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再生核適応フィルタに基づく非線形時系列データ予測アルゴリズムの研究

Research Project

Project/Area Number 18J21595
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

滝沢 雅明  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords適応非線形関数推定 / 再生核 / 再生核適応フィルタ / パラメータ最適化
Outline of Annual Research Achievements

既存の再生核適応フィルタでは,推定対象の関数に応じて再生核自身のパラメータを手動で設定する必要があった.例えば,ガウス核の場合には,ガウスの幅がパラメータであり,推定対象の関数の周波数成分に応じて適切に決定する必要があった. これらの問題点は時系列予測の応用においても推定精度に大きな影響を与えうるため,昨年度,再生核自身のパラメータを自動的に調整する再生核適応アルゴリズムの提案を行った. 本アルゴリズムについて,さらなる性能検証を実施し,初期パラメータ選択に対するロバスト性を数値実験にて実証した.また,コスト関数の単調減少性を含む理論的な解析を実施し,これらの成果をまとめた論文はIEEE Accessに再録されている本アルゴリズムの性能検証を通して,ガウス幅の初期値が最適幅から遠い際に,学習の速度が著しく遅くなることを確認した.そこで,コスト関数への補正を加えることにより,ガウス幅の学習速度の改善を試みた.本研究の成果は2020年5月に開催されたICASSP 2020に採択され発表を行った.
さらに,時系列データが非定常であることを想定し,非定常なシステムを高速に追従する非線形推定アルゴリズムを検討した.推定アルゴリズムは再生核適応フィルタを基とし,多核適応アルゴリズムをさらに拡張することにより高速な推定を実現する.アルゴリズムの構築および実装は実現されており,簡単な数値実験では有効性が確認できた.今後,さらに詳細な性能評価および既存アルゴリズムとの比較を行い,論文にまとめる.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Joint Learning of Model Parameters and Coefficients for Online Nonlinear Estimation2021

    • Author(s)
      Masa-aki Takizawa and Masahiro Yukawa
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: Vol.9 Pages: 24026-24040

    • DOI

      10.1109/access.2021.3053651

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Steepening Squared Error Function Facilitates Online Adaptation of Gaussian Scales2020

    • Author(s)
      Masa-aki Takizawa
    • Organizer
      IEEE ICASSP2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Online Learning with Self-tuned Gaussian Kernels: Good Kernel-initialization by Multiscale Screening2019

    • Author(s)
      Masa-aki Takizawa
    • Organizer
      IEEE ICASSP2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Efficient Online Learning Method Based on Self-tuned Gaussian Kernels2019

    • Author(s)
      Masa-aki Takizawa
    • Organizer
      Technical Report of IEICE, vol.118, no.496, IEICE-SIP2018-123
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Online learning with self-tuned Gaussian kernels: good kernel-initialization by multiscale screening2019

    • Author(s)
      Masaaki Takizawa
    • Organizer
      44th IEEE ICASSP
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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