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畳み込み混合環境での実時間ブラインド信号分離処理及び実時間独立成分分析の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16500134
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 感性情報学・ソフトコンピューティング
研究機関会津大学

研究代表者

丁 数学  会津大学, コンピュータ理工学部, 助教授 (80372829)

研究分担者 ANDRZEJ Cichocki  理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 教授 (40415071)
魏 大名  会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (20306434)
COHEN Michael  会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (20254063)
黄 捷  会津大学, コンピュータ理工学部, 助教授 (10261166)
陳 文西  会津大学, コンピュータ理工学部, 助教授 (60308278)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードブラインド信号分離処理 / 独立成分分析 / 畳み込み混合 / ブラインド音源分離処理 / 実時間信号処理 / 実環境 / 実時間処理
研究概要

1.同時摂動型確率過程的近似法を用いたリアルタイム的な独立成分分析(ICA)を提案・研究した。分離パラメータを勾配法で推定する時に勾配の同時摂動型確率過程的近似を導入した。同時摂動がランダム的に生成されるので、この確率的な変数は短い信号を拡張し、信号の統計量を精度よく計算することができた。
2.時間-周波数領域での独立成分分析によるブラインド音源分離処理アルゴリズムを研究した。時間-周波数領域での処理の利点としては、各周波数において畳み込み混合が瞬時性混合となるので、信号分離処理がより容易となることがあげられる。この分離処理のために様々な選択肢があるが、我々は独立成分分析のアルゴリズムの1つとして複素数版のFastlCAで分離を行った。
3.周波数領域でのブラインド音源分離の準実時間処理ができるアルゴリズムを研究した。各周波数では色々な遅延のつけられたマルチ相関行列の対角化の原理で分離を行った。この対角化をもつと効率的に実現するため、再帰的な計算によって分離を実行した。いわゆる、対角化に関して正規方程式を導入し、この方程式を解きながら対角化を図った。
4.音声源信号について、ほとんどのサンプルが零、または零に近い値となる、いわゆる、Sparsityと言う特性を持つ。本研究ではSparsity Representationを用いて畳み込み混合となる混合音のブラインド信号分離処理の方法を提案し、そのアルゴリズムの有効性を確認した。
5.従来の独立成分分析の最速降下法には、収束が遅いということ、事前に決めることが必要である学習ステップというパラメータが存在するということの2つの欠点が挙げられる。本研究で、我々は独立成分分析問題を非線形共分散行列の対角問題に転換し、直交変換を用いて対角を行うことを提案し、有効性を確認した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (35件)

  • [雑誌論文] Convolutive Blind Source Separation in the Frequency Domain Based on Sparse Representation2007

    • 著者名/発表者名
      Zhaoshui He, Shengli Xie, Shuxue Ding, Andrzej Cichocki.
    • 雑誌名

      Has been accepted for a publication in IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Independent Component Analysis via Learning Updating Using a Form of Orthonormal Transformation Based on the Diagonalization Principle2007

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding
    • 雑誌名

      Has been accepted for a publication in International Journal of Innovative Computing, Information and Control

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Independent Component Analysis via Learning Updating Using a Form of Orthonormal Transformation Based on the Diagonalization Principle2007

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding(丁 数学)
    • 雑誌名

      International Journal of Innovative Computing, Information and Control, has been. 「発表予定」(accepted for a publication)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Convolutive Blind Source Separation in the Frequency Domain Based on Sparse Representation2007

    • 著者名/発表者名
      Zhaoshui He, Shengli Xie, Shuxue Ding(丁 数学), Andrzej Cichocki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing, has been. 「発表予定」(accepted for a publication)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Near Real-Time Approach for Convolutive Blind Source Separation2006

    • 著者名/発表者名
      丁 数学, J.Huang, D.Wei, A.Cichocki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems, Part I : Regular Papers Vol.53, No.1

      ページ: 114-128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Power Iteration Algorithm for ICA Based on Diagonalizations of Non-Linearized Covariance Matrix2006

    • 著者名/発表者名
      丁 数学
    • 雑誌名

      Proc. ICICIC-06 (International Conference on Innovative Computing, Information and Control 2006) ICICIC-06

