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Development of EEG Measurement Circuit System by Compressed Sensing Using Random Sampling

Research Project

Project/Area Number 21H03410
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 60040:Computer system-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Kanemoto Daisuke  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90603332)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大木 真  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (50211785)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords圧縮センシング / 回路とシステム / 集積回路 / ランダムアンダーサンプリング / 脳波
Outline of Research at the Start

本格的なIoT時代の到来に向け,小型バッテリで長時間動作が可能な生体信号計測ウェアラブルデバイスの実現が望まれている.そこで研究代表者等は,生体信号計測に圧縮センシングを応用することで,回路システムで取り扱う情報量を削減し,ウェアラブルデバイスの低消費電力化を目指す研究を行っている.本課題では,ハードウエア実装に適した圧縮センシング手法を活用し,無線脳波計測デバイスのための低消費電力回路システムの研究を実施する.

Outline of Final Research Achievements

Hardware and software design techniques suitable for random sampling operations to realize a low-power wireless EEG measurement circuit system were proposed. Specifically, integrated circuit configurations and their operations designed for random sampling, new reconstruction algorithms for compressed sensing, and secure communication system were proposed, and their effectiveness was discussed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

間引きサンプリングを活用した無線脳波計測システムのための新技術を提案し,理論検討・実機検証を通して新技術の有効性を示すことができた.得られた研究成果は,計算機システムや情報関連分野の新技術発見における学術的意義だけでなく,圧縮センシングを活用した省電力無線脳波計の可能性を広げられた点に社会的意義も有する.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results)

  • [Journal Article] 0.36 μW/channel capacitively-coupled chopper instrumentation amplifier in EEG recording wearable devices for compressed sensing framework2024

    • Author(s)
      Kenji Mii, Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 63 Issue: 3 Pages: 03SP54-03SP54

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ad264f

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Low quiescent current LDO with FVF-based PSRR enhanced circuit for EEG recording wearable devices2024

    • Author(s)
      Kenji Mii, Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 63 Issue: 3 Pages: 03SP33-03SP33

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ad1f0e

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 圧縮センシングを活用した無線脳波計測デバイス実現に向けた研究2023

    • Author(s)
      兼本大輔
    • Journal Title

      光学

      Volume: 52 Pages: 439-441

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      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Compressed Sensing EEG Measurement Technique with Normally Distributed Sampling Series2022

    • Author(s)
      OKABE Yuki、KANEMOTO Daisuke、MAIDA Osamu、HIROSE Tetsuya
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E105.A Issue: 10 Pages: 1429-1433

    • DOI

      10.1587/transfun.2021EAL2099

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • Year and Date
      2022-10-01
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    • Author(s)
      Riku Matsubara, Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
    • Organizer
      IEEE Int. Symp. Circuits Syst. (ISCAS)
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      Takuya Miyata, Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
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      IEEE Int. Conf. Consum. Electron. (ICCE)
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      Kenji Mii, Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
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      Kenji Mii, Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
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      宮田拓弥,兼本大輔,廣瀬哲也
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      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
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      Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
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      IEEE Int. Symp. Circuits Syst. (ISCAS)
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      Takuya Miyata, Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
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      IEEE Int. Symp. Circuits Syst. (ISCAS)
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  • [Presentation] 脳波を用いた感情認識システムにおける無線送信データ削減手法および実装に関する検討2022

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      原田勇輝,兼本大輔,廣瀬哲也
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  • [Presentation] FVFを利用したリップル電圧の基本波・高調波成分除去が可能な低消費電力LDO2022

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      津永亮多,兼本大輔,永井孝太郎,廣瀬哲也
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  • [Presentation] 圧縮センシングを用いた低消費電力脳波計測フレームワークにおけるサンプリング系列比較2022

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      岡部勇樹,兼本大輔,廣瀬哲也
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      電子情報通信学会 総合大会
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  • [Presentation] BSBL アルゴリズムを用いた脳波圧縮センシングに適した辞書行列の解明2022

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      永井孝太郎,兼本大輔,廣瀬哲也,大木 真
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      電子情報通信学会 総合大会
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  • [Presentation] FVFを応用したPSRR帯域拡張回路を搭載した脳波計測ウェアラブルデバイス向け低消費LDO2021

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      三井健司,兼本大輔,毎田 修,廣瀬哲也
    • Organizer
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      兼本大輔
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      応用物理学会 東海支部 基礎セミナー「バイオセンシング技術の進展」
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    • Invited
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    • Author(s)
      安藤 健二郎,木村 信之,太田 進,木下 翔太郎,山本 達郎,関根 嘉香,戸羽 辰夫,中村 昌人,熊木 大介,長峯 邦明,荒川 貴博,山岸 健人,網盛 一郎,太田 裕貴,双見 京介,兼本 大輔,他46名
    • Total Pages
      559
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784867980194
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  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://ssc.eei.eng.osaka-u.ac.jp/~dkanemoto/

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  • [Remarks] 研究代表者個人ページ

    • URL

      http://ssc.eei.eng.osaka-u.ac.jp/~dkanemoto/

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      大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
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      2023-217844
    • Filing Date
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    • Industrial Property Rights Holder
      三井健司,兼本大輔
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-193038
    • Filing Date
      2021
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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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