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2013 年度 実施状況報告書

画像セグメンテーションから得られるビジョンキーを用いた新しい画像検索手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25330133
研究種目

基盤研究(C)

研究機関大阪市立大学

研究代表者

PYKE Tin  大阪市立大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員教授 (70536961)

研究分担者 濱 裕光  大阪市立大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (20047377)
THITHI Zin  宮崎大学, 工学部, 准教授 (30536959)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードビジョンキー / 類似度測度 / リランキング / 画像クラスタリング / 複数特徴画像セグメンテイション / マルコフ定常状態
研究概要

本年度は、ビジョンキーと呼ばれる意味的なキー要素を見つけるための新しい概念を導入し、関連情報を検索する際に、データベースに対するクエリを実行するために提示する。画像セグメンテーションから求められるビジョンキーを用いて、柔軟な画像検索を行える手法の開発を行った。まず、支配的特徴ブロックを用いて画像を表現し、画像の類似度を求め、共起行列から得られる特徴ベクトルを用いて画像の類似度を導入した。画像特徴を抽出し、共起行列から定常確率分布と初期確率分布を前もって求めておくが、その効率的な導出方法を提案した。データセットの全ての画像についても、この2つの分布を前もって計算しておくことで、全体の計算量を少なくすることができる。また、画像内および画像間の両方の空間情報構造を組み合わせてマルコフ定常特徴ベクトルを計算する。導き出された確率分布を2次元ベクトルとして用いると、これらは、確率分布なので、統計的な距離測度を画像検索に用いることができる。
次に、類似度を基準にしたデータをクラスタリングするために、マルコフチェーン同値類の概念を適用する手法を開発した。特に、低次べき乗のマルコフチェーンの遷移確率は同値類の中の要素間では高く、クラス間では低くなることを利用する。このことにより、最適なクラスター数を知ることができる。そのため、提案手法は、クラスターに関する事前知識が無くても、自動的にクラスターの最適な数を決めることができる。計算機シミュレーションを通して、提案手法は、著作権で保護されている画像や登録商標、ロゴマークの複製等を発見するためにも有効であり、画像以外のデータ(連続値と離散値)に対しても、提案手法は有効性であることを確認した。

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

「ビジョンキーを得るための意味的な領域を求めるために、学習及びセグメンテーションする枠組みの構築法、ビジョンキーの類似度測度を持つ新しい検索空間に情報を埋め込む手法、新しい画像セグメンテーションとビジョンキーの概念に抽出された情報を当てはめる手法」の開発を行った。さらに、キーとなる情報の傾向を知ったり、異常に高いまたは低いアクティビティを知るために、ビッグデータを分析・理解することは、幅広い応用範囲を持つ。そこで、データ駆動型キー情報検索システムのためのフレームワークを提案した。クラスタリングは、ある類似度あるいは距離尺度に基づいてデータ項目をグループ化することである。ここでは、効果的なクラスタリングアルゴリズムを生成するために、データ点またはノード間の距離として最初に到着した時間を用いる相関ランダムウォークを提案する。応用面では、提案手法は、実世界のデータセットに対して既存の手法に比べて多くのより優れた点を持つことを示した。
以上の通り、当初の目標はほぼ達成されており、加えていくつかの成果も得られているので、おおむね順調に進展している、と考える。

今後の研究の推進方策

今後、本提案研究では、まず次の機能の開発に注力する: (1) マルコフ定常状態類似度測度を用いたビジョンキーベースの検索およびリランキングシステム、(2) ユーザ満足度を最大化するための自動リランキングシステム、(3) 著作権が設定されている画像、登録商標、ロゴ等の模倣や部分画像の使用による著作権侵害の適応的検出と検索システム。さらに、最後には、プロジェクトの目標を達成するために、各要素モジュールを調和・統合・同期して、全体的に、システムとしてまとめていくことで、既存の画像検索システムのほとんどよりも、ユーザの要求に沿った類似画像を検索できるようになる、と考える。また、本プロジェクトで開発されたアルゴリズムは、コピー作品を検知し、模倣、重複などの著作権侵害をなくするための新しい技術につながる。

