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2007 Fiscal Year Annual Research Report

時空間CMRFモデルに基づく超音波画像のアーティファクトの除去に関する基礎研究

Research Project

Project/Area Number 18360162
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

廣瀬 明  The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 教授 (70199115)

Keywords超音波イメージング / マルコフ ランダム フィールドモデル / 位相特異点 / 位相アンラッピング / 複素ニューラルネットワーク / 非接触形状計測
Research Abstract

超音波反計測は,医療分野や海洋計測,その他の計測分野で広く用いられている。しかし,超音波が波動として伝播する際に生じる多重反射や屈折,サイドローブなどがさまざまな虚像(アーティファクト)を生み出す。本研究の目的は,得られた観測原画像を複素ニューラルネットワークによって適応的に処理することによりアーティファクトを特定,除去して,より正確な読み取りやすい超音波画像を得るための基礎原理を確立することである。申請者らが提案し研究を推進してきた複素ランダム,マルコフ,フィールド(CMRF)モデルと複素ニューラルネットワークをその理論の基礎とする。複素ニューラルネットワークは脳機能を模擬したニューラルネットワークを拡張し,位相情報を明示的に扱うことによって波動現象を適応的,柔軟に扱えるようにしたものである。これを適応的な複素振幅画像処理に用いて,画像中のある映像がアーティファクトであることの特定とその除去の方法を構築する研究を進めてきた。その結果,次のような大きな成果が得られた。
(1)擬似連続波で反射波,散乱波の位相を計測するシステムの構築:によって計測する。
海底地図作成などの状況を想定して,音響インピーダンスの差異が大きいくっきりした界面を有する対象物体の計測を行う実働システムを構築した。反射波計測の直後にA/D変換を行いFFTによって観測すべき周波数成分の位相と振幅を高精度に得ることが可能なシステムを作り上げた。
(2)位相特異点の除去手法の開発とその実証:上記システムによって得られるデータには,位相特異点が多数含まれており,このままでは対象形状が得られない。この問題を解決するため,「位相特異性拡散法」と名付けた方法を提案し,その理論を構築した。また,実際にこれを適用して,スペックル(アーティファクト)を除去して,良い推定界面形状を得ることに成功した。

  • Research Products

    (33 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (18 results) (of which Peer Reviewed: 18 results) Presentation (13 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Frequency-multiplexing ability of complex-valued Hebbian leaming on logic gate2008

    • Author(s)
      S.Kawata, A.Hirose
    • Journal Title

      Intemational Journal of Neural Systems 18

      Pages: 173-184

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Singularity-spreading phase unwrapping2007

    • Author(s)
      R.Yamaki, A.Hirose
    • Journal Title

      IEEE Trans.on Geoscience and Remote Sensing 45

      Pages: 3240-3251

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Walled LTSA array for rapid,high spatial resolution,and phase sensitive imaging to visualize plastic landmines2007

    • Author(s)
      S.Masuyama, A.Hirose
    • Journal Title

      IEEE Trans.on Geoscience and Remote Sensing 45

      Pages: 2536-2543

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Performance Analysis of Steepest-Descent-Based Feedback Control of Tunable Dispersion Compensator for Adaptive Dispersion Compensation in All-Optical Dynamic Routilg Networks2007

    • Author(s)
      K.Tanizawa, A.Hirose
    • Journal Title

      IEEE J.Lightwave Technol 25

      Pages: 1086-1094

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional Imaging by using singularity-spreading phase unwrapping method2007

    • Author(s)
      T.Nishino, R.Yamaki, A.Hirose
    • Journal Title

      Int'l Symposium on Acoustical Imaging(AI)2007 Kamakura Proceeding of AI

      Pages: 1-a-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adaptive Steepest-Descent-Feedback Control of Tunable Dispersion Compensators using A Three-Point Sampling Method in Time-Domain Waveforms2007

    • Author(s)
      K.Tanizawa, A.Hirose
    • Journal Title

      Optoelectronics and Commun.Conf.(OECC)2007Yokohama Proceding of OECC

      Pages: 13B4-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Removal of direct coupling in an Walled-LTSA array for visualizing plastic landmines2007

