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2012 年度 実績報告書

圧縮センシングの手法によるパターン認識の効率化、頑健化および秘匿化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22700163
研究機関長崎大学

研究代表者

酒井 智弥  長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30345003)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード組合せ最適化 / 機械学習 / 肺音認識 / 画像分割 / ランダム射影
研究概要

パターンの圧縮と認識の効率化・頑健化を実現する前年度までの研究で構築した基盤の有用性を実データを用いて検証した。まず、肺聴診音のパターン認識の有用性を確認した。肺音は様々な種類の正常音・異常音の混合であり、かつ、高品質な信号の記録が困難であることから、そのパターン認識は極めて挑戦的な課題と考えられている。前年度では、圧縮センシングの手法に基づき肺音信号を構成音に分解できることを示した。更に今年度では、この分解を利用して異常音を検出する性能を評価した。特に断続性ラ音と呼ばれるパルス状の異常音の検出について、低いSN比の条件下においても高い適合率と再現率を同時に達成できることを確認した。
これらの検証に加え、大規模計算を必要とする医用画像の領域分割処理やレジストレーションにパターンの効率的な圧縮技術を応用した。画像中の物体を検出する画像分割において画素間の類似性を総当りで評価することを回避するため、予め過分割した小領域と画素の間の類似性を評価する手法を考案した。この手法は類似度行列の次元圧縮の一種と見なすことができ、画像分割の品質を損なうことなく計算量の削減を達成することを確認した。また、高効率ランダム射影による画像の圧縮を事前に施すことにより、複数の画像中の同一の物体について位置を合わせる画像の拡大縮小・回転の量の推定を効率化した。
本研究の発展性を確認するため、いくつかの予備実験も実施した。特定のパターン集合の圧縮に特化した辞書を数値的に作成する際、辞書学習用のパターンを予め高効率ランダム射影で圧縮することで計算規模を低減し、パターン認識の更なる効率化・頑健化を見込めることがわかった。また、組合せ最適解の有無によるスパース正則化アルゴリズムの振る舞いの違いから、学習済み・未学習を判定できる可能性を見出した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] パターン表現のスパース性に基づく知識発見・獲得の試み2013

    • 著者名/発表者名
      小松 祐太、酒井 智弥
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 112(385) ページ: 151-155

  • [雑誌論文] 組合せ最適化に基づく未学習クラスの識別と顔画像認識における評価2012

    • 著者名/発表者名
      小松 祐太、酒井 智弥
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告

      巻: 2012-CVIM-182(8) ページ: -

  • [雑誌論文] 事前過分割を利用した高効率スペクトラルクラスタリングによる医用画像分割2012

    • 著者名/発表者名
      田中 智貴、酒井 智弥
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告

      巻: 2012-CVIM-182(8) ページ: -

  • [雑誌論文] An efficient volumetric global image registration2012

    • 著者名/発表者名
      Shuang Lu, Tomoya Sakai, Atsushi Imiya
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE

      巻: 112(142) ページ: 79-84

  • [雑誌論文] NN-based Local subspace method for image registration with sparse dictionary2012

    • 著者名/発表者名
      Hayato Itoh, Atsushi Imiya, Tomoya Sakai
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE

      巻: 112(197) ページ: 179-184

  • [雑誌論文] 見えに基づくパターン識別における次元削減の影響2012

    • 著者名/発表者名
      伊東 隼人、酒井 智弥、井宮 淳
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE

      巻: 112(357) ページ: 25-30

  • [雑誌論文] Interpolation of reference images in sparse dictionary for global image registration2012

    • 著者名/発表者名
      Hayao Itoh, Shuang Lu, Tomoya Sakai, Atsushi Imiya
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science, ISVC 2012, Revised Selected Papers Part II

      巻: 7432 ページ: 657-667

    • DOI

      10.1007/978-3-642-33191-6_65

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust detection of adventitious lung sounds in electronic auscultation signals2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai, Madoka Kato, Sueharu Miyahara, Senya Kiyasu
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Pattern Recognition (ICPR 2012) Proceedings

      巻: - ページ: 1993-1996

    • 査読あり
  • [学会発表] パターン表現のスパース性に基づく知識発見・獲得の試み2013

    • 著者名/発表者名
      小松 祐太、酒井 智弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会PRMU研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20130123-20130124
  • [学会発表] 見えに基づくパターン識別における次元削減の影響2012

    • 著者名/発表者名
      伊東 隼人、酒井 智弥、井宮 淳
    • 学会等名
      電子情報通信学会PRMU研究会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      20121213-20121214
  • [学会発表] Robust detection of adventitious lung sounds in electronic auscultation signals2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai, Madoka Kato, Sueharu Miyahara, Senya Kiyasu
    • 学会等名
      21st International Conference on Pattern Recognition (ICPR), 2012
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      20121111-20121115
  • [学会発表] NN-based Local subspace method for image registration with sparse dictionary2012

    • 著者名/発表者名
      Hayato Itoh, Atsushi Imiya, Tomoya Sakai
    • 学会等名
      電子情報通信学会PRMU研究会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      20120902-20120903
  • [学会発表] An efficient volumetric global image registration2012

    • 著者名/発表者名
      Shuang Lu, Tomoya Sakai, Atsushi Imiya
    • 学会等名
      電子情報通信学会MI研究会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      20120719-20120720
  • [学会発表] Interpolation of reference images in sparse dictionary for global image registration2012

    • 著者名/発表者名
      Hayao Itoh, Shuang Lu, Tomoya Sakai, Atsushi Imiya
    • 学会等名
      8th International Symposium, ISVC 2012
    • 発表場所
      Rethymnon, Crete, Greece
    • 年月日
      20120716-20120718
  • [学会発表] 組合せ最適化に基づく未学習クラスの識別と顔画像認識における評価2012

    • 著者名/発表者名
      小松 祐太、酒井 智弥
    • 学会等名
      情報処理学会CVIM研究会
    • 発表場所
      中京大学 豊田キャンパス
    • 年月日
      20120523-20120524
  • [学会発表] 事前過分割を利用した高効率スペクトラルクラスタリングによる医用画像分割2012

    • 著者名/発表者名
      田中 智貴、酒井 智弥
    • 学会等名
      情報処理学会CVIM研究会
    • 発表場所
      中京大学 豊田キャンパス
    • 年月日
      20120523-20120524

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公開日: 2014-07-24  

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