次年度の研究費の使用計画

学生・院生の自主的な協力もあり、データの収集や計算機シミュレーションを効率よく実行できたため、人件費・謝金が予定より少なくて済んだ。
平成26年度は、今までの成果をまとめて学会発表や国際誌への投稿も積極的に行う予定であり、研究開発の成果を公表するための経費が増えることが予想されるため、新年度予算と合わせて執行する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] A Correlated Random Walk First Passage Time Distance for Data Clustering with Medical Applications2014

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, Pyke Tin, T. Toriu and H. Hama
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters, Part B: Applications (An International Journal of Research and Surveys)

      巻: 5(2) ページ: 577-582

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Data-Driven Key Information Search System in Big Data Analytics2014

    • 著者名/発表者名
      Pyke Tin, Thi Thi Zin, H. Hama and T. Toriu
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters, Part B: Applications (An International Journal of Research and Surveys)

      巻: 5(2) ページ: 365-370

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Similar Image Retrieval System Reflecting User Intention Using Shape Descriptors2013

    • 著者名/発表者名
      T. Iwanaga, Thi Thi Zin, H. Hama, T. Toriu and Pyke Tin
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters: An Intl. Journal of Research and Surveys

      巻: 7 (4) ページ: 1425-1430

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Series of Action Recognition using HMM and Probability Representation based on Binned Features Set2013

    • 著者名/発表者名
      M. Sugimoto, Thi Thi Zin, T. Toriu and Pyke Tin
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters: An Intl. Journal of Research and Surveys

      巻: 7 (4) ページ: 1419-1424

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Two Dimensional Correlated Random Walk Model for Visual Tracking2013

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, Pyke Tin, T. Toriu and H. Hama
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters: An Intl. Journal of Research and Surveys

      巻: 7 (5) ページ: 1501-1506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Stochastic Petri Net Framework for Human Behavior Analysis in Surveillance Video2013

    • 著者名/発表者名
      Pyke Tin, Thi Thi Zin, T. Toriu and H. Hama
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters: An Intl. Journal of Research and Surveys

      巻: 7 (5) ページ: 1675-1680

    • 査読あり
  • [学会発表] An integrated framework for detecting suspicious behaviors in video surveillance2014

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, Pyke Tin, H. Hama and T. Toriu
    • 学会等名
      Proc. SPIE 9026, Video Surveillance and Transportation Imaging Applications 2014
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      20140202-20140206
  • [学会発表] A Markov chain model for image ranking system in social networks2014

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, Pyke Tin, T. Toriu and H. Hama
    • 学会等名
      IS&T/SPIE Electronic Imaging
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      20140202-20140206
  • [学会発表] An Integrated Framework for Disaster Event Analysis in Big Data Environments2013

    • 著者名/発表者名
      Pyke Tin, Thi Thi Zin, T. Toriu, and H. Hama
    • 学会等名
      Proc. of the 9th International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIH-MSP 2013)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20131016-20131018
  • [学会発表] A Stochastic Model for Measuring Popularity and Reliability in Social Network Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, Pyke Tin, T. Toriu and H. Hama
    • 学会等名
      Proc. of IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC 2013)
    • 発表場所
      Manchester, UK
    • 年月日
      20131013-20131016
  • [学会発表] A Big Data Application Framework for Consumer Behavior Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Thi Thi Zin, Pyke Tin, T. Toriu, and H. Hama
    • 学会等名
      Proc. of the 2nd IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2013)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20131001-20131004
  • [産業財産権] 背景抽出装置、主成分分析装置及び主成分分析プログラム2014

    • 発明者名
      鳥生隆、濱裕光、ティティズイン
    • 権利者名
      大阪市立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-56631
    • 出願年月日
      2014-03-19
  • [産業財産権] 画像処理装置、画像処理プログラム及び画像処理方法2014

    • 発明者名
      鳥生隆、濱裕光、ティティズイン
    • 権利者名
      大阪市立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-057428
    • 出願年月日
      2014-03-20
  • [産業財産権] データ解析装置、データ解析プログラム及びデータ解析方法2014

    • 発明者名
      パイティン、ティティズイン、鳥生隆、濱裕光
    • 権利者名
      大阪市立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-64612
    • 出願年月日
      2014-03-26
  • [産業財産権] 三次元復元装置、プログラム及び方法2013

    • 発明者名
      ティティズイン、濱裕光、森阪匡通
    • 権利者名
      大阪市立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-186260
    • 出願年月日
      2013-09-09

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公開日: 2015-05-28  

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