    • Author(s)
      S.Masuyama, K.Yasuda, A.Hirose
    • Journal Title

      Int'l Symposium on Antennas and Propagation(ISAP)2007 Niigata Proceding of ISAP

      Pages: 1238-1241

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Leaky Integration Weight Prediction for TDD Adaptive Antenna Base Station in Fast Time Selective Fading Channel2007

    • Author(s)
      S.Tan, A.Hirose
    • Journal Title

      Int'l Symposium on Antennas and Propagation(ISAP)2007 Nligata Proceding of ISAP

      Pages: 744-747

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Weighted singular unit restoration in interferograms based on complex-valued MRF model for phase unwrapping2007

    • Author(s)
      R.Yamaki, A.Hirose
    • Journal Title

      Int'l Symposium on Antennas and Propagation(ISAP)2007 Niigata Proceding of ISAP

      Pages: 812-815

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Error Reduction in Holographic Movies using a Hybrid Learning Method in Coherent Neural Networks2007

    • Author(s)
      C.S.Tay, K.Tanizawa, A.Hirose
    • Journal Title

      Int'l Conf.on Artificial Neural Netw.(ICANN)2007 Porto Proceding of ICANN

      Pages: 884-893

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UWB measurement,complex-amplitude texture,and Walled-LTSA array in plastic landmine visualization2007

    • Author(s)
      A.Hirose, S.Masuyama
    • Journal Title

      Int'l Conf.on Ultra Wideband(UWB)2007 Singapore Proceding of UWB

      Pages: MD1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase singular point elimination in ultrasonic images based on complex-valued Markovrandom field model2007

    • Author(s)
      T.Nishino, R.Yamaki, A.Hirose
    • Journal Title

      Symposium on Ultrasonic Electronics(USE)2008 Tsukuba Proceding of USE

      Pages: 3-02P-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adaptive beamforming in superdirectional acoustic systems2007

    • Author(s)
      T.Nishino, M.Ueki, A.Hirose
    • Journal Title

      Symposium on Ultrasonic Electronics(USE)2008 Tsukuba Proceding of USE

      Pages: 1-10P-58

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-resolution walled-LTSA-array ground penetrating radar system using adaptive comlex-valued self-organizing-map processing2007

    • Author(s)
      A.Hirose S.Masuyama K.Yasuda
    • Journal Title

      Asia Pacific Microwave Conf.(APMC)2007 Bangkok Proceding of APMC

      Pages: YH-P1-D5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wabed-LTSA array with multiple Tx-Rx selection modes for high-resolution adaptive subsurface imaging2007

    • Author(s)
      A.Hirose S.Masuyama K.Yasuda
    • Journal Title

      Int'l Conf.on Ground Penetrating Radar(GPR)2008 Birmingham Proceding of GPR

      Pages: to appear

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Adaptive Ground Penetrating Radar Imaging System Based on Complex-Valued Self-Organizing Map-Recent Progress and Experiments in Cambodia-2007

    • Author(s)
      A.Hirose
    • Journal Title

      World Congress on Comput.Intelligence(WCCI)/Int'l Joint Conf.on Neural Netw.(IJCNN)2008 Hong Kong Proceding of WCCI-IJCNN

      Pages: to appear

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimal control of tunable PMD compensator using random step size hill-climbing method2007

    • Author(s)
      K.Tanizawa A.Hirose
    • Journal Title

      Optical Fiber Commun.Conf.(OFC), 2008 San Diego Proceding of OFC

      Pages: JThA75

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Singular unit restoration based on complex-valued Markov random field model for InSAR interferograms2007

    • Author(s)
      R.Yamaki A.Hirose
    • Journal Title

      Int'l Geosci.and Remote Sens.Symposium(IGARSS)2008 Boston Proceding of IGARSS

      Pages: to appear

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A radar system with signal processing based on xomplex-valued neural networks2008

    • Author(s)
      A.Hirose
    • Organizer
      FCS Symposium, Nagoya University COE Program
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      20080303-04
  • [Presentation] 均等重み相関法によるプラスチック地雷可視化システムの性能改善2008

