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非凸型モデルで表現されたシステム同定問題の新解法とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J06921
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関東京工業大学

研究代表者

黒田 大貴  東京工業大学, 工学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードシステム同定 / 非凸型モデル / 区分的連続システム / ハイブリッドシステム / スパース表現 / 最適化 / スパース推定
研究実績の概要

本研究は,従来の標準的な最適化戦略で解決不能な「非凸型モデルで表現されたシステム同定問題」に対して信頼できる新解法を確立することを目標に据えており,特に,信号処理・制御工学等で重要な「入力信号に対して不連続な応答を有するシステム」に注目している.
昨年度までの研究では,「一次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に対し,戦略的に設計した線形変換を用いることで,システムの出力信号に潜むスパース性が顕在化されることを明らかにした.また,この新たに発見されたスパース性を最大限に活用することで,信頼性の高い同定手法を実現している.
本年度において,この研究成果を纏めた論文が信号処理に関するトップジャーナル「IEEE Transactions on Signal Processing」に採択され,提案法の有効性が国際的に認められることとなった.
今年度の研究では,前年度に開発したスパース性顕在化と活用法のアイディアを「区分的定常プロセスの変化点検知問題」に応用し,音声セグメンテーション等を目的とした数値実験において提案法が既存法を著しく上回る推定精度を達成することを確認している.更には,制御工学分野における主要課題の一つである「離散・連続ダイナミクスが混在したハイブリッドシステム同定問題」等への応用を見据え,「多次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に取り組み,提案法の戦略を一般化することに成功している.この成果をまとめた論文は制御工学分野の主要国際会議(American Control Conference 2019)に採録が決定されている.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 備考 (1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: 66 号: 24 ページ: 6363-6376

    • DOI

      10.1109/tsp.2018.2876328

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Piecewise Affine System Identification by Exploiting Sparsity in Tight-Dimensional Spaces2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, and Isao Yamada
    • 学会等名
      American Control Conference 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploiting Sparsity in Tight Representations for Piecewise Affine System Identification2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, and Isao Yamada
    • 学会等名
      33rd IEICE SIP Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [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] Exploiting Sparsity in Tight Representations for Identification of Hybrid Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, and Isao Yamada
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Alternating Minimization Approach for Identification of Piecewise Continuous Hammerstein Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, and Isao Yamada
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recovery of Piecewise Finite-Dimensional Continuous Signals by Exploiting Sparsity2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, and Isao Yamada
    • 学会等名
      International Conference on Sampling Theory and Applications (SampTA)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploiting Sparsity for Recovery of Finite-Dimensional Piecewise Continuous Signals2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, and Isao Yamada
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Alternating Minimization Approach for Identification of Hammerstein Systems with Discontinuous Nonlinearities2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, and Isao Yamada
    • 学会等名
      32nd IEICE SIP Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 山田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.sp.ce.titech.ac.jp/index.php?%BB%B3%C5%C4%B8%A6%B5%E6%BC%BC

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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