      ページ: 730-733

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Independent Component Analysis without Predetermined Learning Parameter2006

    • 著者名/発表者名
      丁 数学
    • 雑誌名

      Proc. CIT 2006 (2006 IEEE International Conference on Computer and Information Technology) CIT 2006

      ページ: 135-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Near Real-Time Approach for Convolutive Blind Source Separation2006

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Jie Huang, Darning Wei, Andrzej Cichocki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems, Part I : Regular Papers Vol.53, No.1

      ページ: 114-128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Independent Component Analysis without Predetermined Learning Parameter2006

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding
    • 雑誌名

      Proc. 2006 IEEE International Conference on Computer and Information Technology (CIT 2006, IEEE sponsored, Seoul, Korea, Sep. 20-22, 2006)

      ページ: 135-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Power Iteration Algorithm for ICA Based on Diagonalizations of Non-Linearized Covariance Matrix2006

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Innovative Computing, Information and Control 2006 (ICICIC-06, IEEE sponsored, Beijing, China, Aug. 30-Sep.1, 2006)

      ページ: 730-733

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Power Iteration Algorithm for ICA Based on Diagonalizations of Non-Linearized Covariance Matrix2006

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding(丁 数学)
    • 雑誌名

      Proc. ICICIC-06 (International Conference on Innovative Computing, Information and Control 2006) ICICIC-06

      ページ: 730-733

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Independent Component Analysis without Predetermined Learning Parameter2006

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding(丁 数学)
    • 雑誌名

      Proc. CIT 2006 (2006 IEEE International Conference on Computer and Information Technology) CIT 2006

      ページ: 135-139

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Near Real-Time Approach for Convolutive Blind Source Separation2006

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding (丁 数学), Jie Huang, Daming Wei, Andrzej Cichocki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems, Part I : Regular Papers Vol.53, No.1

      ページ: 114-128

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Blind Source Separation of Acoustic Signals in Realistic Environments Based on ICA in the Time-Frequency Domain2005

    • 著者名/発表者名
      丁 数学, A.Cichocki, J.Huang, D.Wei
    • 雑誌名

      Journal of Pervasive Computing and Communications Vol.1, No.2

      ページ: 89-99

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Scalable Mobile Phone-Based System for Multiple Vital Signs Monitoring and Healthcare2005

    • 著者名/発表者名
      W.Chen, D.Wei, 丁 数学, M.Cohen, H.Wang, S Tokinoya, N.Takeda
    • 雑誌名

      Journal of Pervasive Computing and Communications Vol.1, No.2

      ページ: 157-163

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Blind Source Separation of Acoustic Signals in Realistic Environments Based on ICA in the Time-Frequency Domain2005

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Andrzej Cichocki, Jie Huang, Darning Wei
    • 雑誌名

      International of Journal of Pervasive Computing and Communications Vol.1, No.2

      ページ: 89-99

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shigeru Tokinoya and Naotoshi Takeda, A Scalable Mobile Phone-Based System for Multiple Vital Signs Monitoring and Healthcare2005

    • 著者名/発表者名
      Wenxi Chen, Darning Wei, Shuxue Ding, Michael Cohen, Hui Wang
    • 雑誌名

      International of Journal of Pervasive Computing and Communications Vol.1, No.2

      ページ: 157-163

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Blied Source Separation of Acoustic Signals in Realistic Environments Based on ICA in the Time-Frequency Domain2005

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding (丁 数学), Andrzej Cichocki, Jie Huang, Daming Wei
    • 雑誌名

      Journal of Pervasive Computing and Communications Vol.1, No.2

      ページ: 89-99

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Scalable Mobile Phone-Based System for Multiple Vital Signs Monitoring and Healthcare2005

    • 著者名/発表者名
      Wenxi Chen, Daming Wei, Shuxue Ding(丁 数学), et al.
    • 雑誌名

      Journal of Pervasive Computing and Communications Vol.1, No.2

      ページ: 157-163

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Real-Time Blind Source Separation of Acoustic Signals with a Recursive Approach2004

