画像融合ベースのコントラスト強調

Image fusion-based contrast enhancement

EURASIP Journal on Image and Video Processing, pp.1-17, 2012

コントラスト強調の目的は,視覚的に画像の詳細の可視性を改善することである.このような画像全体の向上技
術は、全体を向上させる一方で、画像の全体的な内容の依存関係は、局所的な詳細を増強する能力を制限してし
まう.コントラスト強調では,画像の明るさに大きな変化をもたらし、飽和アーティファクトを引き合わせる。局所的なコントラスト強調では画像の細部を改善するが区画の不連続性やノイズが増え,不自然な画像になる.本論文ではこれらの欠点を解決するため融合ベースのコントラスト強調を提案する.融合ベースのコントラスト強調は,異なるコントラスト強調の欠点を克服するための情報を統合したアルゴリズムである.融合ベースのコントラストの強調では,多重解像融合において,人間の視覚システムのマルチチャンネル特性を考慮しラプラシアンピラミッド分解を用いて行われる.提案手法の性能はコントラスト,輝度,彩度を目視により評価する.
結果として,カラーバランスに影響を与えず,飽和アーティファクトを導入し,画像の強調の有用性を示し細部を
高めることがあきらかとなった。

20150723 ygoto

様々な照明条件下で長時間の読み取り作業に電子媒体を使用した場合のパフォーマンスと視覚疲労

Reading performance and visual fatigue when using electronic paper displays in long-duration reading tasks under various lighting conditions

Displays, Vol.34, Issue 3, pp.208-214

本研究では,周囲の照度や光源が長時間の読み取り作業中における参加者のパフォーマンスや視覚疲労に与える影響が,3種類の電子媒体を使用することで調査された.電子媒体での読み取りもまた,紙媒体での場合と比較された.実験1では,テキストの表示される範囲が表示媒体で同一とされる読み取り作業を参加者100名が行う.結果は,参加者の視覚パフォーマンスや視覚疲労が異なる電子媒体や周囲の照度条件そして光源の間で有意差をもたないことを示した.実験2では,テキストを表示するためにそれぞれの電子媒体で十分に大きな画面が使用され,別の参加者60名が同じ読み取り作業を行った.結果は,読み取り速度が異なる電子媒体や周囲の照度レベルにわたって有意に異なることを示した.読み取り速度は,小さい画面の媒体の方が遅く,周囲の照度があがるにつれて早かった.重要なフリッカー融合頻度の変化が周囲の照度レベルにわたって十分に異なった.電子媒体の使用による影響が議論されている.

20150706 htanaka

視覚対象に対する注意が探索効率に与える影響

The effects of visual search efficiency on object-based attention

Attention, Perception and Psychophysics, Vol.77, Issue 5, pp.1544-1557

視覚対象への注意の優先順位付け仮説は,自動空間勾配や順応性のある戦略的な選択(優先順位付け) から成る
2 段階の選択過程を示唆する.視覚対象への注意における2 段階のうちの優先順位付けは,被験者が表示された目
標刺激を探索する順序を決定づける.その戦略的な過程は,多くの場合,優先順位付けの視覚探索に例えられて
いる.2 つの視覚対象の枠組みを変えていき,それをより広い範囲の視覚探索の表示に置くことによって,私たち
は優先順位付け探索がどのように探索効率に影響されるのかを検証した.手かがりとなる視覚対象に配置されて
いる目標刺激や視覚対象の外側にある目標刺激の両方を調査することによって,視覚対象の周囲にある刺激の優
先順位付けは探索方法によって強く影響を受けることがわかった.しかし,優先順位付けの順序は探索方法によっ
て影響を受けない.データはまた,標準的な空間視覚探索と視覚対象への優先順位付け探索は異なるメカニズム
に依拠するという証拠を示す.これらの結果は,視覚探索や視覚対象への選択の方法の相互作用に対する見識を
示し,視覚対象への注意による探索効率の調整結果を定義するのに役立つ.

20150724 htanaka

意識的および無意識の同期-前頭前皮質と意識の影響

Conscious and Subconscious Sensorimotor
Synchronization-Prefrontal Cortex and the In uence of Awareness

NeuroImage, vol.15, pp.345-352, 2002

現代の神経科学において最も魅力的な課題の一つは,行動上の意識の影響である.私たちは局所的な脳血流量の測定値から,聴覚のリズムが変化した時の意識的,無意識的な運動の調整と前頭前野の相関を検討した.無意識のレベルでは,運動の調整は,両側の腹内側前頭皮質を使用して行われた.変化の性質に気付かない変化の認識では,背外側前頭前野の活性ではなく,腹側前頭前野と運動前野が活性した.リズムのパターンを変更した時の意識的な運動の調整は, 前部帯状回と背外側前頭前皮質が顕著に関係していることを示した.これらの結果は,腹側前頭前野の領域が無意識のうちに運動の調整に関与する一方で,運動のの計画を含む完全に意識的な運動制御が背外側前頭前野に関与していることを示した.

