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Volterra型非線形適応システムの理論解析と高速適応アルゴリズムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12650395
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 情報通信工学
研究機関中央大学

研究代表者

趙 晋輝  中央大学, 理工学部, 教授 (60227345)

研究分担者 辻井 重男  中央大学, 理工学部, 教授 (50020350)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード非線形系 / デジタル信号処理 / 適応信号処理 / Volterra系 / RLSアルゴリズム / LMSアルゴリズム / RLS アルゴリズム / LMS アルゴリズム / 適応フィルタ / Volterraフィルタ / 非線形フィルタ / 誤差曲面 / 収束解析 / 曲率解析 / 高速算法
研究概要

本研究では,非線形適応システムのうち,Volterra級数展開をシステムモデルとして用いたVolterra型非線形適応システムの理論解析を行い,特に適応収束の不安定な要因と成る,誤差曲面の自明でない幾何学的な特徴を明らかにした。この理論解析に基づいて,安定で高速な適応アルゴリズムの開発と実現している。
まず、正規分布の入力の場合,誤差曲面の主曲率と主軸を固有値と固有ベクトルより、1方向上の主曲率だけが著しく大きく,他のもののN倍のオーダ(NはVolterraシステムの線形項の数とする)である,つまり,ある方向上においてのみ著しく急峻で,他の方向では比較的に平坦である,という興味深い特徴を明らかにしている,この事実は、Volterra系の誤差曲面も著しくゆがんでいる、また、その適応推定問題は、常に悪条件或いは不良設定問題であることを意味する.
この理論解析の結果に基づいて、高速適応アルゴリズムを開発している。まず、白色入力の場合では、誤差曲面の幾何学形状に適した高速適応アルゴリズムの考案をする。具体的に,誤差曲面の主曲率の逆数をその主軸方向のステップサイズとして採用して,最急降下法と同程度の計算量で,ニュートンラフソン法と同程度の収束速度を有する適応アルゴリズムを提案する.次に有色入力の場合では、白色化操作を行うことで,白色信号に対する高速適応アルゴリズムを利用して,有色信号に対しても,RLS型の演算を高速化する適応アルゴリズムを開発する.
特に,2次系の場合では、RLS法はO(N^5)の計算を必要とするが,新規アルゴリズムは,LMS法と同程度のO(N^2)の計算量で,RLS法の同様な収束速度を有する.

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (47件)

  • [文献書誌] 趙晋輝, 猪股 篤: "Volterra形非線型適応フィルタの誤差曲面と収束特性の解析""電子情報通信学会論文誌(A). Vol.J85-A No.6. 809-816 (1999)

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  • [文献書誌] 趙 晋輝, 宇野 晋平, 久保田 智規, 猪股 篤: "Volterra形非線形FIR適応フィルタの高速収束算法に関する考察"電子情報通信学会論文誌(A). Vol.J83-A No.4. 370-378 (2000)

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  • [文献書誌] Jinhui Chao, Atsushi Inomata, Sinpei Uno: "Convergence analysis and fast algorithm for Volterra ADF"Proceedings of EUROSIPCO1998,1998. Vol.I. 370-378 (1998)

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  • [文献書誌] J.Chao, T.Kubota, S.Uno: "Fast RLS adaptive algorithm of quadratic Volterra adaptive filters"Proceeding of the 2000 EUROSIPCO 2000. 142-145 (2000)

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  • [文献書誌] J.Chao, A.Inomata, T.Kubota, S.Uno: "Error surface analysis and fast RLS adaptive algorithm of quadratic Volterra ADF"Proceeding of the 2001 IEEE-EURASIP Nonlinear Signal and Image Processing Workshop, NSIP2001. (2001)

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  • [文献書誌] J.Chao, M.Hoshino, T.Kitamura, K.Masuda: "A multilayer RBF network and its supervised learning"Proceeding of Int.Joint Conf.on Neural Networks, IJCNN2001. 1195-2000 (2001)

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  • [文献書誌] J.Chao, M.Hoshino, T.Kitamura, K.Masuda: "A new pyramid network and its generalization performance"Proceeding of Int.Joint Conf.on Neural Networks, IJCNN2001. 2811-2816 (2001)

