Distributed spatial filtering over networked systems

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15016
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21040:Control and system engineering-related
• Research Institution: Okayama Prefectural University
• Principal Investigator: Izumi Shinsaku 岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (10757967)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ネットワークシステム / 分散アルゴリズム / 空間フィルタリング / センサネットワーク / グラフ信号処理

Outline of Final Research Achievements

This study considered distributed spatial filtering over networked systems, i.e., obtaining signal values with a desired spatial frequency characteristic from those given for nodes by a distributed algorithm. We proposed a filtering algorithm based on a consensus algorithm and revealed all the achievable filter characteristics. The performance of the proposed algorithm was demonstrated through denoising experiments for a real sensor network.

Free Research Field

制御工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

制御工学の分野では，これまで時系列信号に対するフィルタリングが主に考えられており，信号値がネットワーク上に空間的に分散している信号については検討されていなかった．本研究の成果により，そのような信号のフィルタリングをネットワークシステム上で分散的に行うことが可能となる．加えて，提案法には，時系列信号に対するフィルタリングとは異なり，対象とする信号の空間的な性質を活用できる，個々のサブシステムが取得した短時間のデータだけでフィルタリングができるといった利点がある．このような技術は，たとえば，センサネットワークによる環境モニタリングの高速化・高効率化につながると考えられる．