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分散データリザレクション:柔軟性と効率性を兼ね備えた計測情報再構成技術の創出

研究課題

研究課題/領域番号 23K24866
補助金の研究課題番号 22H03610 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

小野 峻佑  東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (60752269)

研究分担者 田中 雄一  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10547029)
野々村 拓  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60547967)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード計測データ解析 / 分散最適化 / 逆問題 / 凸最適化 / 信号解析
研究開始時の研究の概要

本研究の目的をふまえ,以下の3フェーズで研究を進める.
1.構成フェーズ:事前知識とセンシングモデルを柔軟に反映できるDRのための最適化問題の一般型を定式化し,これを効率的に解く分散アルゴリズムを構成
2.解析フェーズ:構築したアルゴリズムの振る舞い(収束条件・収束レート・計算量)を理論的に解析
3.応用フェーズ:実際の高次元センシングデータへ応用し有効性を検証

研究実績の概要

本年度は、データリザレクション(DR)―データを効率的に計測し、そこからノイズや劣化を取り除き計測対象の情報全体を「蘇生」する一連のプロセス―のための最適化問題として,一般性を保ちつつ求解可能な目的関数や制約条件の構成を検討し,分散最適化アルゴリズムのプロトタイプを構成した.代表的な成果として、主-双対近接分離法に基づく分散センシングのためのセンサ配置アルゴリズムを開発するとともに、ハイパースペクトルイメージング、時系列衛星イメージング、材料イメージング等の、実計測問題へ応用展開した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

最適化問題の定式化とアルゴリズムのプロトタイプ開発が予定通り進んだ.一部機材の納品遅れがあり,2022年度に行えなかった検証実験があったものの、翌年度にはそれらもスムーズに遂行できた.また、当初は予定していなかった複数のイメージング課題への応用展開もいくつか進めることができたため、計画以上に進展していると判断できる。

今後の研究の推進方策

構成したDRアルゴリズムのプロトタイプをベースに、ステップサイズ設定の自動化や理論的な解析などを進める。これと並行し、さらに様々な実計測課題へ応用を進めることで、有効性を実証していく。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High-speed hyperspectral imaging enabled by compressed sensing in time domain2023

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Takizawa, Kotaro Hiramatsu, Matthew Lindley, Julia Gala de Pablo, Shunsuke Ono, Keisuke Goda
    • 雑誌名

      Advanced Photonics Nexus

      巻: 2 号: 02 ページ: 026008-026008

    • DOI

      10.1117/1.apn.2.2.026008

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhancing Spatio-Spectral Regularization by Structure Tensor Modeling for Hyperspectral Image Denoising2023

    • 著者名/発表者名
      Takemoto Shingo、Ono Shunsuke
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/icassp49357.2023.10095911

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Spatiotemporal Fusion of Satellite Images via Convex Optimization2023

    • 著者名/発表者名
      Isono Ryosuke、Naganuma Kazuki、Ono Shunsuke
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/icassp49357.2023.10095246

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Hyperspectral Anomaly Detection with Simultaneous Mixed Noise Removal via Constrained Convex Optimization2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Koyo、Ono Shunsuke
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/icassp49357.2023.10095232

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Static-Scene Constrained Optimization for Matrix/Tensor-Decomposition-free Foreground-Background Separation2023

    • 著者名/発表者名
      Naganuma Kazuki、Ono Shunsuke
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/icassp49357.2023.10095492

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-Resolution Convolutional Dictionary Learning for Riverbed Dynamics Modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi E.、Yasuda H.、Hayasaka K.、Otake Y.、Ono S.、Muramatsu S.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/icassp49357.2023.10096452

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparsity-Aware OCT Volumetric Data Restoration Using Optical Synthesis Model2022

    • 著者名/発表者名
      KOBAYASHI Ruiki、FUJII Genki、YOSHIDA Yuta、OTA Takeru、NIN Fumiaki、HIBINO Hiroshi、CHOI Samuel、ONO Shunsuke、MURAMATSU Shogo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computational Imaging

      巻: 8 ページ: 505-520

    • DOI

      10.1109/tci.2022.3183396

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Graph Spatio-Spectral Total Variation Model for Hyperspectral Image Denoising2022

    • 著者名/発表者名
      TAKEMOTO Shingo、NAGANUMA Kazuki、ONO Shunsuke
    • 雑誌名

      IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters

      巻: 19 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/lgrs.2022.3192912

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial Distribution of the Network Structure in Epoxy Resin via the MAXS-CT Method2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Hiroki、Aoki Mika、Ono Shunsuke、Watanabe Yuki、Yamamoto Satoru、Tanaka Keiji、Takenaka Mikihito
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 38 号: 37 ページ: 11432-11439

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.2c01741

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Data-Driven Sensor Selection Method Based on Proximal Optimization for High-Dimensional Data With Correlated Measurement Noise2022

    • 著者名/発表者名
      Nagata Takayuki、Yamada Keigo、Nonomura Taku、Nakai Kumi、Saito Yuji、Ono Shunsuke
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Signal Processing

      巻: 70 ページ: 5251-5264

    • DOI

      10.1109/tsp.2022.3212150

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Hyperspectral Image Fusion With Simultaneous Guide Image Denoising via Constrained Convex Optimization2022

    • 著者名/発表者名
      Takeyama Saori、Ono Shunsuke
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 60 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1109/tgrs.2022.3224480

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Enhancing Spatio-Spectral Regularization by Structure Tensor Modeling for Hyperspectral Image Denoising2023

    • 著者名/発表者名
      Takemoto Shingo、Ono Shunsuke
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust Spatiotemporal Fusion of Satellite Images via Convex Optimization2023

    • 著者名/発表者名
      Isono Ryosuke、Naganuma Kazuki、Ono Shunsuke
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust Hyperspectral Anomaly Detection with Simultaneous Mixed Noise Removal via Constrained Convex Optimization2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Koyo、Ono Shunsuke
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Static-Scene Constrained Optimization for Matrix/Tensor-Decomposition-free Foreground-Background Separation2023

    • 著者名/発表者名
      Naganuma Kazuki、Ono Shunsuke
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Resolution Convolutional Dictionary Learning for Riverbed Dynamics Modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi E.、Yasuda H.、Hayasaka K.、Otake Y.、Ono S.、Muramatsu S.
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LiGMEモデルを用いた多層非凸正則化によるグループスパース・低ランク凸最適化信号復元2023

    • 著者名/発表者名
      勝間朱里, 京地清介, 小野峻佑, アイヴァン セレスニック
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信号処理研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-speed time-domain Raman spectral imaging with compressed sensing2022

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Takizawa, Kotaro HIramatsu, Shunsuke Ono, and Kesuke Goda
    • 学会等名
      International Conference on Raman Spectroscopy
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガウシアン-スパース混合ノイズを考慮したハイパースペクトルパンシャープニング2022

    • 著者名/発表者名
      武山彩織, 小野峻佑
    • 学会等名
      第37回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 含有率マップの空間的相関を考慮したハイパースペクトルミクセル分解2022

    • 著者名/発表者名
      永松幸紀, 長沼一輝, 小野峻佑
    • 学会等名
      第37回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 制約付き凸最適化による混合ノイズを考慮したハイパースペクトル異常検出2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤航洋, 小野峻佑
    • 学会等名
      第37回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Primal-Dual Splitting Approach to Sparse Index Tracking2022

    • 著者名/発表者名
      山縣英介, 小野峻佑
    • 学会等名
      第37回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Matrix-Decomposition-Free Video Foreground-Background Separation Framework based on Static-Scene Constraint2022

    • 著者名/発表者名
      長沼一輝, 小野峻佑
    • 学会等名
      第37回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Convolutional Sparse Representation for Cross-Frame Similar Structure Modeling in Video Foreground-Background Separation2022

    • 著者名/発表者名
      長沼一輝, 小野峻佑
    • 学会等名
      第37回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Structure Tensor Regularization of Spatio-Spectral Difference for Hyperspectral Image Denoising2022

    • 著者名/発表者名
      竹本真悟, 小野峻佑
    • 学会等名
      第37回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Robust Spatiotemporal Method of Fusing Satellite Images by Constrained Optimization2022

    • 著者名/発表者名
      磯野凌輔, 長沼一輝, 小野峻佑
    • 学会等名
      第37回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] ハイパースペクトル画像のノイズ除去のためのグラフ空間-スペクトル全変動モデル

    • URL

      https://www.mdi.c.titech.ac.jp/publications/gsstv

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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