    • Author(s)
      仲野 幸真, 廣瀬 明
    • Organizer
      2008信学総大
    • Place of Presentation
      Kitakyushu
    • Year and Date
      2008-03-19
  • [Presentation] 合成開講レーダインタフェロメトリにおける位相特異点の除去2008

    • Author(s)
      山城 遼, 廣瀬 明
    • Organizer
      2008信学総大
    • Place of Presentation
      2008信学総大
    • Year and Date
      2008-03-19
  • [Presentation] 超音波フェイズドアレイによる適応的ビームフォーミングにおける振り角の増強2008

    • Author(s)
      西野 智弘, 植木 雅司, 廣瀬 明
    • Organizer
      2008信学総大
    • Place of Presentation
      Kitakyushu
    • Year and Date
      2008-03-19
  • [Presentation] 知的レーダシステムーラテライト土質でのプラスチック地雷可視化実験-2007

    • Author(s)
      廣瀬 明
    • Organizer
      裏北大学・電気通信研究所「知的ナノ集積システム」共同プロジェクト研究会
    • Place of Presentation
      Sendai
    • Year and Date
      20071217-18
  • [Presentation] Singular unit restoration based on CMRF model in interferograms for phase unwrapping2007

    • Author(s)
      R.Yamaki A.Hirose
    • Organizer
      Symposium on Remote Sensing for Environmental Sciences(RESES)2007Nasu
    • Place of Presentation
      Nasu
    • Year and Date
      20070831-0902
  • [Presentation] A Complex-valued neural network in radars-Complek-valued self-organizing map to Visualize plastic landmines2007

    • Author(s)
      A.Hirose
    • Organizer
      Syrnposium on Remote Sensing for EnVironmental Sciences(RESES)2007Nasu
    • Place of Presentation
      Nasu
    • Year and Date
      20070831-0902
  • [Presentation] 複素マルコフランダムフィールドモデルに基づく位相特異点構成画素群の復元2007

    • Author(s)
      山城 遼, 廣瀬 明
    • Organizer
      信学会/電気学会電磁界理論研究会
    • Place of Presentation
      Matsuyama
    • Year and Date
      2007-10-19
  • [Presentation] 複素マルコフランダムフィールドモデルに基づく位相特異点の除去2007

    • Author(s)
      西野 智弘, 山城 遼, 廣瀬 明
    • Organizer
      2007信学ソ大
    • Place of Presentation
      Tottori
    • Year and Date
      2007-09-11
  • [Presentation] 超指向性音響システムにおける適応的ビームフォーミングの提案2007

    • Author(s)
      廣湘 明, 植木 雅司, 西野 智弘
    • Organizer
      2007信学ソ大
    • Place of Presentation
      Tottori
    • Year and Date
      2007-09-11
  • [Presentation] 複素マルコフランダムフィールドモデルに基づく超音波得画像のフィルタリング2007

    • Author(s)
      西野 智弘、山城 遼, 廣瀬 明
    • Organizer
      日本超音波医学会基礎技術研究会
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2007-07-28
  • [Presentation] Simulation study on the beam scanning of a partially driven phased array antenna2007

    • Author(s)
      D.Radenamad T.Takano A.Hirose
    • Organizer
      信学会アンテナ・伝搬研究会
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2007-07-19
  • [Presentation] Ultrasonic imaging by using singularity-spreading phase unwrapping method2007

    • Author(s)
      T.NishinoR.Yamaki A.Hirose
    • Organizer
      University of Tokyo Forum2007, Seoul
    • Place of Presentation
      Seoul
    • Year and Date
      2007-06-25
  • [Book] Blood vessel segmentation in complex-valued magnetic resonance images with snake active contour model in "Complex-Valued Neural Networks: Utilizing High-Dimensional Parameters, " ed.T.Nitta2008

    • Author(s)
      A.Handayani A.B.Suksmono T.L.R.Mengko A.Hirose
    • Total Pages
      300
    • Publisher
      IGI Global
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.eis.t.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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