氏名(本籍)
学 位 の 種 類
学位授与番号
学位授与 日 付
専 攻
学位論文題 目
学位論文審査委貞
大
博
紘判
工
(
田
士
高(愛知県)
甲第 391 号
平成 22 年 3 月 25 日
電子情報システム工学専攻
画像理解に有効な特徴抽出過程の研究
(Re8earChofe飴ctivefeatureextractionprocessforinageunderstanding)
(主査)速 水 悟
(副査)池 田 尚 志 山 本 和 彦
論文内容の要旨
古くからコンピュータビジョンは知的フロンティアに位置しているが､近年では工場での使用をはじめ
にデジタルカメラやロボット､セキュリティなどの分野において多くの製品が登場し､研究開発も進んで
いる｡この背景には､多くの要素があると考える｡第一には､電子デバイスの発展に伴いコンピュータが
非常に安価かつ高機能になった｡第二には､デジタルカメラが登場し､簡単にコンピュータに取り込める
ようになり､またこちらも電子デバイスの発展によって安価かつ高機能なものが簡単に入手できるように
なった｡.第三には､上記の二つに関連しているが簡単にコンピュータビジョンのシステムが構築できるよ
うになり､研究しやすい分野になってきた｡第四には研究が行いやすい分野になったことにより､コンピ
ュータビジョンで何ができるかについての議論が進み､多くの人がその間題に対して解決できるようにな
ってきた｡このような背景の中で､今後もコンピュータビジョンの技術が搭載した製品の研究･開発が進み､
より便利な商品の登場が期待されている｡
今後､身近になってきたコンピュータビジョンが利用される分野としてコンピュータと人間の間をつな
ぐインターフェイスが考えられる｡これまで多くのインターフェイスが提案されてきた｡しかし､これら
のインターフェイスは､処理し易いようにコンピュータを中心にシステムが構築されてきた｡コンピュー
タ中心としたものでは､人間がその場で手にしたい情報がコンピュータ使用しない限りは得ることができ
ないという人間にとっては不便なものである｡そのため､今後はコンピュータ中心から人間を中心とした
インターフェイスの構築が行われる必要があると考える｡そのためには､コンピュータは人間が使用して
いる情報から情報を得る必要がある｡人間は外界から8割程度は眼から情報を得ることがいわれており､
その同じ枠組みを使用するためにもコンピュータビジョンの技術は重要である｡このような考えから今後
はもっと一般的な環境下いわゆる人間が暮らしている環境での動作するシステムに搭載するコンピュータ
ビジョン技術､その中でも特にパターン認識の研究が更に必要となると考える｡
パターン認識をコンピュータにより行う基本的な流れとしては､まず､コンピュータに入力データを取
り込み､その後前処理をしてノイズ除去や二倍化､フィルタ処理､正規化を行う｡そして､特徴抽出を行
い､識別器によりあらかじめ決められたクラスの中から一つ選択し､選択した結果を出力する｡認識の精
度においてこの中では特徴抽出が一番重要になる｡
そこで､本論文では認識結果に一番重要な特徴抽出に着目した｡.特徴抽出は､確かに新しいフィルタや
マスクなどが提案されることが多い｡しかし､我々は新しい方法を提案するのでは､特徴が抽出されるま
での過程に注目した｡本論文では､その抽出過程の違いによる認識率への影響を様々な状況における実験
によって検証した｡
具体的には次に示す二つの課題に取り組んだ｡ひとつ目として､パターン認識の基本的な技術を用いて
エンターテイメントの世界におけるコミュニケーションの向上を図る全体システムの提案をする｡これま
でのエンターテイメントロボットは､様々なアミューズメント施設で稼動しているが､基本的には決めら
れた動作しか行えないプレイバックロボットであった｡本論文では､人間同士がまずコミュニケーション
として最初に行うアイコンタクトの行動に着目した｡そこで､エンターテイメントロボットに人物の正面
顔認哉システムを搭載することで､ロボットと人間のアイコンタクトを実現し､人物の追跡実験において
良好な結果を示す｡また､全体のシステムを製作し､人物を追跡することに成功した｡
文字認識において解像度の高くない1枚の静止画像からは人間の眼でも判読が難しい問題に対して映像
を使用することによって認識する手法について提案する｡文字認識は古くから研究されており文字の特徴
抽出方法はこれまで多く研究されてきている｡本論文では､新しい特徴抽出方法を提案するのではなく､
特徴抽出を行う過程に注目した新たな特徴抽出過程を提案する｡そして､この過程の違いによって生ずる
特徴の違いを理論的に解明し､本論文で作成した理想的な画像データベースに対して実験し､新たに提案
する特徴抽出過程が良好な結果を得たことを示す｡また､現実空間での使用を考えて基礎的な実験や実際
