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数値解析・応用数学的アプローチによる高解像光トモグラフィ実現のための基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 25287028
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関京都大学

研究代表者

磯 祐介  京都大学, 情報学研究科, 教授 (70203065)

研究分担者 藤原 宏志  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (00362583)
久保 雅義  京都大学, 情報学研究科, 講師 (10273616)
山田 幸生  電気通信大学, 学内共同利用施設等, 教授 (10334583)
大石 直也  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40526878)
今井 仁司  同志社大学, 理工学部, 教授 (80203298)
東森 信就  一橋大学, 経済学研究科(研究院), その他 (10397573)
連携研究者 福山 秀直  京都大学, 大学院医学研究科, 教授 (90181297)
研究協力者 西田 孝明  京都大学, 名誉教授
山本 昌宏  東京大学, 教授
劉 太平  台湾中央研究院, 数学研究所
Dmitri Anikonov  ロシア科学アカデミーSobolev, 数学研究所
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード応用数学 / 数理モデル / 数値数学 / 光トモグラフィ / 大規模数値計算 / 微分方程式 / 逆問題解析 / 数理モデリング / 多倍長数値計算 / DOT / 数値解析
研究成果の概要

本課題研究は "光トモグラフィ(DOT)"の実現を目指した数理科学的な基礎研究であり、DOT を輸送方程式(RTE)の未知係数決定問題として扱った。時間分解計測を観測データとする問題設定では、未知係数の不連続性の再現を逆問題の数値計算によって示し、DOT 実現の一つの方向性を示した。また定常観測データを利用する設定では順問題の繰り返し解法による
手法を提案し、RTE の高精度数値解法について成果を得た。さらに数値計算で利用した双曲型偏微分方程式の高精度数値解法である CIP法の収束性に関して未解決問題を解決した。

報告書

(4件)
  • 2016 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] 線型移流方程式を解くCIP法の安定性2015

    • 著者名/発表者名
      田中大毅, 藤原宏志, 西田孝明, 磯祐介
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌

      巻: 25 ページ: 91-104

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高精度積分則と GPU による3次元輻射輸送方程式の大規模計算の高速化2015

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志, 大石直也
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1957 ページ: 68-80

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] メモリアクセスを考慮した輻射輸送方程式の並列計算の検討2015

    • 著者名/発表者名
      藤原 宏志
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 15 ページ: 61-66

    • NAID

      40020679511

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Uncinate Fasciculus as a Predictor of Conversion from aMCI to Alzheimer Disease2015

    • 著者名/発表者名
      Hiyoshi-Taniguchi K, Oishi N. 他
    • 雑誌名

      J. Neuroimaging

      巻: 25 ページ: 748-753

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical modeling of photon migration in the cerebral cortex of the living rat using the radiative transport equation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Fujii, S. Okawa, Y. Yamada 他
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 9333

      巻: 番無

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A remark on the Courant-Friedricks-Lewy condition in finite difference approach to PDE's2014

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, N. Higashimori, M. Kubo, H.Fujiwara, Y. Iso
    • 雑誌名

      Advances in Applied Mathematics and Mechanics

      巻: 6 ページ: 693-698

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Courant-Friedrichs-Lewy条件についての注意2014

    • 著者名/発表者名
      安部公輔, 東森信就, 久保雅義, 藤原宏志, 磯祐介
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文誌

      巻: 24 ページ: 15-26

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aveiro Discretization Method in Mathematics: A New Discretization Principle2014

    • 著者名/発表者名
      L.P. Castro, H. Fujiwara, M.M. Rodrigues, S. Saitoh and V. K. Tuan
    • 雑誌名

      Mathematics Without Boundaries; Surveys in Pure Mathematics, Pardalos, Panos M., Rassias, Themistocles M. (Eds

      巻: 単行本のためなし

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How to catch smoothing properties and analyticity of functions by computers?2014

