Innovative Tech
脳波から画像を生成するAI「DreamDiffusion」 テンセント含む中国の研究者らが開発
Innovative Tech:
このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」(シームレス)を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。
Twitter: @shiropen2
中国の清華深セン国際大学院、Tencent AI Lab、Peng Cheng Laboratoryに所属する研究者らが発表した論文「DreamDiffusion: Generating High-Quality Images from Brain EEG Signals」は、脳波(EEG)から高品質でリアルな画像を生成する拡散モデルを提案した研究報告である。提案手法は、EEGデータセットから学習した知識と画像拡散モデルの生成能力を利用する。
人の脳から拡散モデルを利用して画像を生成するアプローチはこれまでにも研究されてきた。例えば、阪大などが開発したシステムなどだ。しかし、その多くは、磁気共鳴機能画像法(fMRI)により得られた脳活動から画像を生成するアプローチを採用している。そのため、専門家の操作が必要な上、高価で持ち運びが困難なfMRI装置を必要とし、実用的ではない。
これに対して脳波は、非侵襲的かつ低コストで脳の電気活動を記録する方法である。EEG信号を簡便に取得できるポータブルな市販製品も登場している。
この研究では、脳波信号で事前に訓練したテキストから画像への拡散モデル「Stable Diffusion」を用い、画像を生成する手法を提案する。しかし、脳波信号を活用するには課題も多い。例えば、脳波信号は非侵襲的に捉えられるため本質的にノイズが多い。また、脳波データは限られており個人差も無視できない。
CLIPの使用と多数のテキストと画像ペアに対するトレーニングのおかげで、Stable Diffusionにおけるテキスト空間と画像空間はよく整列している。だがノイズの多い脳波と画像のペアを用いて、脳波、テキスト、画像の空間をどのように整列させるのかが問題となる。
この問題に対して研究者らは、主に3つのモジュールからなるシステムを構築する。(1)ノイズの多い脳波データから情報を抽出するEEGエンコーダーのためのマスク信号の事前訓練、(2)Stable Diffusionを用いた、EEGと画像のペアからなるデータセットによる微調整、(3)追加のCLIPエンコーダーを用いたEEG、テキスト、画像の空間の整列、となる。
今回使用したEEGと画像のペアデータは、6人の被験者がImageNetデータセットから40の異なるカテゴリーのオブジェクトに属する2000枚の画像を見せられながら記録された脳波のコレクションである。そのため、40カテゴリーに限定されていることに留意したい。
この手法の精度を評価するため、類似の最新研究(Brain2Image)と定性的に比較した実験を行った。結果、Brain2Imageによって生成した画像よりも著しく精度が高いことが確認でき、提案手法の有効性を示した。
Source and Image Credits: Yunpeng Bai, Xintao Wang, Yanpei Cao, Yixiao Ge, Chun Yuan, and Ying Shan. DreamDiffusion: Generating High-Quality Images from Brain EEG Signals
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
Innovative Tech
2019年にスタートした本連載「Innovative Tech」は、世界中の幅広い分野から最先端の研究論文を独自視点で厳選、解説している。執筆は研究論文メディア「Seamless」(シームレス)を主宰し、日課として数多くの論文に目を通す山下氏が担当。イラストや漫画は、同メディア所属のアーティスト・おね氏が手掛けている。
この記事の著者
関連記事
こんなメディアも見られています
ITmedia NEWSに関連する情報をお探しであれば、こちらのメディアもお役に立てるかもしれません。
SpecialPR
本日の新着記事
アクセスランキング
-
1
「5年でバッテリーが使い物にならなくなる」は本当か テスラ「モデル3」5年目点検で分かったこと
-
2
Google、プライバシーポリシーに「Gmail」「Googleフォト」のデータを広告に使う例外を追加 回避方法は
-
3
GMO熊谷代表「社内ホワイトハッカーが事前に指摘」も対策遅れ、国に「能動的サイバー防御」要請 「責任転嫁では」SNSで批判も
-
4
「年齢は合ってますが、人間ではありません」 6歳の飼い猫に届いた“進研ゼミの案内” なぜ届いたのかベネッセに聞いた
-
5
グッスマに不正アクセス、公式EC閉鎖 会員の住所や注文履歴など漏えいか 再開目処立たず
-
6
「楽天ドライブ」に不正アクセス 保存したデータなど1.5万アカウント分が取得・閲覧のおそれ
-
7
たばこ休憩なき時代の“一服”をどう取るか 温熱と“聞こえない音”で休む、JT子会社のアイマスクを試す
-
8
野村総研、サイバー攻撃時の「能動的なシステム停止」を支援する新サービス
-
9
「能動的サイバー防御」きょう開始 警察・自衛隊などが攻撃元サーバを無害化 高市首相も狙いを説明
-
10
Xの「いいね」長押しで1ドル送金 マスク氏が“投げ銭”機能を予告
ITmedia NEWS SNS
インフォメーション
注目情報をチェック
ITmediaNEWSをフォロー
あなたにおすすめの記事PR