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2010 Fiscal Year Annual Research Report

CNNによる空間領域シグマデルタ変調に関する研究

Research Project

Project/Area Number 20760246
Research InstitutionSophia University

Principal Investigator

青森 久  東京理科大学, 理工学部・電気電子情報工学科, 助教 (20453607)

Keywordsニューロダイナミクス / セルラーニューラルネットワーク / シグマデルタ変調 / 同期現象
Research Abstract

平成22年度では,シグマデルタセルラーニューラルネットワーク(SD-CNN)のセルが呈する複雑な時空間ダイナミクス解析の基礎的研究として,空間的結合係数の結合範囲及び強度を変化させた際の各セルの時空間ダイナミクスをコンピュータシミュレーションにより調査を行った.
SD-CNNは生体の網膜系を模したネットワークの複雑な時空間ダイナミクスによりシグマデルタ変調の重要な特性を実現し,画像などの2次元信号を直接2次元ディジタルパルス列に変調可能である.SD-CNNでは,CNNの状態をセルが周期解を持つ状態で安定化させるために,安定平衡解に収束するための条件を満たさないがエネルギー関数は単調減少するようなパラメータ設定をし,各セルがパルス密度変調を行うようにしている.また,各セルの入力値は正負の値を持つように線形変換されるため,セルは抑制性(負の入力)または興奮性(正の入力)の素子として振る舞う.これらのセルが空間的に結合することにより,そのダイナミクスは協調・競合的要素を持つ.シミュレーションにより,シグマデルタ変調では,入力値によりスパイク頻度が決定するが,SD-CNNにおいては協調・競合作用によりセルのスパイク頻度は空間結合係数であるAテンプレートの結合範囲及び結合強度並びに入力の空間的構造に依存するという知見が得られた.
さらに,SD-CNNのDA部では画像予測が行われている.この性能向上の鍵となるCNNのパラメータを適切に設定する手法を検討するために,画像符号化を対象に検討を行い,入力の局所構造に適応したテンプレートを使用することの有効性を確認し,さらに,CNNパラメータの教師付き学習が可能であることを示した.

  • Research Products

    (8 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] ローカルとグローバルな非線形ダイナミクスによる情報処理2011

    • Author(s)
      田中衞, 青森久
    • Journal Title

      IEICE ESS Fundamentals Review

      Volume: 4 Pages: 198-214

  • [Presentation] Lossless Image Coding by Local Structure Driven CNN Predictors2010

    • Author(s)
      S.Takenouchi, H.Aomori, T.Otake, M.Tanaka, I.Matsuda, S.Itoh
    • Organizer
      Workshop on Picture Coding and Image Processing(WPCIP)
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2010-12-07
  • [Presentation] 符号化レート最小化学習を用いたCNNによる可逆符号化2010

    • Author(s)
      青森久
    • Organizer
      電子情報通信学会四国支部講演会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] Hierarchical Lossless Image Coding Using Cellular Neural Network2010

    • Author(s)
      S.Takenouchi, H.Aomori, T.Otake, M.Tanaka, I.Matsuda, S.Itoh
    • Organizer
      17th International Conference on Neural Information Processing (ICONIP2010)
    • Place of Presentation
      Sydney Australia
    • Year and Date
      2010-11-22
  • [Presentation] シグマデルタ型セルラーニューラルネットワークにおける時空間ダイナミクス2010

    • Author(s)
      青森久, 松田一朗, 伊東晋, 大竹敢, 田中衞
    • Organizer
      平成22年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2010-09-02
  • [Presentation] セルラーニューラルネットワークのダイナミクスと情報処理への応用2010

    • Author(s)
      青森久
    • Organizer
      平成22年度計測自動制御学会九州支部大分地区委員会主催講演会
    • Place of Presentation
      大分
    • Year and Date
      2010-06-24
  • [Presentation] セルラニューラルネットワークを用いた画像の階層的可逆符号化2010

    • Author(s)
      竹之内星矢, 青森久, 大竹敢, 田中衞, 松田一朗, 伊東晋
    • Organizer
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2010-06-18
  • [Presentation] An Oversampling 2D Sigma-Delta Converter by Cellular Neural Networks2010

    • Author(s)
      H.Aomori, T.Otake, N.Takahashi, I.Matsuda, S.Itoh, M.Tanaka
    • Organizer
      2010 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS2010)
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2010-05-30

URL: 

Published: 2012-07-19  

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