    • 著者名/発表者名
      L. P. Castro, H. Fujiwara, T.Qian, and S.Saitoh
    • 雑誌名

      Mathematics Without Boundaries; Surveys in Pure Mathematics, Pardalos, Panos M., Rassias, Themistocles M. (Eds

      巻: 単行本のためなし

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical realization of the diuse optical tomography based on time dependent measurement2015

    • 著者名/発表者名
      磯 祐介
    • 学会等名
      2015 Taiwan-Japan Joint Workshop on Inverse Problems
    • 発表場所
      国立台湾大学天文数学館2階(中華民国・台北市)
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Multiple-Precision Arithmetic on MATLAB for Numerical Computations2015

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Joint Workshop on Inverse Problems
    • 発表場所
      国立台湾大学天文数学館2階(中華民国・台北市)
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CIP法の数理解析2015

    • 著者名/発表者名
      磯 祐介
    • 学会等名
      日本計算数理工学会第28回フォーラム
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館
    • 年月日
      2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mathematical and numerical analysis for the radiative transport equation2015

    • 著者名/発表者名
      磯 祐介
    • 学会等名
      11th IGAKUKEN international symposium: Advances in Biomedical Optical Imaging
    • 発表場所
      東京都医学総合研究所講堂
    • 年月日
      2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 球面上の高精度数値積分則の3次元輻射輸送方程式への応用2014

    • 著者名/発表者名
      藤原 宏志
    • 学会等名
      連続体力学の数理 CoMFoS14
    • 発表場所
      京都大学学友会館
    • 年月日
      2014-10-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高精度積分則とGPUによる3次元輻射輸送方程式の大規模計算の高速化2014

    • 著者名/発表者名
      藤原 宏志, 大石 直也
    • 学会等名
      RIMS研究集会「新時代の科学技術を牽引する数値解析学」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 球面上の高精度積分則とある非適切問題への応用2014

    • 著者名/発表者名
      藤原 宏志
    • 学会等名
      第63回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] An Accurate Quadrature Rule on the Sphere for the Fast Computation of the Radiative Transport Equation2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fujiwara
    • 学会等名
      EASIAM 2014
    • 発表場所
      Ambassador City Jomtien, Pattaya, Chonburi, Thailamd
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A remark on the Courant-Friedrichs-Lewy condition in finite difference approach to PDE's2013

    • 著者名/発表者名
      Yuusuke Iso, Hiroshi Fujiwara
    • 学会等名
      The 9th East Asia SIAM Conference
    • 発表場所
      The Newton Hotel, Bandung
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Courant-Friedrichs-Lewy 条件についての一つの注意2013

    • 著者名/発表者名
      安部公輔, 東森信就, 久保雅義, 藤原宏志, 磯祐介
    • 学会等名
      日本数学会2013年度秋季総合分科会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 数値解析学と多倍長計算による高精度・高信頼な数値計算の実現2013

    • 著者名/発表者名
      藤原宏志
    • 学会等名
      日本学術会議 第3回計算力学シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] exflibによる平行Poiseuille流れの不安定性解析の高精度化2013

    • 著者名/発表者名
      渡部善隆, 藤原 宏志, 中尾 充宏
    • 学会等名
      日本応用数理学会2013年度年会
    • 発表場所
      アクロス福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 新しい線形代数学通論2014

    • 著者名/発表者名
      磯 祐介
    • 総ページ数
      234
    • 出版者
      サイエンス社
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 光学測定方法及び光学測定装置2015

    • 発明者名
      大石直也、鈴木崇士、福山秀直、奥野拓也、菅沼寛
    • 権利者名
      大石直也、鈴木崇士、福山秀直、奥野拓也、菅沼寛
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-154382
    • 出願年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Taiwan-Japan Joint Workshop on Inverse Problems2015

    • 発表場所
      国立台湾大学天文数学館2階(中華民国・台北市)
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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