20150724 murakami

Linked Open Data の使用法(パターンとメトリック)の学習

Learning from Linked Open Data Usage : Patterns Metrics
Web Science Conference 2010

LinkedOpenDataのクラウドは,数年前から継続的に成長してきたが,リンクされたデータ利用の特定の機能についてはほとんど分かっていない.よって,LinkedDataの利用法の理解が重要である.これがモチベーションとなり,我々は典型的なリンクされたデータの利用概要を説明し,従来のサーバ解析とその派生要件を対比する.その後,我々は,4つの普及しているLODデータセットのアクセスログの深さ分析を通じて見つかった使用パターンを報告する.最後に,私たちは分析で見つかった使用パターンに基づいて,我々はアカウントの異なるエージェントの種類とリソース表現を考慮して,人と機械の観点からLinkedDataの使用を評価するための評価指標を提案する.

20150724 wada

連続ウェーブレット変換をベースとしたパターンマッチングによる質量スペクトルピーク検出精度の向上

Improved peak detection in mass spectrum by incorporating continuous wavelet transform-based pattern matching

Du Pan,Warren A. Kibbe,Simon M.Lin,”Improved peak detection in mass spectrum by incorporating contin-
uous wavelet transform-based pattern matching.” Bioinformatics Vol.22,No.17,2006,pp.2059-2065.

モチベーション:現在のピーク検出アルゴリズムは質量分析(MS)スペクトルにおけるノイズが偽陽性の割合を高めるという課題が存在する.偽陽性の割合は小さな振幅を持つピークを検出する際にとりわけ問題となる.通常ピーク検出前に様々なベースライン補正アルゴリズムや平滑方法が用いられる.しかし,この手法はベースライン補正や,平滑化に影響を受けるため,計測と解析結果との間にピークの矛盾が生じる.結果:ほとんどのピーク検出のアルゴリズムは,ピークの形状を無視し,単に振幅をもとにピークを決定する.私たちの手法では,真のピークは特徴的な形を持ち,フィットの程度を表す係数を与えるshape-matching関数を用いることで,よりロバストなピーク検出を行うことができる.連続ウェーブレット変換を用いたピーク検出アルゴリズムは様々なスケールと振幅を用いてピーク検出を行う手法である.スペクトラムをウェーブレット空間に変換することにより,パターンマッチング問題は単純化され,さらにピーク検出とスパイクノイズや有色雑音から信号を分離することが可能である.この変換はSN比の影響を向上させる.また,ピーク検出の前処理としてベースライン補正や平滑処理を必要とせず,様々な状況下においてロバスト性を向上させることが可能である.この手法を評価するためにポリペプチドの位置を表したSELDI-TOFspectraを用いた.そして一般的に用いられる2種類の既存のピーク検出手法と比較を行った.その結果,連続ウェーブレット変換をベースとしたアルゴリズムは偽陽性率を低く抑えながら、CWTベースのアルゴリズムは、強弱両方のピークを識別することが示された.
入手先:このアルゴリズムはR とBioconductor プロジェクトから入手することができる.

20150724_tsato

カーネルマシンの動的時間伸縮に関する研究

A Study on the Dynamic Time Warping in Kernel Machines
Signal-Image Technologies and Internet-Based System,2007.SITIS’07.Third International IEEE Conference on

動的時間伸縮(DTW)は広く,順次パターンマッチングに使用される最先端の距離尺度であり,そのマッチングは,弾性と堅実であるため,ほとんどの場合,ユークリッド距離よりも優れている.これはガウスRBFカーネルにユークリッド距離のためのDTW距離を代入し,最先端の分類器のサポートベクターマシン(SVM)のシーケンス分類のためにそれをプラグインする魅力によるものである.しかし,DTWは,カーネルマシンに対してユークリッド距離よりも性能が優れているとは言い難い.反例として数値DTWはSVMによる許容可能な正定値対称(PDS)ではないことを証明することはできるが,ほとんどの場合,理論的にPDSにすることはできないことが知られている.本稿ではDTWカーネルを分析し,PDSのカーネルと再生核ヒルベルト空間(RKHS)との間の接続を介しての理論的証明を完了する.本実験の分析では,その逆は真ではないが,すべてのHilbertianメトリックは,ガウス形でPDSカーネルに変換することができるためより良い理解につながる.証明として,弾性マッチング距離がPDSのカーネル(例えば、編集距離)を構築する資格はないと結論するように拡張することができる.実験は,SVM分類ではRBFカーネルとDTWカーネルを比較するために実施し,その結果,単純なユークリッド距離がカーネルマシンにDTWよりも優れていることを示している.

