空飛ぶロボットのつくりかた

ロボットをつくるために必要な技術をまとめます。ロボットの未来についても考えたりします。

パターン認識のお勉強(11)

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参考: 2014/5/29 東大相澤山崎研勉強会:パターン認識とニューラルネットワーク,Deep Learningまで

やりたいこと

パターン認識について学ぶ

教科書

CG-ARTS | 書籍・教材

目次

プロトタイプ法による識別

特徴空間においてテスト画像から各クラスのプロトタイプまでのユークリッド距離を測り、最も近いクラスにテスト画像を識別する。

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参考: 「わかりやすいパターン認識」 第1章:パターン認識とは - ppt download

クラスの分布を考慮した識別

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参考:

NN法とkNN法

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参考:

kd-tree法

バックトラック: survey/kdtree.md at master · komi2/survey · GitHub

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参考: Scalable nearest neighbor algorithms for high dimensional data

ハッシングによる近似最近傍探索

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参考: 情報システム基盤学 基礎1 アルゴリズムとデータ構造 - ppt download

アダブースト

複数の識別器を組み合わせて一つの強力な識別器を学習するアンサンブル学習の一つ

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参考:

リアルアダブースト

ハードマージンSVMサポートベクターマシン

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参考:

ソフトマージンSVM

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参考:

カーネルトリック

高次に写像しながらも、写像の計算を避けるテクニックをカーネルトリックと呼ぶ。

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よく使用されるカーネル関数

  1. ユークリッド内積

  2. 多項式カーネル

  3. RBFカーネル

参考:

1対他分類器による多クラス識別

ニューラルネットワーク

robonchu.hatenablog.com

robonchu.hatenablog.com

深層学習

robonchu.hatenablog.com

ランダムフォレスト

学習サンプルをランダムサンプリングにより作成したサブセットごとに決定木を構築し、複数の決定木の結果を統合して識別する。

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参考:

階層的クラスタリング

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参考: クラスター分析の手法②(階層クラスター分析) | データ分析基礎知識

k-means法

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参考:

主成分分析

robonchu.hatenablog.com

robonchu.hatenablog.com

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参考:

線形判別分析

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参考:

部分空間法

SELFIC法

主成分分析で低次元化した特徴空間でクラスの近さに基づく識別を行う方法

CLAFIC法

主成分分析を用いて、クラスごとに入力画像群をよく表現する低次元な特徴空間を求め、その特徴空間をパターン学習の結果とみなす方法

参考:

KL展開:

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参考:

顔検出と顔識別

顔画像の特徴量:Haar-like特徴量

参考:

顔識別の方法

  1. 顔の局所領域においてローカルバイナリパターンのヒストグラムを作成する

  2. このLBPヒストグラムを用いて、NN法により最も類似している登録画像を求める

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参考: OpenCVで物体検出器を作成③ LBP特徴【開発会社プロフェッサ】

人検出

人の輪郭形状を捉える勾配方向ヒストグラムをもとにしたHOG特徴量が利用される

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参考: 局所特徴量と統計学習手法による物体検出

画像検索

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参考: Visual Wordsを用いた類似画像検索 - 人工知能に関する断創録

人体姿勢推定

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参考:

所感

このあたりはSOTAな深層学習手法のほうがはるかに精度は高そう。

実際に構築するときは、計算コストとのトレードオフで適切な手法を選択していきたい。