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凸最適化型部分空間追跡アルゴリズムのロバスト化と高速化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K13986
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

山田 功  東京工業大学, 工学院, 教授 (50230446)

研究分担者 湯川 正裕  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (60462743)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード信号処理 / 部分空間追跡 / 凸最適化
研究成果の概要

部分空間追跡問題は時々刻々観測されるランダムベクトルからその自己相関行列と固有ベクトルをオンライン推定する問題である。自己相関行列の推定誤差にロバストで高速な固有ベクトル推定を実現するには直交条件の担保と2次微分情報の活用が鍵になる.多様な応用への柔軟な拡張性を考慮した結果、本プロジェクトでは、[Nguyen,Yamada 2013]で観測されていた数値的不安定性の解消法の検討とエル1ノルムをペナルティ項に持つ新しいオンラインアルゴリズムへの拡張を行い、固有ベクトル系の可解釈性が高められることを確認している。さらに、これらの課題と相補的なパラメータ推定・信号復元問題を検討し、大きな成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

部分空間追跡は、オンライン型アルゴリズムであり、ビッグデータの分析に適用可能にした「主成分分析の一般化」と考えてよい。本プロジェクトでは、[Nguyen,Yamada 2013]で稀に観測されていた数値的不安定性の要因特定と不安定性を解消する簡易な手法を確立したばかりでなく、エル1ノルムをペナルティ項に持つ新しいオンラインアルゴリズムに拡張することにより、推定された固有ベクトルの可解釈性が高めることに成功した。更に上記課題に相補的なパラメータ推定・信号復元問題について検討し、大きな成果を得ることができた。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Exploiting Sparsity in Tight-Dimensional Spaces for Piecewise Continuous Signal Recovery2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Signal Processing

      巻: vol. 66 no. 24 ページ: 6363-6376

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Smoothing of adaptive eigenvector extraction in nested orthogonal complement structure with minimum disturbance principle2017

    • 著者名/発表者名
      Kakimoto Kenji、Yamagishi Masao、Yamada Isao
    • 雑誌名

      Multidimensional Systems and Signal Processing

      巻: 29 号: 1 ページ: 433-465

    • DOI

      10.1007/s11045-017-0528-2

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Nonlinear Acoustic Echo Cancellation by Exact-Online Adaptive Alternating Minimization2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E99.A 号: 11 ページ: 2027-2036

    • DOI

      10.1587/transfun.E99.A.2027

    • NAID

      130005267885

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Nested l_1-penalized Adaptive Normalized Quasi-Newton Algorithm for Sparsity-aware Generalized Eigen-subspace Extraction2018

    • 著者名/発表者名
      Kengo Uchida, Isao Yamada
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An l1-Penalization of Adaptive Normalized Quasi-Newton Algorithm for Sparsity-aware Generalized Eigenvector Estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Kengo Uchida, Isao Yamada
    • 学会等名
      IEEE SSP 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スパース性を活用した区分的ARXモデルの分割点推定2018

    • 著者名/発表者名
      黒田大貴、山岸昌夫、山田功
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ACCELERATION OF ADAPTIVE NORMALIZED QUASI-NEWTON ALGORITHM WITH IMPROVED UPPER BOUNDS OF THE CONDITION NUMBER2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kakimoto, Masao Yamagishi, Isao Yamada
    • 学会等名
      Proceedings of IEEE ICASSP 2017
    • 発表場所
      ニューオーリンズ
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Promoting Sparsity of Adaptive Generalized Eigenvector Estimation2017

    • 著者名/発表者名
      内田賢吾、山田功
    • 学会等名
      第32回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A Best Upper Bound of the Condition Number with Trace Constraints and Its Application to Subspace Tracking2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kakimoto, Masao Yamagishi, Isao Yamada
    • 学会等名
      Proceedings of IEICE SIP Symposium
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A design of regularizer for sparsity-aware recovery of certain piecewise continuous signals2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
    • 学会等名
      Proceedings of IEICE SIP Symposium
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Huber損失関数を用いたロバストな三重位相差型GPS2016

    • 著者名/発表者名
      森和也、北原大地、山岸昌夫、山田功
    • 学会等名
      第31回信号処理シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] STABILIZATION OF ADAPTIVE EIGENVECTOR EXTRACTION BY CONTINUATION IN NESTED ORTHOGONAL COMPLEMENT STRUCTURE2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kamimoto, Daichi Kitahara, Masao Yamagishi, Isao Yamada
    • 学会等名
      IEEE ICASSP 2016
    • 発表場所
      shanghai, China
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On a Projection Step by Generalized Orthogonal Complement Matrices for Adaptive Subspace Tracking2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kakimoto, Daichi Kitahara, Masao Yamagishi, Isao Yamada
    • 学会等名
      IEICE SIP Symposium
    • 発表場所
      いわき
    • 年月日
      2015-11-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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