のカメラ映像を使用した実験においても本論文で提案する特徴抽出過程が良好な結果を得たことを示す｡
･45-論文審査結果の要旨
本論文は､画像理解においてこれまで研究されてきた新しい特徴抽出方法を提案するというわく組では
なく.､特徴抽出を行う過程に注目した研究の報告である｡実世界の多様性の問題を解決する上で､このよ
うな特徴抽出過程を扱った研究として意義が大きい｡
コンピュータビジョンが利用される分野としてコンピュータと人間の間をつなぐインターフェイスが考
えられる｡これまで多くのインターフェイスが提案されてきた｡しかし､これらのインターフェイスは､
処理し易いようにコンピュータを中心にシステムが構築されてきた｡コンピュータを中心としたものでは､
人間がその場で手にしたい情報がコンピュータ使用しない限りは得ることができないという人間にとって
は不便なものである｡そのため､今後はコンピュータ中心から人間を中心としたインターフェイスの構築
が行われる必要があると考える｡そのためには､コンピュータは人間が使用している情報から情報を得る
必要がある｡人間は外界から8割程度は眼から情報を得ることがいわれており､その同じ枠組みを使用す
るためにもコンピュータビジョンの技術は重要である｡このような考えから今後はもっと一般的な環境下
いわゆる人間が暮らしている環境での動作するシステムに搭載するコンピュータビジョン技術､その中で
も特にパターン認識の研究が更に必要となると考える｡
パターン認識をコンピュータにより行う基本的な流れとしては､まず､コンピュータに入力データを取
り込み､その後前処理を行って､ノイズ除去や二値化､フィルタ処理､正規化を行う｡そして､特徴抽出
を行い､識別器によりあらかじめ決められたクラスの中から一つを選択し､選択した結果を出力する｡藩
識の精度においてこの中では特徴抽出が一番重要になる｡
本論文では認識結果に一番重要な特徴抽出に着目している｡特徴抽出は､新しいフィルタやマスクなど
が提案されることが多い｡本論文では､新しい方法を提案するのではなく､特徴が抽出されるまでの過程
に注目している｡その抽出過程の違いによる認識率への影響を様々な状況における実験によって検証した｡
具体的には次に示す二つの課題に取り組んだ｡ひとつ目として､パターン認識の基本的な技術を用いて
エンターテイメントの世界におけるコミュニケーションの向上を図る全体システムを提案した｡これまで
のエンターテイメントロボットは､様々なアミューズメント施設で稼働しているが､基本的には決められ
た動作しか行えないプレイバックロボットであった｡本論文では､人間同士がまずコミュニケーションと
して最初に行うアイコンタクトの行動に着目した｡そこで､エンターテイメントロボットに人物の正面顔
認識システムを搭載することで､ロボットと人間のアイコンタクトを実現し､人物の追跡実験において良
好な結果を示した｡また､全体のシステムを製作し､人物を追跡することに成功した｡
文字認識において解像度の高くない1枚の静止画像からは人間の眼でも判読が難しい問題に対して､映
像を使用することによって認識する手法について提案している｡文字認識は古くから研究されており文字
の特徴抽出方法はこれまで多く研究されてきている｡本論文では､新しい特徴抽出方法を提案するのでは
なく､特徴抽出を行う過程に注目した新たな特徴抽出過程を提案した｡そして､この過程の違ヤ､によって
生ずる特徴の違いを理論的に解明し､本論文で作成した理想的な画像データベースに対して実験し､新た
に提案する特徴抽出過程が良好な結果を得ることを示した｡また､現実空間での使用を考えての基礎的な
実験や実際のカメラ映像を使用した実験においても本論文で提案する特徴抽出過程が良好な結果を得た｡
最終試験結果の要旨
本論文は､画像理解において従来の研究で行われてきた新しい特徴抽出方法というわく組みではなく､
特徴が抽出されるまでの過程に注目している｡画像理解の研究のわく組みにおいて､新しい視点を提示し
たものとして評価できる｡
本論文は､エンターテイメントロボットの人物追跡実験や､低解像度の文字認識実験によって､提案す
る特徴抽出過程の有効性を示している｡エンターテイメントロボットにおいては､人間同士がまずコミュ
ニケーションとして最初に行うアイコンタクトの行動に着目し､人物の正面顔認識システムを搭載した｡
実際に動作するシステムとして､全体を実装し､人物を追跡することに成功している｡また､文字課識に
おいては､低解像度の動画像から特徴抽出する過程について新たなアプローチを提案している｡
論文内容に関する質疑応答も適切であり､関連分野における知識も十分であると認められた｡また論文
内容は､学術誌への論文掲載および国際会議の抄録等として適切に発表されている｡
以上の点から､論文提出者は学位授与の基準を満たしていると判断し､最終試験の結果を合格とした｡
-46一
