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2012 年度 実施状況報告書

リフティング複素ウェーブレットに基づくモバイル図鑑検索システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 23500183
研究機関九州大学

研究代表者

高野 茂  九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 助教 (70336064)

キーワード画像認識 / 情報システム / 一般物体認識 / 類似画像検索 / ウェーブレット / 電子図鑑
研究概要

今年度は、信号・画像から特定の周波数特徴を抽出することのできる複素リフティングウェーブレットフィルタの設計法を確立した。提案手法では、自由パラメータをもつリフティングウェーブレット変換の低周波フィルタの周波数特性に着目し、所望のバンドパス特性をもつようにそのパラメータを決定するアルゴリズムを構築した。本手法により設計された低周波フィルタを用いて、信号・画像からバンドパス成分を抽出するリフティング複素ウェーブレット変換(LCWT)を実現できる。LCWTは、既存のウェーブレット変換やウェーブレットパケットでは抽出することのできないマルチレベル・スケールの局所特徴量の抽出することができ、音声信号の認識・識別、画像の物体認識へと応用することができる。画像の局所特徴を抽出するためには、画像のマルチスケール特徴からキーポイントとなる点を検出する必要がある。本研究では、LCWTの組を構成し、効率よくマルチスケール特徴を計算する。具体的には、5 つのバンドパス特性をもつリフティングウェーブレットフィルタの組を構成した。これにより高周波フィルタにより抽出される高周波成分を、さらに5 つのスケールの特徴として分割抽出することができる。画像のキーポイントは、抽出したマルチスケール特徴の分解レベル間も含めた周辺の極大点として抽出される。これらをすべて計算するのではなく,初期フィルタにより計算された高周波成分の大きな点についてのみLCWTによるマルチスケール特徴を計算する。これにより、高速にキーポイントを検出することが可能となった。

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

本年度は当初の計画通りに、類似画像検索の精度が向上するようにパラメータを決める手法を開発した。実証実験を行うために、モバイル端末より類似画像検索を実行可能なモバイルアプリケーションを開発した。提案手法によるタブレット端末による図鑑検索システムを構築し、昨年度に引き続き、実際に小学生を対象とした実証実験を行うなど社会的貢献を果たしている。本年度は、研究成果の口頭発表を行ってきたが、来年度の国際会議、論文にて発表を目指し、準備している。

今後の研究の推進方策

本年度は、電子図鑑構築システムの開発を遂行する。提案するLCWTに基づく局所特徴抽出では、SIFT などの既存手法と同様に、画像の局所特徴としてキーポイント周辺の画像の勾配情報にもとづく特徴ベクトル(128次元)を抽出する。本研究では、データベース画像全体における特徴ベクトルの出現頻度を計算し、画像の類似度に役立つ特徴をVisual Word として抽出する。これにより画像の特徴はVisual Wordの頻度として表すことができ、高速に照合することが可能となる。これまで、テスト画像に関する精度が向上するように、リフティングパラメータを遺伝的アルゴリズムにより計算し、類似画像検索の手法に基づくロボットビジョンの物体検出の精度向上を実施した。現在、タブレットPC 上で操作可能な類似画像検索システムのインターフェースを実装している。このインターフェースを介して入力される質問画像は、容易にユーザの注視領域を指定することができる。今後は、ユーザの画像検索の意図を反映するVisual Wordの構築を目指す。さらに、Kinectにより取り込んだ3次元空間データを、画像クエリから引き出す新しい仕組みを開発し、マルチメディア電子図鑑構築システムへの発展を目指す。

次年度の研究費の使用計画

次年度は、電子図鑑構築システムに関するアプリケーション開発のための物品の購入、基盤システムの開発費および、学生アルバイトを雇用が必要となる。さらに研究成果を国内外において発表するために旅費が必要となる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] Web-based Personalized Electric Power Information System2013

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Takano, Ryuya Akase, Umair Azfar Khan and Yoshihiro Okada
    • 学会等名
      1st Asian Workshop on Smart Sensor Systems
    • 発表場所
      Jeju island, Korea
    • 年月日
      20130328-20130330
  • [学会発表] 多量のセンシングデータの特徴抽出・圧縮・構造化~サイバーフィジカルシステム実現に向けた取り組み紹介~2013

    • 著者名/発表者名
      高野茂 , 島田敬士, 古川 浩, 谷口倫一郎 and 安浦寛人
    • 学会等名
      エネルギーシステムにおけるデータ計測とその活用技術,平成25年電気学会全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20130320-20130322
  • [学会発表] 人の音声特徴を適応的に抽出するリフティングウェーブレットフィルタの設計2013

    • 著者名/発表者名
      楯岡聖也, 高野茂 and 岡田義広
    • 学会等名
      第75回情報処理学会全国大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20130306-20130308
  • [学会発表] 複数Kinectボーン情報を組み合わせた高精度モーションキャプチャシステムの構築2013

    • 著者名/発表者名
      吉本誠也, 高野茂 and 岡田義広
    • 学会等名
      第75回情報処理学会全国大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20130306-20130308
  • [学会発表] ICカードによる複合型個人音声認証のためのリフティングウェーブレットフィルタの設計2012

    • 著者名/発表者名
      高野茂 and 石田浩二
    • 学会等名
      第2回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム
    • 発表場所
      キャンパス・イノベーションセンター東京
    • 年月日
      20121119-20121120
  • [学会発表] リフティングウェーブレットによるマルチスケール特徴の抽出とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      高野茂
    • 学会等名
      第五回ウェーブレット変換及びその応用に関するワークショップ
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      20121009-20121010
  • [学会発表] Estimation of Electric Power Consumption of Individuals by Observing People's Activity

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Takano
    • 学会等名
      ISIP'2012 International Workshop on Information Search, Integration and Personalization
    • 発表場所
      北海道大学

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公開日: 2014-07-24  

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