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  • [文献書誌] J.Chao, M.Hoshino, T.Kitamura, K.Masuda: "A multilayer RBF network and its supervised learning""Neural Information Processing", Ed.Liming Zhang, Fanji Gu, Fudan Univ.Press, Proceeding of ICONIP2001. 3. 1366-1371 (2001)

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  • [文献書誌] Miho Hoshino, Jinhui Chao: "Generalization Performance of pyramid network and its generalization performance"To be published at Int.Joint Conf.on Neural Networks, IJCNN2002. (2002)

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  • [文献書誌] J.Chao: "Analysis of Volterra ADF and fast RLS algorithm"To be published in Int.Joint Conf.on Signal Processing, ICSP2002. (2002)

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  • [文献書誌] 阿部和正, 久保田智規, 趙晋輝: "ガウス分布に従わない入力信号に対するVolterra型非線形適応フィルタの高速RLS算法の有効性に関する考察"2002年電子情報通信学会ソサアティ大会. A-4-6. (2001)

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  • [文献書誌] 星野美保, 北村佐久, 増田健, 鈴木正樹, 趙晋輝: "RBFネットワークの多層化とピラミッド型ネットワークの提案"2002年電子情報通信学会ソサアティ大会. D-2-21. (2001)

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  • [文献書誌] 久保田智規, 宇野新平, 阿部和正, 趙晋輝: "Volterra型非線形適応フィルタの高速で数値安定なRLS算法とその非正規分布入力信号に対する有効性に関する考察"15回電子情報通信学会ディジタル信号処理シンポジウム論文集. A2-1. 137-142 (2000)

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  • [文献書誌] 星野美保, 北村佐久, 増田健, 鈴木正樹, 趙晋輝: "RBFネットワークの多層化とピラミッド型ネットワークの提案"15回電子情報通信学会ディジタル信号処理シンポジウム論文集. A1-4. (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 星野美保, 北村佐久, 増田健, 鈴木正樹, 趙晋輝: "RBFネットワークの多層化とピラミッド型ネットワークの提案"電子情報通信学会ディジタル信学技報. NC2000-160. 31-38 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 星野美保, 趙晋輝: "SVMネットワークの高速化と拡張に関する考察"2002年電子情報通信学会ソサアティ大会. D-2-9. (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hoshino, J.Chao: "Generalization performance of pyramid network"To be published at Int.Joint Conf.on Neural Networks, IJCNN2002. (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 星野美保, 趙晋輝: "SVMネットワークの高速化と拡張に関する考察"電子情報通信学会ディジタル信学技報. NC2002-03. 237-242 (2002)

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  • [文献書誌] J. Chao, A. Atsushi: "Analysis of Error surface and convergence of Volterra quadratic adaptive filters"Transactions of IEICE. Vol. J82-A no. 6. 809-816 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Chao, S. Uno, T. Kubota, A. Inomata: "Fast adaptive algorithms of Volterra FIR ADF"Transactions of IEICE. Vol. J82-A no. 4. 370-378 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Chao, A. Inomata, S. Uno: "Convergence analysis and fast converging algorithms for Volterra ADF"Proceedings of EUROSISCO'98 Greece. (1998)

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  • [文献書誌] J. Chao, T. Kubota, S. Uno: "Fast RLS algorithm for quadratic Volterra adaptive filters"Proceeding of EUROSIPC0 2000. 142-145 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Chao, A. Inomata, T. Kubota, S. Uno: "Error surface analysis and fast RLS adaptive algorithm of quadratic Volterra ADF"Proceeding of NSIP2001. the 2001 IEEE-EURASIP Nonlinear Signal and Image Processing Workshop 2001, TuePmOr6.

