2022年卒論生成果物
【目次】
自主自立.自分で考え,行動することを大切にして下さい
研究は,「不可能だったこと,難しかったこと」を「可能にする,簡単にする」ことへのチャレンジ. 卒業研究の1年間で,卒業研究の専門分野,研究力,基礎力の成長にチャレンジする.
主な活動:卒業論文の提出と卒業研究発表(12月の予定),中間発表(7月の予定), 学会発表(10月,3月予定)にもチャレンジする.
先輩の卒業論文: 別ページに載せている(大学内のPCから有線LAN経由でのみアクセス可能.無線LAN経由のアクセスはできない).
金子 邦彦(かねこ くにひこ)
研究室ホームページ: https://www.kkaneko.jp/index.html
実績:
科研費多数,研究費のべ1億円以上,論文等数十,教科書3冊,授業担当のべ約20以上,学会や国レベルの委員等の実績,卒論・修論・博士論文実績数十名以上,
次の研究分野から,学生と指導教員の相談により仮テーマを決める.
その後,各自が,自主的に調査,実験を行う.そして,各自の考察結果により, 卒業研究テーマは深まったり,変化したりするモンド絵ある.
対象:物体,ポーズ,顔,手の指,足の指,形,テクスチャ,運動,街角,人流,交通流,集団
行うこと:実態の把握,集団行動の把握,状況の把握,判断,情報共有,分析,かすかな変動の検知,異常の検知など
対象:建物,オフィス,公共空間,交通,地形,河川
行うこと:シミュレーション,予測,行動の誘導,不測の事態を予測する
対象:3次元データ,学習済みデータ,モデルデータ
行うこと:実世界のデジタル再現(デジタルツイン),AIの共同や,AIと人間の共同でのマネジメント.
【サイト内の関連ページ】
情報工学演習II: AI応用や3次元やデータベースに関する演習
AI応用については,授業「AI演習」がありますので,そちらでも学んでいただく.
週に1回の ZOOM 配信を予定.簡単な宿題が出ることがある.
人工知能,データサイエンス,3次元コンピュータグラフィックスについて.各自のカメラとマイクはオフ.Zoom の URL は電子メールで伝える.
不必要な欠席は望ましくないが, 他の用事がある場合にはそちらを優先すること.資料は,このページの「活動実績」のところに載せる予定.
週に1回の ZOOM 配信を予定.その他,さまざまな活動がある.
登校(全員集合)は,週に1,2,3回の予定.
活動内容は,各自で,研究テーマの考察,実験の計画と実験の実施,実験結果の考察という 卒業研究の実践.
不必要な欠席は望ましくないが, 他の用事がある場合にはそちらを優先すること.資料は,このページの「活動実績」のところに載せる予定.
気軽な気持ちでチャレンジする.楽しむ.
卒業研究の完成へ向けて,次の手順を踏んでいく.
卒業研究テーマは,学生と指導教員で相談して決定する. 卒業論文テーマの仮テーマを決めたら行動開始.各自で,パソコン等を用いて,実験を始める.実験では,実験データの保存,実験手順の記録がとても大切である(そのことは,「卒業研究の進め方,卒業研究の理念」で詳しく説明している.).
卒業論文のテーマの決め方は,このページの「卒業論文のテーマは,自主的に決定する」と「卒業論文のテーマを決めるために,各自で行って欲しいこと」で説明している.
卒業論文の進め方は,このページの「専門分野を実践的に学ぶために」と「研究力の向上のために」で説明している.
ポスター.
内容:仮テーマ.目標.現在までに自分が行ったこと(実験や調査など).既存の技術での調査と,既存の技術で何が足りないかの考察.実験で自分が用いた技術の説明.実験手順.実験結果.実験からの考察.結論.12月までの具体的な予定.グラフや図も付けること.
詳細(日時,ルール,ワードやパワーポイントファイルの書式)については, セレッソの「卒業研究2023」のコース(2023年4月開設予定)で案内があるので,待っていて下さい.
A4 で 1枚.
内容:中間発表の内容に加え,追加調査,追加実験を行い,そのことについても記載する.
中間発表のあとも,研究を自主的に発展充実することに時間を使う.
各自,パワーポイントで,学会発表を行う.発表のルール,マナーも学ぶ.特に時間厳守が大切である.
卒業論文(ワード)の提出,概要(約200文字)の提出,パワーポイントの作成と,各自プレゼンテーションの実施.
卒業論文の書き方は,このページの「卒業論文の書き方」で説明している.
卒業論文の詳細(日時,ルール,ワードやパワーポイントファイルの書式)については, セレッソの「卒業研究」のコース(2023年4月開設予定)で案内があるので,待っていて下さい.
各自,実験データを保存しておくこと.12月にいったん集める.
各自,パワーポイントで,学会発表を行う.
マスク着用.体調不良のときには投稿しない
進路については,就職,大学院への進学などがある.
【進路の考察】
【就職】
セレッソの「就職情報2023(情報工学科)」の URL: https://cerezo.fukuyama-u.ac.jp/ct/course_1079468
【福山大学大学院の情報処理工学専攻】
福山大学にも大学院がある. 大学院はさまざまな専攻があり,その1つに「情報処理工学専攻」がある.
金子邦彦研究室では,大学院においては, 企業さんとも連携した実製作,学会発表などでの体験や他大学学生との交流も 重視しているなど,有意義な活動ができる. 金子邦彦は,他大学での指導歴を含め,修士学生50名以上,博士学生数名の指導経験があり,指導には自信がある. 学生諸君には,楽しく学び成長できる場を与える.
コロナにおいても,みなさんが,安全に,効率よく,最大限学べるように工夫したいと考えている.
感染拡大防止は,極めて重要である.次のように行う.
楽しんで書いて欲しい.
卒業論文や学会発表に時間をかけることは,基礎力の向上のためにも極めて重要である.
卒業論文は,次のことに気をつけて,余裕を持って進めて下さい.
実験手順や調査手順の説明はとても大切. 良いやり方を数多く調べ尽くしておく.
実験のときに,必ず,実験手順の記録を残す.そのとき,実験風景の写真屋,画面のスクリーンショットなども一緒に残す.
根拠をもとに考察し,結論を導く.
実験からの考察については,このページの「4.7 実験からの考察で行うこと」で説明している.
FairFace: Face Attribute Dataset for Balanced Race, Gender, and Age for Bias Measurement and Mitigation, Proceedings of the IEEE/CVF Winter Conference on Applications of Computer Vision, pp. 1548-1558, 2021 ECCV 2020.
卒業論文や中間発表の日時,ルール,ワードやパワーポイントファイルの書式については,セレッソの「卒業研究2023」のコース(2023年4月開設予定)で案内があるので,待っていて下さい.
自主自立.自分で考え,行動することを大切にして下さい.そして, 仲間との助け合い,仲間を尊敬し,さまざまな価値観を受け入れることも大切にして下さい.
今まで自分が知らなかった最新の技術や手法を自主的に調べ,自分で,実際に動かし実験することを重視する.
専門分野を学ぶためのヒント,きっかけとして,指導教員は,皆さんに専門分野についての 最新の技術や手法を紹介し,教授し続ける予定である. (Zoom配信,週1回〜3回の予定.対面に変わる場合もある).資料は,このページの「5. 活動実績」のところに載せる. すべてを指導教員に教わるということではなく,自分で調べ,自分で,実際に動かし実験する, 計画も自分で立てる, 仲間と分かち合える部分は積極的に分かち合うことがとても大切である.
卒論生各自に気をつけて欲しい大切なこと.
人工知能応用(実世界のデジタル化,実世界のシミュレーション,人流や交通流や集団の挙動の把握,航空写真やドライブレコーダーからの実世界把握,人物や車両のデジタル化), センサー応用(3次元形状,テクスチャ,運動,挙動等のリアルタイム把握), データベース応用, 地図データベースに関する分野
「私が研究したいと思っている分野はちょっと違っているか?」と思ったとしても,実際には,卒業論文の分野に当てはまっている場合が多いので安心して欲しい(本当に違っている場合は,本人と相談の上,指導教員が勉強する,本人のテーマを調整するなどで対処する)
テーマを,自分自身で探求することはとても楽しいことである.
まず,「何を行いたいか」を考え抜いてほしい. 指導教員自身が,自分で行いたいと思っている活動を,参考のために載せておく.これらの中から選んでもよいし,自分で新しく考えてもよい.
研究テーマは,各自が,実験や調査での体験をもとに,自主的に見出すことにチャレンジする.指導教員は最大限支援する. 次をアドバイスとする.
テーマが決まった後も,テーマを変更,充実することはよくある. そして,テーマは難しすぎないこと(自分で解決できるもの),解決に完璧を追い求めないことにも気をつけて欲しい.
卒業研究では,実験からの考察が極めて大切である.実験からの考察には次のようなものがある.
考察には根拠があるはずである.根拠は記録しておき,あとでいつでも確認できるようにしておくという 習慣がとても大切である. そのために,実験のデータはとても大切なので,保存しておく. そして,実験手順も必ず記録しておく. (卒業論文では,実験手順の説明,データなどの根拠をもとにしての結論の説明がとても大切である). このことで,考察という「知」を他の人と分かち合うことになる.
基礎力は,論理的思考力,批判的思考力,考察力,先行研究などの調査力,緻密な記録を取る習慣,失敗を恐れない態度,柔軟な思考,課題発見力,失敗から課題を発見し解決に導く能力,考察には根拠を付ける習慣(データなどの根拠をもとに考察する能力),レポート作成,プレゼンテーション,研究倫理,自主性,積極性
基礎力の向上のため,次をアドバイスとする.
毎週火曜日,4時限
情報工学演習 II についてのビデオメッセージ: https://www.youtube.com/watch?v=h8hfbxvOT8I
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/1O9V9UwlWS-kJTQau42kIIcxyOpJQr5-G?usp=sharing
このページの1章を読み上げて説明
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/1hymsnPNkc0Ra3HfklhNEcSDWGbafQEx7?usp=sharing
このページの4章の前半部分を読み上げて説明
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/1HQ8pmFVJFq5uhBEfkBhRvsXaDUXssoo9?usp=sharing
このページの4章全体を読み上げて説明
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/1S55yEFiQpdIRdjWbdH0zzEYD5VAfklHd?usp=sharing
https://colab.research.google.com/drive/1oUtNxZsm81Bwm2dxblRF2a51bhkElFNz?usp=sharing
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/1mnRH7AKLhUryqK2ar7XgAffW-dHj7R-N?usp=sharing
6つの資料(pf-1 から pf-6),Python の基礎: https://www.kkaneko.jp/pro/pf/index.html
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com
「畳み込み」について説明動画: https://www.youtube.com/watch?v=AKQKrBrhxk8
CNN Explainer (ジョージア工科大学 Polo Club による), 畳み込み層などの仕組みをビジュアルに学ぶことができるサイト: https://poloclub.github.io/cnn-explainer/
PDFファイル: https://www.kkaneko.jp/ai/ni/3.pdf
パワーポイントファイル(PDF ファイルと同じ内容): https://www.kkaneko.jp/ai/ni/3.pptx
https://colab.research.google.com/drive/1QpShUUrOdWHAjkbb-BBuwg8iXmHXv3ff?usp=sharing
種々のデータセット: 参考資料 [PDF], [パワーポイント]
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/1qxh5l0iEPUm-QRTuEBSqBLd3V9KvqItK?usp=sharing
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/1E86OSq90AyI1z-ULE6hNoVmpCJ_7fCR8?usp=sharing
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/1T2ApSH2l8n448mmebwXgH8334sgrV6KK?usp=sharing#scrollTo=ZOQWNywHdAPU
ニューラルネットワークと顔情報処理の入門(各自での確認,復習のため)
Google Colaboratory のページ: https://colab.research.google.com/drive/13fXJ4f2dF-53YI_6i_rAJl17cuYuLE91#scrollTo=PAJ9H2QqRadE
2月末頃: ZOOM 配信開始予定
(まとめ)ドライブレコーダーなど,斜めに写っている画像は,セグメンテーションや3次元再構成の精度が劣る.工夫により精度改善を行う.
(まとめ)手振れや,振動のあるビデオ(手持ちカメラ,揺れの大きいドローン)は,そのままではAIでは扱いにくい.ITの力で揺れを取り除く.古くて劣化したビデオを活用したい場合もあるかもしれない.古くて劣化したビデオを,AIで,鮮明,高精細にすることも行う.その結果,3次元再構成したり,ビデオ内のオブジェクトの動きをとらえたりなどのAI処理が,より精度よくできるようにする.その結果の活用も行ってみる.
(まとめ)航空写真で,河川や野山の季節による植生の変化をとらえる.年に数回ほど,各所を撮影していただく.風景写真ではなく,川を見下ろす,土地を見下ろすような写真が望ましい.パノラマ撮影等を歓迎.植生の変化は,variational encoder,色の正規化,マッチングを行い,単に「変化している場所」を抜き出すだけでなく,従来難しかった「変化している量を数値で出す」ことにチャレンジしていただく.地道な撮影作業を含む.
(まとめ)スマートフォンや小型カメラ数台をネット化.データを一台のパソコンに集め,そこで,「顔の数を数える」,「顔認証を行う」といった AI 顔情報処理を動かす.AI, VidGear を使用.ITシステム作りとサービスデザインを行っていただく.
(まとめ)パソコンやスマホに話しかけると,「自動文字起こし」,「英語や日本語への翻訳」,「AIとの対話」を動かす.ChatGPT, OPT, whisper, DeepL API を使用.ITシステム作りとサービスデザインを行っていただく.調べごと,メモ代わり,グループ間のコミュニケーションのサポートでの AI活用,データベース活用.
専門知識:大規模言語モデル,コンテキスト
ディープラーニングで未来予測ができるシステムを研究開発する. Transformer の Encoder, Decoder を利用する.単純な未来予測と, 複数のデータを使った未来予測を行っていただく.(予測の対象として,ギャンブル,株価,為替の予測はさけていただく).交通渋滞のような,我々の社会の中での出来事の予測を行っていただく.
(まとめ)リアルなポーズを10種類以上.ご自身で演じていただき,そのポーズを,写真で撮影していただく(写真は,ネットでの公開前提).うまく3次元化するのは,どのように撮影したらよいだろうか.今後の普及を考えて,なるべく安価なありふれた機器で済ませていただきたい.3次元ソフトウエア Meshroom,Blender 等を利用.3次元のアニメーションで再現するまで.地道な撮影作業,調整を含む.AIの姿勢推定技術を活用.
(まとめ)地道な現地調査になる.福山の観光名所数か所か所を,交通費自己負担で巡っていただき,3次元化することからスタート.福山市の3次元のデータ(建物,地形)は既存のものがあるので,そのまま利用するのだが,建物に色が付いていないなど,実際のビジネスに使うには物足りない.建物の色や,背景などをリアルに再現いただきたい.そのため,写真を,立体に張り付ける作業になるが,作業が完全自動化(人間は楽)できるように目指していただく.サービスデザイン,ビジネス応用を念頭においていただく
【サイト内の関連ページ】 TerreSculptor 2.0 のインストールと動作確認(地形生成), Blender のインストール
資料, 対話システム,chatBOT: PDFファイル, パワーポイントファイル
資料, 卒業研究のメリット,心構えPDFファイル, パワーポイントファイル
【サイト内の関連ページ】
【資料】
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【関連する外部ページ】
【資料】
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【資料】
MMPose を使用
ビデオから,3次元的に人体の姿勢推定を行う.複数名が登場していても動作する. 転倒転落,ジェスチャ,しぐさ,ダンス,体操などのさまざまな用途を考えることができる.
【サイト内の関連ページ】
画像補正は,画像を射影変換することにより,斜め方向からの撮影画像を正面画像に変換する. 意図しないカメラ回転(ロール、ピッチ、ヨー)を含む画像を正面画像に補正できる.
また,AIの事前学習は,通常,正面画像で行われることが多く,画像補正を使うことで,AIの推論をより精度よく行うことができると期待できる.
【文献】
Chaudhury, Krishnendu, Stephen DiVerdi, and Sergey Ioffe. "Auto-rectification of user photos." 2014 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP). IEEE, 2014.
【資料】
【サイト内の関連ページ】
【関連する外部ページ】
GitHub のページ: https://github.com/chsasank/Image-Rectification
ZOOM配信は休止します
対面,個人ワークやグループワーク
スキル: 仮設・実験・考察,ロジカルシンキング,コミュニケーション:口頭,課題発見,自己計画,メモの習慣
各自が気をつけること:実際に改良,工夫を行い,問題を解決し,そのことが説明できる(解けない問題には取り組まない.失敗したからといって諦めてはいけない)
卒論テーマ(案)の簡単な説明、進め方、週2回程度、いつ集まりましょうかの相談をします。
卒業研究テーマ(案)
画像の画像理解,AI利用 揺れるビデオ,古いビデオの画像理解,AI利用 河川や野山の植生変化観測,AI利用 ネットワークカメラシステム,顔情報処理,AI活用 チャットボット,自動翻訳,音声合成システム,音声認識システムの活用 未来予測(渋滞予測など),AI活用 3次元姿勢のデータベース,AI活用 3次元の福山市の再現
方針
心の準備や,自分でできる調査等を,各自で考えてみて欲しい.(なお,テーマについては,6月の時点で,進化,発展を指示する場合がある)