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圧縮センシングのダンピング付き反復再構成法の解析と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K12496
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関広島市立大学

研究代表者

三村 和史  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (40353297)

研究分担者 竹内 純一  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80432871)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード圧縮センシング / 近似的確率伝搬法 / ダンピング / 経路積分法 / 反復再構成法 / スパース重ね合わせ符号 / 情報学 / 情報理論 / 情報統計力学
研究成果の概要

本研究課題は,広い応用のある圧縮センシングの推定手法の解析を目的とする。時間計算量を小さくするために,反復推定アルゴリズムが用いられている。ダンピングを導入した場合の反復推定アルゴリズムを解析した。IST および Orthogonal AMP にダンピングを導入したアルゴリズムを解析し,ダンピングを導入しても Onsager項はダンピング項には影響がないことを示し,ダンピングを導入した Orthogonal AMP の結果が,ダンピングを導入した AMP を説明することを示した。 結果は,適用範囲の広い効率的なアルゴリズム開発に適用できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

圧縮センシングの反復推定アルゴリズムは時間計算量が小さく,応用でとても重要になる。しかし,現在の反復推定アルゴリズムは,観測行列の性質によっては発散してしまう問題があり,比較的狭いクラスの観測行列でしか直接適用することが困難であり,人為的にダンピングなどを導入することなどが必要になる。本研究課題の結果は,そのような反復計算を安定にさせ,適用範囲を広くしたうえで効率的なアルゴリズム開発に適用でき,様々な応用への貢献が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 15件、 招待講演 10件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] King's College London(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] King's College London(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Columbia University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Statistical mechanics of CDMA multiuser detector implemented in coherent Ising machine2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Aonishi, Kazushi Mimura, Masato Okada, and Yoshihisa Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 124 号: 23 ページ: 233102-233102

    • DOI

      10.1063/1.5041998

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Critical memory capacity of Hopfield model implemented in coherent Ising machine2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Aonishi, Masato Okada, Kazushi Mimura, and Yoshihisa Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 124 号: 15 ページ: 152129-152129

    • DOI

      10.1063/1.5041997

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Improved Analysis of Least Squares Superposition Codes with Bernoulli Dictionary2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Takeishi and Jun'ichi Takeuchi
    • 雑誌名

      http://arxiv.org/abs/1801.02930

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Statistical Mechanics of Coherent Ising Machine - The Case of Ferromagnetic and Finite-Loading Hopfield Models -2017

    • 著者名/発表者名
      Toru Aonishi, Kazushi Mimura, Shoko Utsunomiya, Masato Okada, and Yoshihisa Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 10 ページ: 104002-104002

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.104002

    • NAID

      40021340771

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bitwise MAP Estimation for Group Testing based on Holographic Transformation2016

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Wadayama, Taisuke Izumi, and Kazushi Mimura
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals

      巻: E99-A ページ: 2147-2154

    • NAID

      130005170498

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] スパース推定のためのダンピングAMPの解析と深層展開2020

    • 著者名/発表者名
      三村和史,森健,竹内純一
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of Damped Approximate Message Passing Algorithms2019

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura and Jun'ichi Takeuchi
    • 学会等名
      Proc. of the 2019 Information Theory Workshop (ITW2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A stable iterative sparse recovery algorithm and its analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura
    • 学会等名
      APSCIT 2019 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Property of measurements in the noisy group testing scheme2019

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura
    • 学会等名
      the 2019 International Conference for Leading and Young Computer Scientists (IC-LYCS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 閉曲面三角メッシュからの「おおまかな形特徴量」抽出2019

    • 著者名/発表者名
      山田亮,三村和史,吉安徹
    • 学会等名
      第108回人工知能基本問題研究会 (SIG-FPAI)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Property of measurements in the noisy group testing scheme2019

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura
    • 学会等名
      2019 International Conference for Leading and Young Computer Scientists (IC-LYCS 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On dynamics of iterative sparse recovery algorithms2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura
    • 学会等名
      CCF YOCSEF workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Typical Performance of Sparse Signal Recovery from a Linear Measurement with Large Coherence2018

    • 著者名/発表者名
      Minori Ihara, Kazunori Iwata, Nobuo Suematsu, and Kazushi Mimura
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Shape Matching Method Considering Computational Feasibility2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamamoto, Kazunori Iwata, Nobuo Suematsu, and Kazushi Mimura
    • 学会等名
      2018 International Conference on Signal Processing and Machine Learning (SPML2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on dynamics of iterative sparse recovery algorithms2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura
    • 学会等名
      Japan-Singapore Workshop on Coding and Information Theory
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anneal Average Distance Distribution of Measurement vectors in Non-adaptive Group Testing2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura and Tadashi Wadayama
    • 学会等名
      The 2018 International Conference on Applied Mathematics and Computational Science (ICAMCS2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スパース重ね合わせ符号のためのBayes最適AMP復号器2018

    • 著者名/発表者名
      波多江優和,三村和史,川喜田雅則,竹内純一
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] コヒーレント・イジングマシーンの統計力学 -CDMAマルチユーザ復号器の場合-2018

    • 著者名/発表者名
      青西亨,三村和史,岡田真人,山本喜久
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] コヒーレントイジングマシンの統計力学 -離散シナプスを持つHopfieldモデルの解析-2018

    • 著者名/発表者名
      中川瞬希,青西亨,三村和史,岡田真人,山本喜久
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 反跳場項がキャンセルできる縮小写像に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      三村和史
    • 学会等名
      第2回情報理論および符号理論とその応用ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大きなコヒーレンスを持つ観測によるスパース推定の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      井原みのり,岩田一貴,末松伸朗,三村和史
    • 学会等名
      第2回情報理論および符号理論とその応用ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間結合圧縮センシングによるスパース重ね合わせ符号の復号について2017

    • 著者名/発表者名
      波多江優和,宮本耕平,川喜田雅則,三村和史,竹内純一
    • 学会等名
      情報理論研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Morphological characterization of 3D shape with curvature flow and spherical harmonics decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Fujii, Kohei Suzuki, Ayako Iwasaki, Takuya Okada, Kazushi Mimura, and Ryo Yamada
    • 学会等名
      The 2017 IEEE International Symposium on Biomedical Imaging
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スパース重ね合わせ符号の状況と課題2017

    • 著者名/発表者名
      竹内純一,三村和史
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会若手研究者のための講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イジング模型の同期的反復過程の定常状態の解析2016

    • 著者名/発表者名
      三村和史,ACC Coolen
    • 学会等名
      情報理論とその応用シンポジウム
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Upper Bounds for the Number of Solutions to Spatially Coupled Sudokus2016

    • 著者名/発表者名
      Tadahiro Kitazono and Kazushi Mimura
    • 学会等名
      2016 IEEE International Symposium on Information Theory and its Applications (ISITA2016)
    • 発表場所
      モントレー(アメリカ)
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Progress in Compressed Sensing2016

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura
    • 学会等名
      RIMS (Research Institute for Mathematical Sciences, Kyoto Univerisity) Research Project
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distance Distribution of Nonlinear Codes in Nonlinear Measurement Systems -Analysis of Noisy Group Testing-2016

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Mimura
    • 学会等名
      Seminar at Institute for Mathematical and Molecular Biomedicine, King's college London
    • 発表場所
      ロンドン(イギリス)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An Improved Upper Bound on Block Error Probability of Least Squares Superposition Codes with Unbiased Bernoulli Dictionary2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Takeishi, Jun'ichi Takeuchi
    • 学会等名
      2016 IEEE International Symposium on Information Theory
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] すべての細胞は真ん丸に2016

    • 著者名/発表者名
      藤井庸祐, 鈴木康平, 岡田卓也, 岩崎絢子, 三村和史, 山田亮
    • 学会等名
      バイオイメージ・インフォマティクスワークショップ 2016
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Barron and Cover's Theory in Supervised Learning and its Application to Lasso2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Kawakita and Jun'ichi Takeuchi
    • 学会等名
      33rd International Conference on Machine Learning
    • 発表場所
      ニューヨーク(アメリカ)
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.info.hiroshima-cu.ac.jp/~mimura/index_j.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://prl.info.hiroshima-cu.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.me.inf.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 三村和史のページ

    • URL

      http://www.info.hiroshima-cu.ac.jp/~mimura/index_j.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Kazushi Mimura / 三村和史

    • URL

      http://www.info.hiroshima-cu.ac.jp/~mimura/index_j.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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