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Chao, M. Hoshino, T. Kitamura, K. Masuda: "A Multilayer RBF network and its supervised learning"Proceeding of IJCNN2001. 1195-2000 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Chao, M. Hoshino, T. Kitamura, K. Masuda: "A new pyramid network and its generalization performance"Proceeding of IJCNN2001. 2811-2816 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Chao, M. Hoshino: "A Multilayer RBF network and its supervised learning""Neural Information Processing" Ed. by L. Zhang, F. Gu, Fudan Univ. Press, Proceeding ICONIP. Vol.3. 1366-1371 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hoshino, J. Chao: "Generalization Performance of pyramid network and its generalization performance"Proceeding of IJCNN2002. (to be published in). (2002)

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  • [文献書誌] J. Chao: "Analysis of Volterra ADF and Fast RLS algorithm"Proceeding of The 6th International Conference on Signal Processing (ICSP02).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Abe, T. Kubota, J. Chao: "Fast ELS algorithms of Volterra ADF with non Gaussian input signals"IEICE Society 2000 Conference. A-4-6. 97 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hoshino, S. Kitamura, K. Masuda, M. Suzuki. J. Chao: "Multiplayer RBF networks and pyramid network"IEICE Society 2000 Conference. D-2-21. 28 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kubota, S. Uno, K. Abe, J. Chao: "Fast and stable RLS algorithm for Volterra with non gaussian inputs"Proceeding of the 15-th IEICE DSP symposium. A2-1. 137-142 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hoshino, S. Kitamura, K. Masuda, M. Suzuki, J. Chao: "Multiplayer RBF networks and pyramid network"Proceeding of the 15-th IEICE DSP. A1-4. 19-24 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hoshino, S. Kitamura, K. Masuda, M. Suzuki, J. Chao: "Multiplayer RBF networks and pyramid network"IEICE Technical Report on Neuron computing. Vol. NC2000-160 (2001-03). 31-38 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hoshino, J. Chao: "Representation capability and generalization of multilayer RBF networks and pyramid network"Proceeding of IEICE DSP 2001, symposium.

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hoshino, J. Chao: "On extension and fast algorithm Support vector machine"EICE Society 2002 Conference. D-2-9. (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hoshino, J. Chao: "On extension and fast algorithm Support vector machine"JEICE Technical Reports on Neuron Computing NC2001, (2002-03). 237-242

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miho Hoshino, Jinhui Chao: "Generalization Performance of pyramid network and its generalization performance"Proceeding of Int. Joint Conf. on Neural Networks, IJCNN2002. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J. Chao, M. Hoshino, T. Kitamura, K. Masuda: "A new pyramid network and its generalization performance"Proceeding of Int, Joint Conf. on Neural Networks, IJCNN2001. 2811-2816 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J. Chao, A. Inomata, T. Kubota, S. Uno: "Error surface analysis and fast RLS adaptive algorithm of quadratic Volterra ADF"Proceeding of the 2001 IEEE-EURASIP Nonlinear Signal and Image Processing Workshop, NSIP2001. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Jinhui Chao, Kubota Tomonori, Uno Sinpei: "Fast RLS algorithm for quadratic Volterra adaptive filters"Proceedings of European Signal Processsing Conference, Eusipco2000. 142-145 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 趙 晋輝, 宇野 晋平, 久保田 智規, 猪股 篤: "Volterra形非線形FIR適応フィルタの高速収束算法に関する考察"電子情報通信学会論文誌(A). Vol.J83-A No.4. 370-378 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 趙晋輝, 猪股 篤: "Volterra形非線型適応フィルタの誤差曲面と収束特性の解析""電子情報通信学会論文誌(A). Vol.J82-A No.6. 809-816 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 趙晋輝,宇野晋平,久保田智規,猪股篤: "Volterra形非線形FIR適応フィルタの高速収束算法に関する考察"電子情報通信学会論文誌(A). J83-A・4. 370-378 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Jinhui Chao,Kubota Tomonori,Uno Sinpei: "Fast RLS algorithm for quadratic Volterra adaptive filters"Proc.of Eusipco2000. 142-146 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 趙晋輝,猪股篤: "Volterra形非線型適応フィルタの誤差曲面と収束特性の解析"電子情報通信学会論文誌(A). J82-A・6. 809-816 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 久保田智規,宇野晋平,阿部和正,趙晋輝: "Volterra型非線形適応フィルタの高速で数値安定なRLS算法とその非正規分布入力信号に対する有効性に関する考察"電子情報通信学会デジタル信号処理シンポジウム論文集. A2-1. 137-142 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 阿部和正,久保田智規,趙晋輝: "ガウス分布に従わない入力信号に対するVolterra型非線形適応フィルタの高速RLS算法の有効性に関する考察"電子情報通信学会ソサアティ大会講演論文集. A-4-6. 97 (2000)

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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