2021 Fiscal Year Research-status Report
多チャンネル同期サンプリングによる超解像度技術に関する研究
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20K04210
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
神谷 和秀 富山県立大学, 工学部, 教授 (00244509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 聡 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00624818)
松本 公久 富山県立大学, 工学部, 准教授 (40457122)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | エイリアシング / 折り返し雑音 / サンプリング定理 / 超解像度技術 / 同時サンプリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，アナログ（連続）信号をデジタル（離散）信号に変換する標本化定理（サンプリング定理）に関する研究であり，すでに「エイリアシングで折り返した信号はノイズである．」という常識を否定し，異なるフィルタ条件の多チャンネル同期サンプリングデータを組み合わせることで，ナイキスト周波数の3倍の信号まで復元できる技術を開発している．本研究では，これまでに考案した「異なるフィルタ条件の多チャンネル同期サンプリングデータを組み合わせることでナイキスト周波数を超えた信号まで復元できる技術」を用いてイメージセンサの解像度を飛躍的に高めるアルゴリズムを改良することを目的としている．
2021年度は，復元誤差の生じる原因を探るため，フィルタの影響を調査した．解析を簡単にするため，ナイキスト周波数の2倍の信号までを復元できるシステムに対して検討を行った．調査方法は，折り返しの生じない周波数範囲で振幅一定で初期位相一定の周波数コム信号を生成し，これをノイズと考えてシステムに入力して，復元した結果のスペクトルを観察した．また，折り返しの生じる周波数範囲で，周波数コム信号を生成し，同様に調査を行った．
その結果，A/D変換器に直接ノイズが混入した場合は，折り返しのない範囲に成分を持つ場合と折り返しが生じる範囲に成分を持つ場合のどちらも解析結果に現れる誤差は同じ傾向を示すことがわかった．また，フィルタの前にノイズが混入した場合には，解析結果に大きな違いが生じることがわかった．さらに，ホワイトノイズとピンクノイズをシステムに入力して解析し，誤差を実効値で評価したところ，ホワイトノイズはノイズを入力するシステムのブロックによっては，入力した誤差信号と同等，あるいは，増幅されるのに対して，ピンクノイズの場合は，ノイズが減少することもあることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに考案した「異なるフィルタ条件の多チャンネル同期サンプリングデータを組み合わせることでナイキスト周波数を超えた信号まで復元できる技術」について，フィルタが復元に与える影響の調査を行い，周波数コム信号，ホワイトノイズ，ピンクノイズを利用して，復元誤差の生じる傾向の一部を明らかにすることができた
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に沿って復元に与える影響の調査を行う．
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| Causes of Carryover |
コロナの影響で学会がすべてオンラインとなったことから次年度使用額が生じた．対面での会議が徐々に実施できる状況となっているため，広く成果の発表を行うために利用を行う予定である．
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