2015 Fiscal Year Annual Research Report
モルフォロジフィルタ（特に多重解像度ＤＰＴ）による新しい生体環境信号解析法の開発
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25420422
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
吉川 昭 近畿大学, 生物理工学部, 研究員 (30075329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 久 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (50278735)
中迫 昇 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (90188920)
小濱 剛 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (90295577)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | medianフィルタ / Lフィルタ / Uフィルタ / ピラミダルアルゴリズム / DPT / 局所単調性 / saccade検出 / 低域微分フィルタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
代表的平滑化morphologicalフィルタであるMedianフィルタは、形状保存特性もよく操作自体も簡便であるが数学的性質は明確でなく、動作予測が困難である。一方、同じmorphological平滑化フィルタとしてのLおよびUフィルタは操作も簡便でありかつ数学的性質も明確にされており、特に、これらLおよびUフィルタを用いたピラミダルアルゴリズムにより構成されるDPTのその出力は局所単調性をもつなど幾多の良い性質をもつ。本研究ではDPTのこの局所単調特性に注目し、雑音に埋もれた突発的信号の検出法を提案した。すなわち、DPTのn次stageの平滑化出力はn+2単調性（どの相続くn+2点をとっても単調であるという性質）をもち、この平滑化出力に人工的な微少振幅の2-単調パルス（持続時間が1点のパルス）を重畳させても、その平滑化出力の傾斜がある程度以上の部分ではそのn+2単調性は保存される。一方、それ以下の傾斜の部分（これを平坦部分と呼ぶ）は重畳雑音によりにその単調性は破壊されるため、再度DPTフィルタを作用させることによりその平坦部分に重畳した1点パルスだけを分離することができる。これにより信号の平坦部分と急傾斜の部分の分離認識が可能となり、急傾斜部分に突発的信号があったと判断される。ここではこれをシミュレーション実験で確かめるとともに、眼球運動におけるsaccade検出に応用した。その結果、従来よく使われている低域微分フィルタによるsaccade検出アルゴリズムでは誤認識ならびに誤検出いずれもが0となる検出は不可能であったのに対して、本方では両誤差とも0となる完全なsaccade検出が十分な余裕をもって可能であることが示された。
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