AI研究の最新知見、ミクロな化石の鑑定で成果~放散虫微化石の画像分類モデルを高精度化~

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2025-03-06 産業技術総合研究所

産業技術総合研究所(産総研)は、最新のAI技術を活用し、微化石である放散虫の種を高精度で分類するモデルを開発しました。放散虫は地層の形成環境や年代を推定する上で重要な指標となりますが、従来の観察には専門的な知識と多大な労力が必要でした。今回、産総研の研究チームは、最新の機械学習モデルであるVision Transformer(ViT)と、数式で生成された幾何的な図形を用いた事前学習手法(Formula-Driven Supervised Learning、FDSL)を組み合わせることで、平均86%という専門家に近い精度での分類を実現しました。特に、希少な種であっても高い分類精度を示し、大量の画像収集が難しい場合でも有効であることが示されました。この成果は、微化石のみならず、火山灰や鉱物、花粉など、さまざまな粒子の高精度な分類への応用が期待されます。

​<関連情報>

フラクタル視覚変換器による微化石放散虫の分類 Classifying microfossil radiolarians on fractal pre-trained vision transformers

Kazuhide Mimura,Takuya Itaki,Hirokatsu Kataoka & Ayumu Miyakawa
Scientific Reports  Published:06 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-025-90988-z

AI研究の最新知見、ミクロな化石の鑑定で成果~放散虫微化石の画像分類モデルを高精度化~

Abstract

While deep learning techniques, especially image classification using deep learning, continue to evolve, it has been noted that there is a large time gap in applying these techniques in geological studies. Recently, a new architecture called the vision transformer (ViT), which is an alternative to convolutional neural networks (CNN), has attracted considerable attention. In addition, it has been proposed that the pre-training of classification models using mathematically generated images instead of real images, called formula-driven supervised learning (FDSL), achieves a comparative or even higher performance in visual understanding. In this study, we applied these new techniques to the classification of microfossils (radiolarians). Compared with a previous CNN model, the ViT-based model achieved 6–8% higher average precision. On average, the precision of the FDSL pre-trained models was slightly higher than that of the models pre-trained on real images. Therefore, we propose that these techniques may be suitable for image classification in geological tasks.

1703地質
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