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2007 年度 実績報告書

ウェーブレットによる時間周波数情報を利用したブラインド信号源分離

研究課題

研究課題/領域番号 18540177
研究機関大阪教育大学

研究代表者

守本 晃  大阪教育大学, 教育学部, 助手 (50239688)

研究分担者 芦野 隆一  大阪教育大学, 教育学部, 教授 (80249490)
萬代 武史  大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (10181843)
キーワードウェーブレット / 信号源分離 / 時間周波数 / 実解析 / 空間的混合問題 / 時空間混合問題 / 時間遅れ
研究概要

パーティ会場のようないろいろな音源が混じった環境でも,我々は会話ができる.つまり,特定の音源のみを識別することができる.この聴覚系の能力はカクテルパーティ効果と呼ばれ,心理学から工学にわたる広い分野で研究されている.工学的には,複数個の信号源から信号が出力されている状態で,異なる性質や設置位置を持つ複数個のセンサーで捉えた観測信号のみを使って,信号源の個数とそれぞれの信号源の出力を決定する逆問題(ブラインド信号源分離)に帰着できる.
本研究課題は,ウェーブレット解析による時間周波数情報を使ってブラインド信号源分離を行うための基礎理論の構築とその工学への応用に関する研究である.今年度は,複数の信号源を取り囲む形にセンサーを配置して,時間遅れの入った問題を考えた.その中で,センサーのインパルスレスポンスがデルタ関数になる一番簡単な時空間混合問題に的を絞って研究した.
短時間フーリエ変換と違って,時間遅れ作用素と連続ウェーブレット変換は可換なので,時間遅れの入った数理モデルを簡単に時間周波数情報に書き換えられることを示した.この性質を用いて観測信号の時間遅れの入った商が実数値に近くなる時間周波数位置のヒストグラムを描くことにより,信号源の個数と時間遅れが推定できることを数値実験で確認した.
各信号源から観測位置までの時間遅れが決定できた場合の信号源の位置を特定する方法"双曲線の交点の問題"についてもサーベイを行った.また,本年度の研究で使用したウェーブレット関数の多くが実数値ウェーブレットの解析信号であったので,解析ウェーブレット変換に注目して,解析信号と連続ウェーブレット変換・短時間フーリエ変換の取り扱いについて理論的な研究を行った.
一部の結果は,平成19年度に雑誌および学会で発表した.それらをもとに現在フルペーパーを作成中である.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Mathematical view of a blind source separation on a time frequency space2007

    • 著者名/発表者名
      K. Fujita, Y. Takei, A. Morimoto and R. Ashino
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation 187

      ページ: 153-162

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematical background for a method on quotient signal decomposition2007

    • 著者名/発表者名
      R. Ashino, C. A. Berenstein, K. Fujita, A. Morimoto, M. Morimoto, D. Napoletani and Y. Takei
    • 雑誌名

      Applicable Analysis 86

      ページ: 577-609

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind source separation using time-frequency information matrix given by several wavelet transforms2007

    • 著者名/発表者名
      R. Ashino, K. Fujita, T. Mandai, A. Morimoto and K. Nishihara
    • 雑誌名

      Information 10

      ページ: 555-568

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind source separation using time-frequency analysis2007

    • 著者名/発表者名
      R. Ashino, T. Mandai, A. Morimoto and F. Sasaki
    • 雑誌名

      Fields Institute Communications 52

      ページ: 401-414

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特異値分解とウェーブレットを使った画像処理2007

    • 著者名/発表者名
      芦野 隆一, 萬代 武史, 守本 晃
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録 1529

      ページ: 26-41

  • [学会発表] 時間周波数解析に基づくブラインド信号源分離のための位相情報を利用した高速アルゴリズム2008

    • 著者名/発表者名
      守本晃
    • 学会等名
      日本応用数理学会 研究部会連合発表会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2008-03-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 時間周波数解析によるブラインド信号源分離2008

    • 著者名/発表者名
      芦野隆一
    • 学会等名
      数理科学セミナー
    • 発表場所
      茨城大学教育学部 D棟2階D204
    • 年月日
      2008-03-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 時間周波数解析の立場から見たブラインド信号源分離2007

    • 著者名/発表者名
      守本晃
    • 学会等名
      平成19年度佐賀大学公開講座 人工頭脳工学研究会〜〜脳の不思議な機能を探り、働きを理解し、発展させて模倣しよう〜〜
    • 発表場所
      佐賀大学理工学部8号館709室
    • 年月日
      2007-11-09
  • [学会発表] Solving the Spatio-Temporal Mixture Problem using Time-Frequency Analysis2007

    • 著者名/発表者名
      芦野隆一
    • 学会等名
      Sophia Symposium 2007, Modern Mathematics and Its Application to Modern Technology
    • 発表場所
      Sophia University Bldg. No.2 17F/II-1702 room
    • 年月日
      2007-11-02
  • [学会発表] 時間周波数解析によるブラインド信号源分離のアルゴリズムと具体例2007

    • 著者名/発表者名
      守本晃
    • 学会等名
      第一回ウェーブレット変換およびその応用に関するワークショップ
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2007-10-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 時間周波数解析によるブラインド信号源分離2007

    • 著者名/発表者名
      芦野隆一
    • 学会等名
      第一回ウェーブレット変換およびその応用に関するワークショップ
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2007-10-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 時間周波数情報を利用したブラインド信号源分離について2007

    • 著者名/発表者名
      守本晃
    • 学会等名
      日本応用数理学会2007年度年会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 信号の幅と不確定性原理2007

    • 著者名/発表者名
      萬代武史
    • 学会等名
      ワークショップ「微分方程式とウェーブレット解析との接点」
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ草津キャンパス エポック21・大会議室
    • 年月日
      2007-01-18
  • [学会発表] オーバーサンプリングによる失われたデータの復元2007

    • 著者名/発表者名
      芦野隆一
    • 学会等名
      ワークショップ「微分方程式とウェーブレット解析との接点」
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ草津キャンパス エポック21・大会議室
    • 年月日
      2007-01-18

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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