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情報量解析に基づく位相回復法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21500155
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 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

塩谷 浩之  室蘭工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90271642)

研究分担者 郷原 一寿  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40153746)
渡邉 真也  室蘭工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30388136)
連携研究者 渡邉 真也  室蘭工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30388136)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2009年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード位相回復 / 量子ノイズ / 多目的最適化 / 回折イメージング / 位相問題 / 情報量解析 / 電子解析 / フーリエ解析 / 逆問題 / 情報量 / 構造解析 / ヒルベルト空間
研究概要

本研究課題では,情報量を基盤とした位相回復法の理論構築・解析を行い,さらに,非周期的な物質構造の解析に貢献するために,回折パターンからの高効率な物質構造復元手法の確立を目的とし,情報数理による位相回復法を対象とした基礎理論と応用研究を行うことである.
位相問題において,不完全な実・逆空間の拘束条件が与えられた場合には,実像となる解の不定性や収束に至らない不安定性がある.このような不定な条件のもとでは,弱い意味での位相回復解を求めていく必要がある.そこで,実空間における弱解群の分布を求めることで,その解集合の性質を明らかにした.逆空間における不完全さとしての条件として,量子ノイズを含む回折パターンに着目した.実空間上のノルム体積有限なすべての関数で構成される関数空間を設定し,実像間の情報量解析において用いる分布間情報量を導入することで,弱位相回復解が球殻に分布することを見出した.そのアンサンブル平均が適切な解を与えており,ノイズ回折パターンからの単一な位相回復では,その平均解が得られないことを明らかにした.画像復元,特に位相問題がからむ回折イメージングにおいて,解となる像の分布に着目したのは我々が初めてであり,この研究成果は米国の光学専門の論文誌(OSA)に採録された.

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Low voltage electron diffractive imaging of atomic structure in single-wall carbon nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      O. Kamimura, Y. Maehara, T. Dobashi, K. Kobayashi, R. Kitaura, H. Shinohara, H. Shioya, and K. Gohara
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 98 ページ: 174103-174103

    • NAID

      120002989268

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1063/1.3582240

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Unsupervised Weight Parameter Estimation Method for Ensemble Learning2011

    • 著者名/発表者名
      M.Uchida, Y.Maehara, H.Shioya
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Modelling and Algorithms

      巻: Vol.10, No.4 号: 4 ページ: 307-322

    • DOI

      10.1007/s10852-011-9157-1

    • NAID

      130004672565

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low voltage electron diffractive imaging of atomic structure in single-wall carbon nanotubes2011

    • 著者名/発表者名
      O.Kamimura, Y.Maehara, T.Dobashi, K.Kobayashi, R.Kitaura, H.Shinohara, H.Shioya, K.Gohara
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 98(17)

    • NAID

      120002989268

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spherical shell structure of distribution of images reconstructed by diffractive imaging2010

    • 著者名/発表者名
      H. Shioya, Y. Maehara, K. Gohara
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America

      巻: Vol. 27 Issue 5 ページ: 1214-1218

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1364/JOSAA.27.001214

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Spherical shell structure of distribution of images reconstructed by diffractive imaging2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shioya, Yosuke Maehara, Kazutoshi Gohara
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America

      巻: 27-5 ページ: 1214-1218

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Information-Theoretic Approach to Phase Retrieval2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shioya, Yosuke Maehara, Shinya Watanabe, Kazutoshi Gohara
    • 雑誌名

      International Journal of Information and Management Sciences

      巻: 21 ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical analysis of an on-line adaptive system using a mixture of Bavesian networks2010

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kitakoshi, Hiroyuki Shioya Ryohei Nakano
    • 雑誌名

      Information Sciences

      巻: 180-15 ページ: 2856-2874

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Information-Theoretic Approach to Phase Retrieval2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shioya, Y.Maehara, S.Watanabe, K.Gohara
    • 雑誌名

      International Journal of Information and Management Sciences 21

      ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spherical shell structure of distribution of images reconstructed by diffractive imaging2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shioya, Y.Maehara, K.Gohara
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America Vol.27,Iss.5

      ページ: 1214-1218

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical analysis of an on-line adaptive system using a mixture of Bayesian networks2010

    • 著者名/発表者名
      D.Kitakoshia, H.Shioya, R.Nakano
    • 雑誌名

      Information Sciences(Elsevier) (Online in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 進化型多目的最適化に基づく少数方向投影からのCT画像再構成2011

    • 著者名/発表者名
      大江将悟, 渡邉真也, 塩谷浩之
    • 学会等名
      情報処理学会数理モデル化と問題解決
    • 発表場所
      室蘭工業大学
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] An adaptation system to unknown environment by modifying the parameters of profit-sharing method and using mixture probability2011

    • 著者名/発表者名
      P. Uthai, D. Kitakoshi, H. Shioya
    • 学会等名
      Proceedings of International Workshop on Advanced Computational Intelligence and Intelligent Information
    • 発表場所
      (Suzhou,CHINA) CD-ROM
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] A study on sparse CT algorithms using the Fourier phase retrieval2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Nishida, Shinya Watanabe, Hiroyuki Shioya, Kazutoshi Gohara
    • 学会等名
      インテリジェントシステムシンポジウム2010
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2010-09-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 動的サポート領域推定のための進化的位相回復2010

    • 著者名/発表者名
      渡邉真也, 塩谷浩之, 郷原一寿
    • 学会等名
      インテリジェントシステムシンポジウム2010
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Phase retrieval based on an Evolutionary Multicriterion Optimization method2010

    • 著者名/発表者名
      Shinya Watanabe, Hiroyuki Shioya, Kazutoshi Gohara
    • 学会等名
      IEEE Congress on Evolutionary Computati on (WCCI2010)
    • 発表場所
      スペインバルセロナ
    • 年月日
      2010-06-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Phase retrieval based on an Evolutionary Multicriterion Optimisation method2010

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, H. Shioya, K. Gohara
    • 学会等名
      IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • 年月日
      2010-01-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 進化計算に基づく位相回復法に関する検討2009

    • 著者名/発表者名
      塩谷浩之、渡邉真也、郷原一寿
    • 学会等名
      FAN2009シンポジュウム
    • 発表場所
      会津大学
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Statistical Inference-The Minimum Distance Approach2011

    • 著者名/発表者名
      A.Basu, H.Shioya, C.Park
    • 総ページ数
      420
    • 出版者
      CRC Press (A Chapman & Hall Book)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] 位相回復法の平均化法2011

    • 発明者名
      郷原一寿,塩谷浩之
    • 権利者名
      北海道大学,室蘭工業大学
    • 産業財産権番号
      2011-096788
    • 出願年月日
      2011-04-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [産業財産権] フーリエ反復位相回復法2011

    • 発明者名
      郷原一寿, 塩谷浩之
    • 権利者名
      北海道大学, 室蘭工業大学
    • 出願年月日
      2011-04-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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