JP2008009893A - パラメータ学習方法及びその装置、パターン識別方法及びその装置、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 それぞれが属するクラスと対応付けられた複数の学習データを入力し(ステップS101)、前記複数の学習データの各々において、特定のk個(k≧1)の部分について部分ごとに要素の総和値を算出する(ステップS103)。前記複数の学習データの各々を、算出した前記k個の総和値を要素とするベクトルとして、該k個の総和値によって張られるk次元特徴空間に写像し(ステップS104)、写像された各学習データとその属するクラスとに基づいて、当該k次元特徴空間において、入力データを前記複数のクラスに分類するためのパラメータを学習する(ステップS107〜110)。
【選択図】 図1
Description
本発明の第1の実施形態として、入力データとして2次元画像データを用い、その画像データが、ある特定のカテゴリであるかどうかを識別するパターン識別方法に用いるパラメータ学習方法、及びそれを用いたパターン識別方法を示す。このパターン識別方法は、つまり入力された画像データを、特定のカテゴリであるというクラスと、特定のカテゴリではないというクラスの2クラスに分類する方法である。
第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、入力データとして2次元画像データを用いた2クラス分類のパターン識別を行なう。その際、ブースティング手法(詳細については、非特許文献4を参照)を用いて構築する複数の弱判別器の組み合わせにより、さらに高精度なパターン識別に用いるパラメータ学習方法、及びそれを用いたパターン識別方法を示す。
第3の実施形態は、上記第2の実施形態の変形として、第2の実施形態と同様に、入力データとして2次元画像データを用いた2クラス分類のパターン識別を行う。その際に、ブースティング手法を用いて構築する複数の弱判別方法の組み合わせによる、さらに高精度なパターン識別に用いるパラメータ学習方法、及びそれを用いたパターン識別方法を示す。
第4の実施形態では、上記第2の実施形態の変形として、入力データとして2次元画像データを用い、その画像データが、所定のカテゴリの何れに属するか、若しくは何れにも属さないか識別する。つまり入力された画像データを、複数の所定のカテゴリであるというクラス、もしくは何れのカテゴリでもないクラスに分類する、多クラス分類のパターン識別を行う。そこで、ブースティング手法を用いて構築する複数の弱判別方法の組み合わせによる、パターン識別に用いるパラメータ学習方法、及びそれを用いたパターン識別方法を示す。
105 ベクトル化データのデータベース
307 識別用パラメータのデータベース
403 学習パターンのデータベース
406 ベクトル化データのデータベース
506 識別用パラメータのデータベース
603 学習パターンのデータベース
606 ベクトル化データのデータベース
706 識別用パラメータのデータベース
803 学習パターンのデータベース
806 ベクトル化データのデータベース
903 識別用パラメータのデータベース
1201 CPU
1202 RAM
1203 ROM
1204 キーボード
1205 ディスプレイ
1206 HDD
1207 通信I/F
1208 バス
Claims (18)
- 入力データを複数のクラスに分類するためのパラメータ学習方法であって、
それぞれが属するクラスと対応付けられた複数の学習データを入力する学習データ入力ステップと、
前記複数の学習データの各々において、特定のk個(k≧1)の部分について部分ごとに要素の総和値を算出する算出ステップと、
前記複数の学習データの各々を、算出した前記k個の総和値を要素とするベクトルとして、該k個の総和値によって張られるk次元特徴空間に写像する写像ステップと、
前記k次元特徴空間に写像された各学習データとその属するクラスとに基づいて、当該k次元特徴空間において、入力データを前記複数のクラスに分類するためのパラメータを学習する学習ステップと
を有することを特徴とするパラメータ学習方法。 - 前記パラメータは、前記k次元特徴空間における線形識別関数及びクラス間境界を規定する値を含むことを特徴とする請求項1に記載のパラメータ学習方法。
- 前記学習ステップにおいて、前記学習データの持つ重みに応じた学習を行うことを特徴とする請求項1に記載のパラメータ学習方法。
- 前記重みを更新して前記学習ステップを繰り返し実行することで、複数のパラメータを得ることを特徴とする請求項3に記載のパラメータ学習方法。
- 前記写像ステップにおいて、前記k個の総和値を、前記学習データの統計量または前記k個の部分のそれぞれの大きさの、少なくとも1つに基づいて正規化することを特徴とする請求項1に記載のパラメータ学習方法。
- 前記学習ステップは、
前記k次元特徴空間に写像された学習データを非線形変換により新たな特徴空間に写像する第2の写像ステップと、
前記新たな特徴空間に写像された複数の学習データに基づいて、当該新たな特徴空間における線形識別関数及びクラス間境界を規定するパラメータを求めるパラメータ獲得ステップと
を有することを特徴とする請求項1に記載のパラメータ学習方法。 - 前記学習データをx、前記非線形変換をφ(x)とすると、関数K(x,x’)を用いて、φ(x)Tφ(x’)=K(x,x’)と表されることを特徴とする請求項6に記載のパラメータ学習方法。
- 入力データを複数のクラスに分類するパターン識別方法であって、
請求項1乃至7に記載のパラメータ学習方法により学習したパラメータを入力するパラメータ入力ステップと、
識別対象データを入力する対象データ入力ステップと、
前記識別対象データにおいて、前記k個の部分と同位置の部分ごとに要素の総和値を算出する第2の算出ステップと、
前記パラメータ入力ステップで入力されたパラメータと、前記第2の算出ステップで算出されたk個の総和値とを用いて、前記識別対象データが前記複数のクラスの何れに属するかを識別する識別ステップと
を有することを特徴とするパターン識別方法。 - 複数の弱判別方法による判別により、入力データを複数のクラスに分類するパターン識別方法であって、
前記複数の弱判別方法の少なくとも1つが、
請求項1乃至7に記載のパラメータ学習方法により学習したパラメータを入力するパラメータ入力ステップと、
識別対象データを入力する対象データ入力ステップと、
前記識別対象データにおいて、前記k個の部分と同位置の部分ごとに要素の総和値を算出する第2の算出ステップと、
前記パラメータ入力ステップで入力されたパラメータと、前記第2の算出ステップで算出されたk個の総和値とを用いて、前記識別対象データが前記複数のクラスの何れに属する可能性が高いかを出力する出力ステップと
を有することを特徴とするパターン識別方法。 - 前記複数の弱判別方法の組み合わせは、ブースティング手法を用いて構築することを特徴とする請求項9に記載のパターン識別方法。
- 前記ブースティング手法による複数の弱判別方法の組み合わせの構築において、前記k個の部分を用いる複数の弱判別方法の内、最も識別性能の高い弱判別方法を選択していくことを特徴とする請求項10に記載のパターン識別方法。
- 前記弱判別方法の1つにおける、前記複数のクラスの何れに属するかの可能性の高さに基づいて前記識別対象データを特定のクラスであると判定し、他の弱判別方法による判別を中断することを特徴とする請求項9に記載のパターン識別方法。
- 前記弱判別方法において、前記複数のクラスの何れに属するかの可能性に応じて、前記複数のクラスの何れに属するかの可能性の高さを示す累積値を更新するステップを有することを特徴とする請求項9に記載のパターン識別方法。
- 前記特定の部分が矩形領域であり、前記識別対象データの累積型データを生成する生成ステップを更に有し、
前記第2の算出ステップにおいて、前記累積型データを用いて前記総和値を算出することを特徴とする請求項8または9に記載のパターン識別方法。 - 入力データを複数のクラスに分類するためのパラメータ学習装置であって、
それぞれが属するクラスと対応付けられた複数の学習データを入力する学習データ入力手段と、
前記複数の学習データの各々において、特定のk個(k≧1)の部分について部分ごとに要素の総和値を算出する算出手段と、
前記複数の学習データの各々を、算出した前記k個の総和値を要素とするベクトルとして、該k個の総和値によって張られるk次元特徴空間に写像する写像手段と、
前記k次元特徴空間に写像された各学習データとその属するクラスとに基づいて、当該k次元特徴空間において、入力データを前記複数のクラスに分類するためのパラメータを学習する学習手段と
を有することを特徴とするパラメータ学習装置。 - 入力データを複数のクラスに分類するパターン識別装置であって、
請求項15に記載のパラメータ学習装置により学習したパラメータを入力するパラメータ入力手段と、
識別対象データを入力する対象データ入力手段と、
前記識別対象データにおいて、前記k個の部分と同位置の部分ごとに要素の総和値を算出する第2の算出手段と、
前記パラメータ入力手段により入力されたパラメータと、前記第2の算出手段により算出されたk個の総和値とを用いて、前記識別対象データが前記複数のクラスの何れに属するかを識別する識別手段と
を有することを特徴とするパターン識別装置。 - 複数の弱判別器を備え、該複数の弱判別器による判別により、入力データを所定のクラスに分類するパターン識別装置であって、
前記弱判別器の少なくとも1つが、
請求項15に記載のパラメータ学習装置により学習したパラメータを入力するパラメータ入力手段と、
識別対象データを入力する対象データ入力手段と、
前記識別対象データにおいて、前記k個の部分と同位置の部分ごとに要素の総和値を算出する第2の算出手段と、
前記パラメータ入力手段により入力されたパラメータと、前記第2の算出手段により算出されたk個の総和値とを用いて、前記識別対象データが前記複数のクラスの何れに属する可能性が高いかを出力する出力手段とを有する
ことを特徴とするパターン識別装置。 - 入力データを複数のクラスに分類するためのパラメータ学習方法をコンピュータに実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラムであって、
それぞれが属するクラスと対応付けられた複数の学習データを入力する学習データ入力ステップと、
前記複数の学習データの各々において、特定のk個(k≧1)の部分について部分ごとに要素の総和値を算出する算出ステップと、
前記複数の学習データの各々を、算出した前記k個の総和値を要素とするベクトルとして、該k個の総和値によって張られるk次元特徴空間に写像する写像ステップと、
前記k次元特徴空間に写像された各学習データとその属するクラスとに基づいて、当該k次元特徴空間において、入力データを前記複数のクラスに分類するためのパラメータを学習する学習ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータ読み取り可能なプログラム。
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