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Development of pattern recognition algorithm for ultra low frequency multivariate time-series data considering dimensional correlation

Research Project

Project/Area Number 21K11938
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionChuo University (2022-2023)
Yokohama City University (2021)

Principal Investigator

OKUSA KOSUKE  中央大学, 理工学部, 准教授 (30636907)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsマイクロ波センサ / 数理モデリング / バイタル検知 / 非接触 / 心拍 / RRI / 血圧 / 多次元時系列 / パターン認識 / ストリームデータ / 低周波 / 行動認識 / 時系列解析 / ストリームデータ解析 / スマートファクトリー / マイクロ波ドップラーセンサ / 空間設計 / 興味度推定 / データサイエンス / センサネットワーク / 低周波時系列
Outline of Research at the Start

近年スマートフォンを始めとする様々なデバイスによりリアルタイムかつ大量にデータが収集できるようになってきた.本研究ではそういったセンサデータのなかでも時間とともに変化する時系列データのパターン認識問題に着目し,特にそれが同時に複数観測される多次元時系列データのパターン認識問題に取り組む.多次元時系列データのパターン認識モデルはまだ確立されておらず,なかでもリアルタイムフィードバックを行うようなケースの場合は波形の全系列が観測できないなど様々な問題を抱えるため,本研究では理論的な側面だけでなく,実際にセンサネットワークを構築し,実践的にもこの問題を解決する方法について取り組んでいく.

Outline of Final Research Achievements

When performing pattern recognition using multidimensional time-series data, it is crucial to consider the frequency characteristics and the correlations between dimensions. However, when the observed sequences, such as human motions, are short-term and ultra-low frequency signals, these features are not easily extractable, making it exceedingly difficult to analyze them while taking these aspects into account. This study aims to develop an analysis method that can stably infer features under the constraint of the observed sequences being multidimensional ultra-low frequency stream data. Specifically, the research focused on vital detection such as heart rate and blood pressure, conducting experiments and validations. By incorporating mathematical models using information obtained from multidimensional sensor data with one or multiple microwave sensors, the study aims to improve measurement accuracy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究での研究成果は,超高齢化社会を迎える日本において非常に重要な役割を果たす.特に本研究での実用例で実施したバイタルセンシングは,独居老人の見守りシステムや,普段からの健康管理に重要な役割を果たすと考えられる.非接触型センサによる高精度バイタルセンシングを実現したことにより,センサを身につける煩わしさのない,普段の生活での健康状態の把握が実現できるものと考えられる.

Report

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

    (12 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] An Online System of Detecting Anomalies and Estimating Cycle Times for Production Lines2022

    • Author(s)
      Ishizone Tsuyoshi、Higuchi Tomoyuki、Okusa Kosuke、Nakamura Kazuyuki
    • Journal Title

      IECON 2022 - 48th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society

      Volume: 2022 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1109/iecon49645.2022.9969061

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 骨格座標データを用いた姿勢からの感情予測の試み2024

    • Author(s)
      春日井海・牧草夏実・大草孝介・庄司 裕子
    • Organizer
      第19回日本感性工学会春季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 競走馬の画像データによる各個体が持つ特性の抽出2023

    • Author(s)
      相川優哉・大草孝介
    • Organizer
      日本計算機統計学会第37回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 転移学習を用いた楽器編成の自動認識2023

    • Author(s)
      片山健悟・大草孝介
    • Organizer
      日本計算機統計学会第37回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Statistical estimation of heart movements by microwave Doppler radar sensor2023

    • Author(s)
      Takashi Ota, Kosuke Okusa
    • Organizer
      The 25th International Conference on Computational Statistics
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロ波ドップラセンサを用いた心動作のモデリングによる心周期の推定2023

    • Author(s)
      太田隆・大草孝介
    • Organizer
      日本計算機統計学会第37回シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] オートエンコーダを用いたモデルベースのレーダー信号異常検出と歩行分析へ の応用2023

    • Author(s)
      田中瑠偉・大草孝介
    • Organizer
      日本計算機統計学会第37回シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Model-Based Radar Signal Anomaly Detection Using Autoencoder with Application to Gait Analysis2023

    • Author(s)
      Rui Tanaka, Kosuke Okusa
    • Organizer
      The 12th conference of the Asian Regional Section of the International Association for Statistical Computing (IASC-ARS)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナレッジコミュニティサイトにおけるユーザの興味カテゴリ推定と記事推薦に関する研究2022

    • Author(s)
      大草孝介
    • Organizer
      日本計算機統計学会第36回シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A study on estimation of the human interest for place based on the human movement data2022

    • Author(s)
      Suzuki, S. & Okusa, K.
    • Organizer
      IASC-ARS 2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 移動情報に基づく異なる空間における場所の興味度の比較推定2022

    • Author(s)
      鈴木進之介・大草孝介
    • Organizer
      日本統計学会春季集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 解析装置、解析方法及びコンピュータープログラム2024

    • Inventor(s)
      石橋史明・大草孝介
    • Industrial Property Rights Holder
      石橋史明・大草孝介
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2024-075929
    • Filing Date
      2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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