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2011 年度 実績報告書

可塑的カオス・ニューロン結合系を用いたポスタリゼーション機能を持つ画像領域分割法

研究課題

研究課題/領域番号 22700234
研究機関徳島大学

研究代表者

藤本 憲市  徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 助教 (20300626)

キーワードニューロン結合系 / 可塑的結合 / ポスタリゼーション / 動的画像領域分割 / 離散時間力学系 / 振動応答 / 非線形ダイナミクス
研究概要

研究代表者らは,動的画像領域分割のための離散時間カオス・ニューロン結合系を提案している。提案システムは入力画像における画素数と同数のニューロンから構成され,画素値などの情報に基づいて近傍画素に対応するニューロン間の結合が形成される。ニューロン間の結合強度が不変である従来システムに対して,ニューロン間の結合に可塑性を与えることによって,高階調濃淡画像にも適用可能な動的画像領域分割法の基盤技術を開発することが本研窒の主な目的である。本年度得られた主な成果は以下のとおりである。
1.高階調濃淡画像に対する動的画像領域分割は提案システムのポスタリゼーション機能に依存し,ポスタリゼーションはニューロン間の結合ダイナミクス(可塑性)によって決定される。人工的に作成した数階調程度の濃淡画像に対して提案システムのダイナミクスを解析し,適切なポスタリゼーション結果が得られるシステムパラメータ値を見いだした。
2.動的画像領域分割処理はニューロンが生成する振動応答に基づいて実行される。濃淡画像入力の場合,類似濃度値を持つ隣接画素に対応したニューロンの振動応答が同相で同期することが望ましい。人工的に作成した数階調程度の濃淡画像に対して提案システムの縮約モデルを構築し,その縮約モデルにおけるニューロンの振動応答を非線形力学系理論に基づいて解析した。解析の結果,類似濃度値を持つ画素に対応するニューロンから同相振動応答が発生するシステムパラメータ値を見いだした。
3.上記の解析結果に基づいて,可塑的結合を有するニューロン結合系のシステムパラメータをチューニングし,数千画素程度の16ビット濃淡画像に対して適切な動的画像領域分割結果が得られることを例証した。また,これら研究成果の一部を雑誌論文などで発表した。

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

提案している動的画像領域分割システムのパラメータチューニングを行うことが今年度の主な目的である。解析結果に基づいて動的画像領域分割システムのパラメータチューニングを行い,高階調濃淡画像を適切に画像領域分割できることが例証された。

今後の研究の推進方策

提案した動的画像領域分割システムの実用化に向けた検討を行う。具体的には,提案システムをグラフィック専用処理装置(Graphics Processing Unit)へ実装するためのプログラム開発を実施し,画像領域分割処理速度などの検討を行う。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Discrete-Time Dynamic Image Segmentation Based on Oscillations by Destabilizing a Fixed Point2011

    • 著者名/発表者名
      Ken'ichi Fujimoto, Mio Kobayashi, and Tetsuya Yoshinaga
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering (TEEE)

      巻: Vol.6, No.5 ページ: 468-473

    • DOI

      DOI:10.1002/tee.20683

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coupled Neuronal System with Plastic Coupling for Dynamic Image Segmentation2011

    • 著者名/発表者名
      Ken'ichi Fujimoto, Mio Kobayashi, and Tetsuya Yoshinaga
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings

      巻: Vol37 ページ: 643-646

    • DOI

      DOI:10.1007/978-3-642-23508-5_167

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Number of Target Image Regions Based on Bifurcation of Fixed Point in Discrete-Time Coupled Neuronal System2011

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto K, et al
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      ページ: 156-159

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動的画像領域分割のための可塑的結合を有する離散時間ニューロン結合系2011

    • 著者名/発表者名
      藤本憲市, 他
    • 雑誌名

      第24回回路とシステムワークショップ論文集

      ページ: 274-278

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 離散時間ニューロン結合系にみられる同期現象の解析2011

    • 著者名/発表者名
      小林美緒, 他
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 111 ページ: 79-84

  • [雑誌論文] 離散時間振動子の星型結合系にみられる分岐とカオス現象2011

    • 著者名/発表者名
      小林美緒, 他
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 111 ページ: 1-5

  • [学会発表] 離散時間振動子の星型結合系にみられる分岐とカオス現象2011

    • 著者名/発表者名
      藤本憲市
    • 学会等名
      電気情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      宮古島マリンターミナル(沖縄県)
    • 年月日
      2011-11-09
  • [学会発表] Coupled Neuronal System with Plastic Coupling for Dynamic Image Segmentation2011

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto K
    • 学会等名
      The 5th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering
    • 発表場所
      ブダペスト(ハンガリー共和国)
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] Identification of Number of Target Image Regions Based on Bifurcation of Fixed Point in Discrete-Time Coupled Neuronal System2011

    • 著者名/発表者名
      Mio Kobayashi
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      神戸市産業振興センター(兵庫県)
    • 年月日
      2011-09-05
  • [学会発表] 動的画像領域分割のための可塑的結合を有する離散時間ニューロン結合系2011

    • 著者名/発表者名
      藤本憲市
    • 学会等名
      第24回回路とシステムワークショップ
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • 年月日
      2011-08-02
  • [学会発表] 離散時間ニューロン結合系にみられる同期現象の解析2011

    • 著者名/発表者名
      藤本憲市
    • 学会等名
      電気情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      小豆島オリーブ公園オリーブ記念館(香川県)
    • 年月日
      2011-05-27
  • [図書] Discrete Time Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto K, et al
    • 総ページ数
      405-424
    • 出版者
      INTECH
  • [備考]

    • URL

      http://www.tokushima-u.ac.jp/med/culture/iyo_gazokiki/index.html

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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