出対象の領域の推定(Box-supervised Instance Segmentation)において,検出枠の境界の画素と検索枠内の各画素との類似度を利用し,抽出性能を向上させる方法を提案した.さらに,動画中の顔の追跡結果から,同じフレームに現れる二つの顔は異なる人物であり,追跡が成功した顔は同一人物であるなどの知識を利用し,動画の登場人物を自動分類する方法を提案した.その他,物体検出において,Instance Segmentationにより推定した検出対象の画素レベルでの対象領域の情報を付加することで,物体検出の性能が向上することを確認した.また,最近の物体検出手法の多くでは,高速化のためにGridを利用しているが,それらの手法ではGrid境界で検出スコアが周期的に減少することを発見し,それを抑制するためにGrid境界付近のデータを水増しすることで,検出性能を改善する方法を提案した.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Improved Head and Data Augmentation to Reduce Artifacts at Grid Boundaries in Object Detection2024

    • 著者名/発表者名
      UCHINOURA Shinji、KURITA Takio
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E107.D ページ: 115~124

    • DOI

      10.1587/transinf.2023EDP7079

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nonlinear dimensionality reduction with q-Gaussian distribution2024

    • 著者名/発表者名
      Abe Motoshi、Nomura Yuichiro、Kurita Takio
    • 雑誌名

      Pattern Analysis and Applications

      巻: 27 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s10044-024-01210-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Convolutional autoencoder based on latent subspace projection for anomaly detection2023

    • 著者名/発表者名
      Yu Qien、Li Chen、Zhu Ye、Kurita Takio
    • 雑誌名

      Methods

      巻: 214 ページ: 48~59

    • DOI

      10.1016/j.ymeth.2023.04.007

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Object Detection Method Using Probability Maps for Instance Segmentation to Mask Background2023

    • 著者名/発表者名
      Uchinoura Shinji、Miyao Junichi、Kurita Takio
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      巻: 27 ページ: 886~895

    • DOI

      10.20965/jaciii.2023.p0886

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Image Inpainting for Large and Irregular Mask Based on Partial Convolution and Cross Semantic Attention2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Yin、Aizawa Hiroaki、Kurita Takio
    • 雑誌名

      Pattern Recognition. ACPR 2023. Lecture Notes in Computer Science, vol 14407. Springer, Cham.

      巻: 1 ページ: 115~128

    • DOI

      10.1007/978-3-031-47637-2_9

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Tackling Background Misclassification in Box-supervised Segmentation: A Background Constraint Approach2024

    • 著者名/発表者名
      Zhicheng Zhang and Takio Kurita
    • 学会等名
      The International Workshop on Frontiers of Computer Vision (IW-FCV)
    • 国際学会
  • [学会発表] Clustering of Face Images in Video by Using Deep Learning2024

    • 著者名/発表者名
      Eito Tada and Takio Kurita
    • 学会等名
      The International Workshop on Frontiers of Computer Vision (IW-FCV)
    • 国際学会
  • [学会発表] Important Pixels Sampling for NeRF Training based on Edge Values and Squared Errors between the Ground Truth and the Estimated Colors2024

    • 著者名/発表者名
      Kohei Fukuda, Hiroaki Aizawa, and Takio Kurita
    • 学会等名
      International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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