    • 著者名/発表者名
      丁 数学, J.Huang, D.Wei
    • 雑誌名

      International Journal. of Computational Intelligence and Applications Vol.4, No.2

      ページ: 193-206

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Derivation of Respiratory Signal from Single-Channel. ECGs Based on Source Statistics2004

    • 著者名/発表者名
      丁 数学, X.Zhu, W.Chen, D.Wei
    • 雑誌名

      International Journal of Bioelectromagnetism Vol.6, No.2

      ページ: 43-49

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real-Time Independent Component Analysis Based on Gradient Learning with Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation2004

    • 著者名/発表者名
      丁 数学, J.Huang, D.Wei, S.Omata
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Artificial Intelligence 3214 (Subseries of Lecture Notes in Computer Science) 3214

      ページ: 366-374

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Algorithm for Real-Time Independent Component Analysis in Dynamic Environments2004

    • 著者名/発表者名
      丁 数学, D.Wei, S.Omata
    • 雑誌名

      Proc. MWSCAS 2004 (The 2004 IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems) MWSCAS 2004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Combined subband independent component analysis and neural memory for blind speech extraction2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hanada, T.Hoya, 丁 数学, A.K.Barros, Y.Ishida
    • 雑誌名

      Proc. ITC-CSCC 2004 (The 2004 International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications) Proc. ITC-CSCC 2004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real-Time Independent Component Analysis Based on Gradient Learning with Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Jie Huang, Darning Wei, Sadao Omata
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Artificial Intelligence (ISSN : 0302-9743, SCI Master Journal List) 3214 (Subseries of Lecture Notes in Computer Science) Part II

      ページ: 366-374

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Derivation of Respiratory Signal from Single-Channel ECGs Based on Source Statistics2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Xin Zhu, Wenxi Chen, Daming Wei
    • 雑誌名

      International Journal of Bioelectromagnetism Vol.6, No.2

      ページ: 43-49

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real-Time Blind Source Separation of Acoustic Signals with a Recursive Approach2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Jie Huang, Darning Wei
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Intelligence and Applications Vol. 4, No. 2

      ページ: 193-206

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Combined subband independent component analysis and neural memory for blind speech extraction2004

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hanada, Tetsuya Hoya, Shuxue Ding, Allan Kardec Barros, Yoshihisa Ishida
    • 雑誌名

      Proc. ITC-CSCC 2004 (The 2004 International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Algorithm for Real-Time Independent Component Analysis in Dynamic Environments2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding Darning Wei, Sadao Omata
    • 雑誌名

      Proc. MWSCAS 2004 (The 2004 IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems, Hiroshima, Japan, July 25-28, 2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real-Time Blind Source Separation of Acoustic Signals with a Recursive approach2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding(丁 数学), Jie Huang, Daming Wei
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Intelligence and Applications Vol.4,No.2

      ページ: 193-206

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Derivation of Respiratory Signal from Single-Channel ECGs Based on Source Statistics2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Xin Zhu, Wenxi Chen, Daming Wei
    • 雑誌名

      International Journal of Bioelectromagnetism Vol.6,No.2

      ページ: 43-49

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Real-Time Independent Component Analysis Based on Gradient Learning with Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Jie Huang, Daming Wei, Sadao Omata
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Artificial Intelligence 3214(Subseries of Lecture Notes in Computer Science) 3214

      ページ: 366-374

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Signal Extensions in Independent Component Analysis and Its Application for Real-Time Processing2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Jie Huang, Daming Wei, Sadao Omata
    • 雑誌名

      Proc.CIT2004 (The 4th International Conference on Computer and Information Technology)

      ページ: 839-844

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An Algorithm for Real-Time Independent Component Analysis in Dynamic Environments2004

    • 著者名/発表者名
      Shuxue Ding, Daming Wei, Sadao Omata
    • 雑誌名

      Proc.MWSCAS 2004(The 2004 IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Combined subband independent component analysis and neural memory for blind speech extraction2004

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hanada, Tetsuya Hoya, Shuxue Ding, Allan Kardec Baros, Yoshihisa Ishida
    • 雑誌名

      Proc.ITC-CSCC 2004 (The 2004 International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2021-04-07  

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