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2015 年度 実績報告書

組合せ最適化問題としてのパターン認識:理論構築と実用化に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 25330200
研究機関長崎大学

研究代表者

酒井 智弥  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30345003)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード機械学習 / 信号処理 / 圧縮センシング / 画像 / スパースモデリング
研究実績の概要

認識したい対象の事例が与えられたとき、それらを簡潔に説明するための特徴やクラスを求め、求めた特徴やクラスを組み合わせることで対象の認識を実現する仕組みの構築に取り組んできた。本年度は、この組合せパターン認識を応用問題に適用して実用性を検証した。特に、肺聴診音のパターン認識と、動画像による運動の推定・分類を応用の対象とした。これらの先行研究では、特徴やクラスを限定した応用のみが見られる。例えば、肺音検出の既存手法は、断続性または連続性の異常音のどちらかに限られている。運動の推定・分類の既存手法は、カメラの自己運動または物体の運動のどちらかが対象になっている先行研究が多い。
肺音認識への応用では、次の(1)~(3)の先見情報のみから肺聴診音を構成する肺音(呼吸音、連続性ラ音、断続性ラ音)を同時に検出できることが示された:(1)呼吸音は限定された少数の周波数成分の組み合わせであること(ただし周波数帯は未知)、(2)断続性ラ音はパルスが反復していること(ただし波形は未知)、(3)連続性ラ音は限定された瞬時周波数成分の組み合わせであること(ただし瞬時周波数は未知)。
動画像への応用では、次の(1)と(2)の先見情報のみからカメラの自己運動と物体の運動を同時に推定・分類できることが示された:(1)自己運動で生じる画像の変動は少数の基本的な変動の組合せで表現できること(ただし基本的な変動は未知)、(2)運動する物体は短時間または画像の一部にしか出現しないこと(ただし物体の出現時刻や位置・形状は未知)。
これらの応用のように先見情報から組合せパターン認識を具体化する算法設計には、スパース性・冗長性を定量化する凸関数の最適化の技法が有効である。以上の成果を国内外の会議・シンポジウム・研究会等で発表した。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 時系列オプティカルフロー場のスパースモデリング2016

    • 著者名/発表者名
      久原 裕貴, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料

      巻: PI-16 ページ: 23-28

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] スパース構造を活かすセンシングと高次元データ解析2016

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE

      巻: 115(403) ページ: 21-22

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Separating background and foreground optical flow fields by low-rank and sparse regularization2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai, Hiroki Kuhara
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP 2015) Proceedings

      巻: - ページ: 1523-1527

    • DOI

      10.1109/ICASSP.2015.7178225

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 時系列オプティカルフロー場の低ランク+スパースモデルについて2015

    • 著者名/発表者名
      久原 裕貴, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2015) Extended Abstract集

      巻: - ページ: 1-2

  • [雑誌論文] 嚥下機能評価のための頸部曲面の動態解析2015

    • 著者名/発表者名
      三浦 俊明, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

      巻: - ページ: 827-830

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 時系列2次元オプティカルフロー場の分離および自己運動の分類2015

    • 著者名/発表者名
      久原 裕貴, 酒井 智弥
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

      巻: - ページ: 548-553

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 肺聴診音のスパースモデリング2015

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥, 喜安 千弥, 宮原 末治
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

      巻: - ページ: 534-538

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optical measurement and analysis of neck surface deformation for swallowing function evaluation2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Miura, Tomoya Sakai, Misako Higashijima
    • 雑誌名

      International Conference on Ubiquitous Healthcare (u-Healthcare 2015) Extended Abstracts

      巻: - ページ: 31

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] スパース構造を活かすセンシングと高次元データ解析2016

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会宇宙・航行エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      長崎県美術館(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-01-21 – 2016-01-22
    • 招待講演
  • [学会発表] 時系列オプティカルフロー場のスパースモデリング2016

    • 著者名/発表者名
      久原 裕貴, 酒井 智弥
    • 学会等名
      電気学会研究会知覚情報研究会
    • 発表場所
      名桜大学(沖縄県名護市)
    • 年月日
      2016-01-08 – 2016-01-09
  • [学会発表] Sparse modeling of lung sounds and their separation by convex optimization2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai, Senya Kiyasu, Sueharu Miyahara, Yasushi Obase
    • 学会等名
      International Meeting on High-Dimensional Data Driven Science (HD3-2015)
    • 発表場所
      メルパルク京都(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical measurement and analysis of neck surface deformation for swallowing function evaluation2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Miura, Tomoya Sakai, Misako Higashijima
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Ubiquitous Healthcare (u-Healthcare 2015)
    • 発表場所
      近畿大学(大阪府東大阪市)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] 嚥下機能評価のための頸部曲面の動態解析2015

    • 著者名/発表者名
      三浦 俊明, 酒井 智弥
    • 学会等名
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-29
  • [学会発表] 時系列2次元オプティカルフロー場の分離および自己運動の分類2015

    • 著者名/発表者名
      久原 裕貴, 酒井 智弥
    • 学会等名
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-29
  • [学会発表] 肺聴診音のスパースモデリング2015

    • 著者名/発表者名
      酒井 智弥, 喜安 千弥, 宮原 末治
    • 学会等名
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-29
  • [学会発表] 時系列オプティカルフロー場の低ランク+スパースモデルについて2015

    • 著者名/発表者名
      久原 裕貴, 酒井 智弥
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2015)
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-07-27 – 2015-07-30
  • [学会発表] Separating background and foreground optical flow fields by low-rank and sparse regularization2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Sakai, Hiroki Kuhara
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP 2015)
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2015-04-19 – 2015-04-24
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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