2019 Fiscal Year Annual Research Report
Method of Gravitational Wave Search Based on Adaptive Time-Frequency Analysis and Machine Learning
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17K05437
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 弘毅 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (40419693)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋月 拓磨 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40632922)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 宇宙物理学 / 重力波天文学 / 重力波データ解析 / 時間-周波数解析 / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は、応用検証フェーズとして今まで開発してきた時間-周波数解析の1つである Hilbert-Huang 変換 (HHT) 解析と機械学習を組み合わせた重力波信号とノイズ識別手法について適用検討を行った。HHT解析において、重力波信号が存在している時間部分とノイズのみの部分では瞬時振幅と瞬時周波数の特徴が異なることが分かっていたが、HHTと機械学習の一種である異常検知を組み合わせた手法の構築を進め、その基礎的な部分について論文としてまとめた。
また、超新星爆発からの重力波をターゲットにしたHHT解析と機械学習の一つである深層学習を組み合わせた解析手法にいても検討を進め、論文としてまとめ投稿目前である。
さらに、超新星爆発から放射される重力波を対象とした Denoising Autoencoder によるノイズ除去についての基礎的検討を進めた。Denoising Autoenoder は、元データに人工的にノイズを加えたデータを入力として、元データを推定するように学習させたニューラル・ネットワークのことであり、音声認識における 残響抑制や移動追跡システムにおける画像処理などに応用されている。超新星爆発重力波のモデル信号に対してノイズの低減に成功しており、その成果を論文として準備中である。
令和元年度は、本研究の最終年度に当たる。研究結果を総括して、今までに得られた結果、問題点、その解決策については、国際会議「重力波データ解析会議」や論文などにて発表、さらに論文の投稿の準備をした。
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[Presentation] Hilbert-Huang変換を用いた重力崩壊型超新星爆発のSASI由来の重力波解析2020
Author(s)
武田芽依, 渡邊幸伸, 平沼悠太, 根岸諒, 大原謙一, 神田展行, 黒田仰生, 固武慶, 酒井一樹, 坂井佑輔, 澤田崇広, 高橋弘毅, 滝脇知也, 土田怜, 端山和大, 横澤孝章
Organizer
日本物理学会（春）
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[Presentation] Data Analysis of Gravitational Waves from the SASI mode in a Core Collapse Supernova with Hilbert-Huang Transform2019
Author(s)
M.Takeda, R.Negishi, Y.Watanabe, Y.Hiranuma, K.Oohara, N.Kanda, T.Kuroda, K.Kotake, K.Sakai, Y.Sakai, T.Sawada, H.Takahashi, T.Takiwaki, S.Tsuchida, K.Hayama, T.Yokozawa
Organizer
The 29th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan (JGRG)
Int'l Joint Research
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[Presentation] xtraction of gravitational waves from SASI with Hilbert-Huang Transform2019
Author(s)
R.Negishi, M.Takeda, Y.Watanabe, Y.Hiranuma, K.Oohara, N.Kanda, T.Kuroda, K.Kotake, K.Sakai, Y.Sakai, T.Sawada, H.Takahashi, T.Takiwaki, S.Tsuchida, K.Hayama, T.Yokozawa
Organizer
The 29th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan (JGRG)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Data Analysis of Gravitational Waves from the SASI mode in a Core Collapse Supernova with Hilbert-Huang Transform2019
Author(s)
M.Takeda, R.Negishi, Y.Watanabe, Y.Hiranuma, K.Oohara, N.Kanda, T.Kuroda, K.Kotake, K.Sakai, Y.Sakai, T.Sawada, H.Takahashi, T.Takiwaki, S.Tsuchida, K.Hayama, T.Yokozawa
Organizer
Multi-dimensional Modeling and Multi-Messenger observation from Core-Collapse Supernovae (4M-COCOS)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Extraction of gravitational waves from SASI with Hilbert-Huang Transform2019
Author(s)
R.Negishi, M.Takeda, Y.Watanabe, Y.Hiranuma, K.Oohara, N.Kanda, T.Kuroda, K.Kotake, K.Sakai, Y.Sakai, T.Sawada, H.Takahashi, T.Takiwaki, S.Tsuchida, K.Hayama, T.Yokozawa
Organizer
Multi-dimensional Modeling and Multi-Messenger observation from Core-Collapse Supernovae (4M-COCOS)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Data Analysis of Gravitational Waves from the SASI mode in a Core Collapse Supernova with Hilbert-Huang Transform2019
Author(s)
M.Takeda, R.Negishi, Y.Watanabe, Y.Hiranuma, K.Oohara, N.Kanda, T.Kuroda, K.Kotake, K.Sakai, Y.Sakai, T.Sawada, H.Takahashi, T.Takiwaki, S.Tsuchida, K.Hayama, T.Yokozawa
Organizer
2019 Gravitational Wave Physics and Astronomy Workshop (GWPAW2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Extraction of gravitational waves from SASI with Hilbert-Huang Transform2019
Author(s)
R.Negishi, M.Takeda, Y.Watanabe, Y.Hiranuma, K.Oohara, N.Kanda, T.Kuroda, K.Kotake, K.Sakai, Y.Sakai, T.Sawada, H.Takahashi, T.Takiwaki, S.Tsuchida, K.Hayama, T.Yokozawa
Organizer
2019 Gravitational Wave Physics and Astronomy Workshop (GWPAW2019)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Hilbert-Huang変換を用いた重力崩壊型超新星爆発のSASI由来の重力波解析2019
Author(s)
武田芽依, 渡邊幸伸, 平沼悠太, 根岸諒, 大原謙一, 神田展行, 黒田仰生, 固武慶, 酒井一樹, 坂井佑輔, 澤田崇広, 高橋弘毅, 滝脇知也, 土田怜, 端山和大, 横澤孝章
Organizer
第48回 日本物理学会 新潟支部例会
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[Presentation] Hilbert-Huang変換を用いた重力崩壊型超新星爆発のSASIモードからの重力波に対するデータ解析2019
Author(s)
武田芽依, 渡邊幸伸, 平沼悠太, 大原謙一, 神田展行, 黒田仰生, 固武慶, 酒井一樹, 坂井佑輔, 澤田崇広, 高橋弘毅, 滝脇知也, 土田怜, 端山和大, 横澤孝章
Organizer
日本物理学会（秋）
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[Book] Effective Software for Gifted and Talented School Activities in K-12 Classrooms,2019
Author(s)
Tatsuro Furuya, Kazutaka Mizukoshi, Yoshiaki Mizuochi, Yuto Omae, Takayuki Oshima, Norihisa Sakakibara, Hirotaka Takahashi, Kazuhiro Yatsushiro
Total Pages
448
Publisher
IGI Global, Pennsylvania, USA.
ISBN
978-1-7998-1400-9
