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2018 年度 実施状況報告書

脳計測信号処理のためのテンソル分解理論の構築と脳死判定並びにBCIへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K04178
研究機関埼玉工業大学

研究代表者

曹 建庭  埼玉工業大学, 工学部, 教授 (20306989)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードテンソル分解理論 / アルゴリズムの設計 / 脳死判定ためのEEG解析 / BCIの応用
研究実績の概要

本研究課題は,脳波データである多ユーザ,多チャンネル,多フレームような脳波データから,有用な目的成分を効率よく抽出する高階テンソルの同時分解法を構築・発展させることであり,また構築したテンソル分解法を基にして,信号処理アルゴリズムや,深層学習アルゴリズムを開発し,これらにより,脳死判定(BDD)や脳コンピュータインタフェース(BCI)システムに適用する.
2018年度の研究成果としては,国際ジャーナルに5篇,国際会議に7篇,計12篇の論文を公表した.その内,人工知能分野のトップレベルの国際会議であるthe Thirty-Third AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI-2019)にTensor Ring Decomposition with Rank Minimization on Latent SpaceGAが採択された。また信号処理分野のトップレベルの国際会議である2018 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)にHigh-Order Tensor Completion for Data Recovery via Sparse Tensor-Train Optimization採択された。そのほかに,2019年3月沖縄で開催されている国際会議でAsia Pacific Society for Computing and Information Technology(APSCIT) による「Outstanding research achievement and contribution for IC-LYCS 2019 Invited Presentation」賞を研究代表者が受賞した.

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

2018年度の研究成果としては,国際ジャーナルに5篇,国際会議に7篇,計12篇の論文を公表したが,2019年度の現時点では,すでに,国際ジャーナルに4篇,国際会議に4篇,計8篇の論文を投稿し,その一部はすでに採択され、公表される予定である.
研究内容ににおいては、BDDにおける雑音除去問題、大規模データ処理問題,BCIにおける推定速度問題に対し,初歩的な解決案を提出し、実験的な手法で提案法の有効性の確認ができた。また、BDD及びBCIシステムの実装問題も実験で進んでいる.

今後の研究の推進方策

研究内容であるBDDにおける雑音除去問題、大規模データ処理問題,BCIにおける推定速度問題,BDD及びBCIシステムの実装問題をほかの関連方法を提案する予定で、多方法の比較検討を行う予定である。
応用面に関しては,BDD及びBCIシステムだけでなく,癲癇患者,精神病や鬱病など広く脳波手法応用を拡大していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

2019年度の国際会議研究発表ための旅費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] A hybrid system for distinction of brain death and coma using diverse EEG features.2019

    • 著者名/発表者名
      Li Zhu, Gaochao Cui, Jianting Cao, Andrzej Cichocki, Jianhai Zhang and Changle Zhou
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19 ページ: 1342-1350

    • DOI

      doi:10.3390/s19061342

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Descriptive Statistical Analysis Based on Patients’ EEG Energy in Coma and Quasi-brain-death State2018

    • 著者名/発表者名
      Yao Miao and Jianting Cao
    • 雑誌名

      International Journal of Computers & Technology

      巻: 17 ページ: 7140-7145,

    • DOI

      https://doi.org/10.24297/ijct.v17i1.7171.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Image and Video Completion by Using Bayesian Tensor Decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      Lihua Gui, Xuyang Zhao, Qibin Zhao and Jianting Cao
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Science Issues

      巻: 15 ページ: 1-8

    • DOI

      https://doi.org/10.5281/zenodo.1467644

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-local Image Denoising by Using Bayesian Low-rank Tensor Factorization on High-order Patches2018

    • 著者名/発表者名
      Lihua Gui, Xuyang Zhao, Qibin Zhao and Jianting Cao
    • 雑誌名

      International Journal of Computer Science Issues

      巻: 15 ページ: 9-16

    • DOI

      https://doi.org/10.5281/zenodo.1467648

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-dimension Tensor Completion via Gradient-based Optimization Under Tensor-train Format.2018

    • 著者名/発表者名
      Longhao Yuan, Jianting Cao, Lihua Gui, Qibin Zhao
    • 雑誌名

      Signal Processing: Image Communication: Special Issue on Tensor Image Processing

      巻: 73 ページ: 53-61

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.image.2018.11.012.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Epileptic Focus Localization Based on iEEG by Using Positive Unlabeled (PU) Learning,2018

    • 著者名/発表者名
      Xuyang Zhao, Toshihisa Tanaka, Wanzeng Kong, Qibin Zhao, Jianting Cao, Hidenori Sugano and Yoshida, Noboru
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Higher-dimension Tensor Completion via Low-rank Tensor Ring Decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      Longhao Yuan, Jianting Cao, Xuyang Zhao, Qiang Wu, Qibin Zhao
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Epileptic Foci Based on Interictal iEEG by Using Convolutional Neural Network,2018

    • 著者名/発表者名
      Xuyang Zhao, Qibin Zhao, Toshihisa Tanaka, Jianting Cao, Wanzeng Kong, Hidenori Sugano and Noboru Yoshida
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Digital Signal Processing (DSP)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Hybrid Brain Computer Interface Based on Audiovisual Stimuli P3002018

    • 著者名/発表者名
      Xuyang Zhao, Gaochao Cui, Longhao Yuan and Jianting Cao
    • 学会等名
      International Conference on Consumer Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Patients’ EEG Analysis Based on Multi-indicator Dynamic Analysis Measure for Supporting Brain Death Determination2018

    • 著者名/発表者名
      Yao Miao, Jianting Cao
    • 学会等名
      International Symposium on Neural Networks,
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Deep Coma and Brain Death Based on Phase Synchronization with EEG2018

    • 著者名/発表者名
      Jianhai Zhang, Na Zhang, Jianting Cao, Yao Miao, Li Zhu, Wanzeng Kong
    • 学会等名
      the 14th IEEE International Conference on Signal Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Order Tensor Completion for Data Recovery via Sparse Tensor-Train Optimization2018

    • 著者名/発表者名
      Longhao Yuan, Qibin Zhao, Jianting Cao
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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