20150724_jnishida

疾患オントロジー:疾患セマンティック統合のための考え方

Disease Ontology: a backbone for disease semantic integration
Nucleic Acids Research, 2012, Vol. 40, Databases issue

疾患オントロジー(以下DO)データベース(http://disease-ontology.org)は,遺伝や発育,後天的なヒトの疾患に関する8043の総合的な知識ベースを表現している.DOWebブラウザは,グラフデータベースを用いることにより,速さや効率,堅牢性を兼ね備えている.Luceneを用いた,フルテキストのコンテキスト検索機能には,名前や同義語,定義やDOIDなど複雑ブール検索文字列との相互参照(外部参照)を照会することができる.DOセマンティックは,MexhやICD,NCIのシソーラスの統合及び,SNOMEDCTやOMIM疾患特異的用語と識別子の大規模なクロスマッピングを通して,疾患や医療語彙を統合している.DOは,生物医学オントロジー,実験因子オントロジー,インフルエンザオントロジーのヒト疾患の標準表現として,主要な生物医学データベース,およびDO,MeSHやOMIMとの存在論のクロスマッピングリソースとして,利用されている.DOプロジェクトは,ヒト疾患のレンズを通して医療データ生物遺伝子と病気を繋げているオープンソースのツールに組み込まれている.DOのWebブラウザは,生物医学的情報のクロスマッピングと一緒にDOの拡張関係と論理的な定義表現を統合する.

20150724kmishima

網膜画像分析のための画像処理技術とデータマイニング技術を適用した網膜血管セグメンテーション.眼底画 像における網膜セグメンテーション

Retinal blood vessel segmentation employing image
processing and data mining techniques for computerized
retinal image analysis. Retinal blood vessel
segmentation in fundus images

Biocybernetics and Biomedical Engineering Volume 35, Issues 2, July 2015, Pages 1-17

網膜症や閉塞など,ほとんどの網膜疾患は眼底画像の網膜脈管構造において示される変化によって同定する事
が可能である.従って,網膜の血管のセグメンテーションは検出の補助となる.血管のマニュアルセグメンテー
ションは専門知識が必要になる.血管はわずか数ピクセルの幅であり,眼底画像のスパン全体を通してほぼ拡張す
る事は非常に手間と時間のかかる作業である.これを改善するための計算手法を採用する事により,効率的な網
膜の分析に役立つと考えられる.本研究で提案されている手法は,画像の前処理,教師あり学習,教師なし学習
および画像の後処理技術を順位適用している.画像のトリミング,色変換,色チャネル抽出,コントラスト強調,
ガボールフィルタと半端整流を順次前処理段階として適用する.前処理を行った画像から特徴ベクトルを形成し,
特徴ベクトルに対して主成分分析を行う.主成分分析の結果に対して血管または非血管クラスタのグループの画
素のいずれかとしてk-means クラスタリングを実行する.二つのグループのうち同定された非血管のグループは
集合分類処理を行うが,さらに処理を行うと非血管のような血管の誤分類を高める可能性があるため,血管のグ
ループをそれ以上処理を行わない.得られたセグメント化された画像は,クラスタリング及び集合分類処理の結果
を組み合わせることによって形成される.前のフェーズからセグメント化され,出力された血管は,モルフォロ
ジー演算によって後処理が行われる.提案手法は公的に利用可能なドライブデータベースからの画像によって検
証される.提案手法は既存の血管セグメンテーション技術と同等の95.36%の精度である.

Retina Blood vessels Gabor filtering Classification Clustering Fundus images

大腸内視鏡NBI 画像データにおけるポリープの自動領域分割

Automatic Segmentation of Polyps in Colonoscopic Narrow-Band Imaging Data
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. 59, No. 8, pp.2144{2151, 2012

大腸癌は世界中において癌の中で3 番目に多い癌である.しかし,この疾患は大腸内視鏡検査において前駆体
の腺腫性ポリープを検出,切除することにより予防することができる.大腸内視鏡検査の間,内視鏡医は大腸ポ
リープを探す.過形成ポリープは良性であるが,腺腫性ポリープは癌化する可能性がある.したがって,検出され
たポリープを全て切除し,組織検査へ送るのが一般である.しかし,過形成ポリープを取り除くことは患者に不
必要なリスクをもたらし,組織検査にも不必要なコストがかかる.本稿では,我々は教帯域観察(NBI)に基づく
新たな光学的生検アプリケーションの初めの部分の開発を行った.自動システムへの障害はポリープ分類のアル
ゴリズムが手動での領域分割を必要としていることであるため,我々は大腸NBI データにおいて自動的にポリー
プの領域分割を行った.我々はgPb-OWT-UCM アルゴリズムの拡張であり,境界検出および領域分割の最新の
アルゴリズムであるShape-UCM アルゴリズムを提案する.Shape-UCM はポリープの形状に関する事前知識を
含めることによりgPd-OWT-UCM における固有スケール選択問題を解決する.Shape-UCM の性能は従来の手
法より優れており,87 枚の画像のテストセットにおいて92%の特異度,71%の感度,88%の精度であった.

20150722 hayashinuma