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2003 年度 実績報告書

振幅・位相情報を考慮した時系列信号の非線形力学系理論的解析とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 13831002
研究機関埼玉大学

研究代表者

池口 徹  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (30222863)

キーワード非線形 / 因果関係 / 力学系 / カオス / 振幅 / 位相 / 予測 / 統計的仮説検定
研究概要

実世界にて観測される種々の時系列情報を,滑らかなシステムからの出力として捉えるのではなく,ある事象が,「いつ(位相情報)」,「どの程度の大きさ(振幅情報)」で発生したのかというように,即ち,イベントが発生したように捉えることにより,より自然な形で解析を行える場合がある.本年度は,このように振幅情報と位相情報により記述することが妥当であると考えられる種々の実現象に適用している.
具体的な解析方法としては,従来の理論を上記の枠組みに合う形に拡張することで解析を行っている.振幅情報と位相情報を明示的に導入した系として
x(t+1)=f(x(t),T(t))
T(t+1)=g(x(t),T(t))
とする.ここで,x(t)は,離散時刻tにおける振幅情報,T(t)は,x(t-1),x(t)間の発生時間間隔,f,gは各々振幅情報,位相情報のダイナミクスである.
このような系の存在を仮定し、カオス時系列解析における埋め込み定理を拡張する.即ち,再構成状態空間を
v_1(t)={x(t),...,x(t+(m-1)L),T(t),...,T(t+(l-1)L)}
とする.
本年度は,平成13,14年度において得られた数理モデルおよび実データに対する知見を基に,提案手法の適用する実現象の範囲を広げつつ検討を行った.具体的な対象は,経済指標の変動,インターネットトラフィックデータ,農学における種々の果実の作物収量変動データである.その結果,本研究計画で提案する枠組みによる複雑事象の捉え方が,十分有効であることが示された.
今年度の研究では,実データに対する適用を中心に検討を行った.
以上,平成13年度〜平成15年度にわたる本研究提案により,種々の実現象を,振幅・位相情報が融合したシステムからの実現であるとするモデル化による枠組みにより解析した.その結果,従来の捉え方では見い出すことが出来なかった新たな知見を得ることができている。
今後は,更に様々な実システムに対して,本研究提案での枠組みの適用可能性を含めた検討を行う予定である.

  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] T.Suzuki: "Nonlinear Analysis on Interspike Interval Time Series from Foreign Exchange Rates"Physica A. 323. 591-600 (2003)

  • [文献書誌] T.Suzuki: "On the evaluation of noise levels of quantized data"International Journal of Modern Physics C. (印刷中). (2004)

  • [文献書誌] T.Suzuki: "A Model of Complex Behavior of Interbank Exchange Markets"Physica A. (印刷中). (2004)

  • [文献書誌] E.Mardhana: "NEUROSEARCH : A Program Library for Neural Network Driven Search Meta-Heuristics"Proceedings of the 2003 IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 5. 697-700 (2003)

  • [文献書誌] T.Hayashi: "Different inhibitory effects by dopaminergic modulation and global suppresion of activity"International Joint Conference on Neural Networks Conference Proceedings. 4. 2563-2568 (2003)

  • [文献書誌] K.Kaneki: "Function of synaptic plasticity decided by the neural network dynamics"Proceedings of the 2004 RISP International Symposium on Nonlinear Circuits and Signal Processing. 149-152 (2004)

  • [文献書誌] T.Suzuki: "A Measure for Nonlinear Predictability and Information Criteria"Proceedings of the 2004 RISP International Symposium on Nonlinear Circuits and Signal Processing. 299-302 (2004)

  • [文献書誌] R.Hosaka: "Difference of higher order statistics of inter-spike intervals between LIF model and BVP model"Proceedings of the 2004 RISP International Symposium on Nonlinear Circuits and Signal Processing. 511-534 (2004)

  • [文献書誌] K.Hosoda: "Bifurcation Structures of a sigimoidal resource budget model for masting behavior of individual plants"Proceedings of the 2004 RISP International Symposium on Nonlinear Circuits and Signal Processing. 523-526 (2004)

  • [文献書誌] 佐藤慶一: "組み合わせ最適化問題のニューラル解法に関する理論的考察"電子情報通信学会技術研究報告. 103(136). 31-36 (2003)

  • [文献書誌] 上手洋子: "カオスノイズ注入型Hopfield NNによる連想記憶"電子情報通信学会技術研究報告. 103(185). 87-92 (2003)

  • [文献書誌] 上手洋子: "Noisy Hopfield NNによる連想記憶の引き込み特性"電子情報通信学会技術研究報告. 103(335). 5-8 (2003)

  • [文献書誌] 鈴木智也: "Effects of Data Windows for the Method of Surrogate Data"電子情報通信学会技術研究報告. 103(336). 33-36 (2003)

  • [文献書誌] 鈴木智也: "A Novel Measure for Nonlinear Prediction Accuracy"電子情報通信学会技術研究報告. 103(375). 101-106 (2003)

  • [文献書誌] 長谷川有貴: "植物の生体電位の時系列波形の解析"電子情報通信学会技術研究報告. 103(464). 53-56 (2003)

  • [文献書誌] 細田健人: "隔年結実を起こす植物の非線形モデル"電子情報通信学会技術研究報告. 103. (2004)

  • [文献書誌] 保坂亮介: "無相関ゆらぎを与えたBVPモデルのスパイク間隔統計"電子情報通信学会技術研究報告. 103. (2004)

  • [文献書誌] 上手洋子: "Noisy Hopfield NNのリアプノフ指数と解探索能力"電子情報通信学会技術研究報告. (印刷中). (2004)

  • [文献書誌] 鈴木智也: "Evaluating Nonlinear Predictability Using Information Criterion and Resampling Method"電子情報通信学会技術研究報告. (印刷中). (2004)

  • [文献書誌] 保坂亮介: "無相関入力を受けたBVPモデルの初期通過時間統計"日本神経回路学会第13回全国大会講演論文集. 230-231 (2003)

  • [文献書誌] 鈴木智也: "Dangers of the Method of Surrogate Data for Discretized Time Series"電子情報通信学会2003年ソサイエティ大会講演論文集. A-2-16. (2003)

  • [文献書誌] 上手洋子: "Performance of Chaos Noise Injected to Hopfield NN for Associative Memory"平成15年度電気関係学会四国支部連合大会講演論文集. 17-8. (2003)

  • [文献書誌] 山中孝弘: "植物の空気浄化時の生体電位の交流応答"電子情報通信学会2004年度総合大会講演論文集. (2004)

  • [文献書誌] 細田健人: "On a sigmoidal resource budget model for alternate bearing of individual plants"電子情報通信学会2004年度総合大会講演論文集. A-2-7. (2004)

  • [文献書誌] 安斎鉄之伸: "非線形ダイナミクスの動的視覚化"電子情報通信学会2004年度総合大会講演論文集. A-2-8. (2004)

  • [文献書誌] 鈴木智也: "A Measure for Nonlinear Predictability on the Basis of Modeling Complexity"電子情報通信学会2004年度総合大会講演論文集. A-2-9. (2004)

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公開日: 2005-04-18   更新日: 2016-04-21  

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