ELITE: Development of an Expertise Acquisition Platform Based on Provenance Management and Deep Learning with Application to Visual Computing Problems

ELITE：开发基于来源管理和深度学习的专业知识获取平台，应用于视觉计算问题

• 批准号: 21H04916
• 负责人: 藤代 一成
• 金额: $ 27.37万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04916/
• 关键词: 知識獲得; 出自管理; 深層学習; 視覚計算応用

全5カ年計画の2年目にあたる本年度に実施した主要な研究内容は以下通りである．まず，初年度に設計した，MSPL (Multi-Scale Planar Lattice，マルチスカラ平面格子)のデータ表現の出自管理を深層学習する視考支援基盤アーキテクチャをベースとして，専用代数系をサポートするデータフロー型ビジュアルプログラミング環境の詳細設計と実装を概ね完了し，各種応用問題への適用の素地を固めた．また，これに関連する，進化的スキーマ設計の考え方を国際会議で発表した．一方，四例の挑戦的視覚計算応用問題については，(i) 大局照明効果を有する人物全身像の画像コンポジット問題に関する正規の国際学術誌論文1件が公刊された．また，派生問題である，自然な見えを保証されたNon-Player Character群衆の深層学習ベース自動生成についても，正規の国際学術誌論文1件が公刊された．さらに，大域照明効果については，鉱物の遊色効果表現や多光源の経路誘導について，国内学術誌論文2件が公刊されている．(ii) 周囲の自然景観に調和する仮想物体の経年変化制御問題については，金属物体上の塗膜の亀裂・湾曲表現を，静力学的破壊判定と位置ベース変形による準静的過程のビジュアルシミュレーションに基づいてより克明に描画できるようになり，CG系最高峰の国内会議で論文賞第2席を受賞している．(iii) 光赤外天文学では，マルチスペクトルデータ解析に微分位相特徴を取り込むことに成功し，米国・デンバー大学から提供された銀河データを用いてその効果が検証されつつある．(iv)　遺体損傷の成傷機転を推定する計算法科学データ分析環境については，国際学術誌に1編論文が公刊されている．

今年是五年计划的第二年，开展的主要研究内容如下。首先，基于第一年设计的可视化支持平台架构，深度学习MSPL（多尺度平面点阵）数据表示的起源管理，我们将从支持专用代数系统的数据流型可视化系统开始。我们已经基本完成了编程环境的详细设计和实现，并为其应用于各种应用问题奠定了基础。另外，我们在一次国际会议上提出了进化模式设计的相关思想。另一方面，针对四个具有挑战性的视觉计算应用问题，发表了一篇官方国际学术期刊论文：（i）具有全局光照效果的全身图像的图像合成问题；此外，还发表了一篇官方国际学术期刊论文，涉及衍生问题，即基于深度学习的非玩家角色人群自动生成，保证自然外观。此外，在全局光照效果方面，国内学术期刊发表了两篇关于矿物游彩效果和多光源路径引导的论文。 (ii)针对与周围自然景观相协调的虚拟物体的老化控制问题，利用静态失效判定和基于位置的变形对准静态过程进行可视化模拟，以表达虚拟物体上漆膜的裂纹和曲率。以此为基础，让画得更清晰成为可能，并获得了国内CG领域最高会议最佳论文奖第二名。 (iii) 在光学和红外天文学方面，我们成功地将微分相位特征纳入多光谱数据分析中，其有效性正在利用美国丹佛大学提供的星系数据进行验证。 (iv) 在国际学术期刊上发表了一篇关于用于估计尸体损伤发展机制的计算法医数据分析环境的论文。

项目成果

Experiencing GPU path tracing in online courses

在在线课程中体验 GPU 路径追踪

• DOI: 10.1016/j.gvc.2021.200022
• 发表时间: 2021
• 期刊: Graphics and Visual Computing
• 作者: Ohkawara Masaru;Saito Hideo;Fujishiro Issei
• 通讯作者: Fujishiro Issei

種数0のサーフェスにおけるヤコビアンフリーな変形シミュレーション

0 曲面上的雅可比自由变形模拟

• 发表时间: 2021
• 作者: Takahashi;K. D.;M. Ito;N. Nojiro;D. Nomura;P. Wongpan;M. Sano;R. Makabe;M. Yamamoto-Kawai;T. Tamura;S. Aoki;M. Moteki;吉良 俊亮，中山 雅紀，藤代 一成
• 通讯作者: 吉良 俊亮，中山 雅紀，藤代 一成

GPUを用いた多光源大域照明レンダリングにおける経路誘導の効率化

利用GPU提高多光源全局光照渲染中路径引导的效率

• 发表时间: 2023
• 期刊: 画像電子学会誌
• 作者: 中田 柊馬;飯山 将晃;杉田 俊平，藤代 一成
• 通讯作者: 杉田 俊平，藤代 一成

LinDA：漫画向けの建造物の背景線画半自動生成

LinDA：半自动生成漫画建筑背景线图

• 发表时间: 2021
• 期刊: 芸術科学会論文誌
• 作者: 中山 雅紀，野村 芽久美;藤代 一成
• 通讯作者: 藤代 一成

熊本大学に所蔵されている遺跡人骨のミトコンドリアDNA分析(予報)

熊本大学对人类遗骸进行线粒体 DNA 分析（预测）

• 发表时间: 2021
• 作者: 角田 恒雄;神澤 秀明;坂本 稔;安達 登;藤尾 慎一郎;福田 孝一;篠田 謙一
• 通讯作者: 篠田 謙一