• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

機械学習を用いた信号検出とパラメータ推定

公募研究

研究領域重力波物理学・天文学:創世記
研究課題/領域番号 20H04731
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

中平 勝子  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (80339621)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードパラメータ推定 / 機械学習 / 信号候補 / 信号検出
研究開始時の研究の概要

本研究は,データを説明する特徴量が類似したもの毎に分類する機械学習やそれを発展させた深層学習を,物理現象における観測波形のパラメータ推定に適用し,波形を特徴付けるパラメータの抽出に適した特徴量空間抽出方法ー信号変換方式の組み合わせを見出すことにより,クラス分類に対応したパラメータ推定手法の開発を行う.

研究実績の概要

今年度は,さらに精度を上げるための工夫として,信号検出の前処理の工夫の他,最近取り入れられているカリキュラム学習を取り入れた信号検出精度・損失関数の工夫・一斉/個別パラメータ推定の方法を検討した.特に,低SNRにおけるパラメータ推定精度を上げる工夫を行った.その内訳として,従来の窓関数に対する工夫の他,時間長に関してスケールした入力データの準備を行い,信号雑音比と波形パラメータ(中心周波数・振動数変化率・中心時刻・時間幅)を深層学習モデル(VGG16)+信号雑音比に基づくカリキュラム学習によるパラメータ推定の精度改善に努めた.
その結果,パラメータの一斉推定では,すべてのSNRに対して堅牢な結果であったが,若干推定精度が落ちること,個別推定では,低SNRでは高精度でのパラメータ推定は可能だが高SNRでは逆に推定精度が劣化することを見出した.
これらのことを総括すると,どのような信号に対してパラメータ推定を行うか,によって推定組み合わせを変える必要があることが示唆される.
本テーマでは,異なる検出器間で検出される重力波に対するパラメータ推定を対象としたが,今回のパラメータ推定の仕組みとしては信号変換をかませたものが対象であるため,他の信号源であったとしても同様の傾向がみられると考えられる.

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 深層学習を用いた検出器間相関による信号検出法の改良と重力波データへの適用2023

    • 著者名/発表者名
      南雲彩花・中平勝子・田中貴浩
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習モデルを用いた重力波信号候補の探索:前処理の有効性検証2022

    • 著者名/発表者名
      南雲彩花・中平勝子・田中貴浩
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 重力波望遠鏡に現れる突発性雑音の教師なし分類2022

    • 著者名/発表者名
      坂井佑輔,伊藤洋介,苔山圭以子,中平勝子,押野翔一,鹿野豊,高橋弘毅,内山隆,鷲見貴生,山本尚弘,横澤孝章
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた未知の重力波信号候補検出手法の構築2022

    • 著者名/発表者名
      南雲彩花,中平勝子,田中貴浩
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 教師なし学習に基づいた突発性雑音分類システムの開発 -大型低温重力波望遠鏡KAGRAデータへの適用に向けて-2021

    • 著者名/発表者名
      上島元,苔山圭以子,小坂井千紘,中平勝子,押野翔一,鹿野豊,高橋弘毅,内山隆,鷲見貴生,山本尚弘,横澤孝章
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いたノイズに埋もれた信号波候補の検出2021

    • 著者名/発表者名
      南雲彩花,中平勝子,田中貴浩
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Frequency Evolution of Gravitational Waves from Core Collapse Supernova by Hilbert-Huang Transform2021

    • 著者名/発表者名
      L. Malith M. De Silva, Toru Sasaki, Katsuko T. Nakahira, Hirotaka Takahashi
    • 学会等名
      the 8th International Conference of Sabaragamuwa University of Sri Lanka
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unsupervised Deep Learning for Classification of Transient Noise2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sakai, Yosuke Itoh, Piljong Jung, Chihiro Kozakai, Katsuko T. Nakahira, Shoichi Oshino, Yutaka Shikano, Hirotaka Takahashi, Takashi Uchiyama, Gen Ueshima, Tatsuki Washimi, Takahiro Yamamoto, Takaaki Yokozawa
    • 学会等名
      2021 Gravitational Wave Physics and Astronomy Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi