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2020 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 – 2022-03-31
キーワードテンソル分解 / 脳死判定 / 脳・コンピュータインタフェース
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.
2020年度の研究成果としては,国際ジャーナルに2篇,国際会議に2篇,国内会議に8篇,計12篇の論文を公表した.国際ジャーナルについては,著名な国際ジャーナルであるIEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineeringに1篇発表し,内容はテンソル分解理論に基づいた計算アルゴリズムを設計し,脳内信号処理の応用に適用した.また,国際会議に発表した2篇の論文ですが,いずれも論文採択率が低い有名な国際会議である.発表内容は畳み込み神経回路(CNN)に基づいた深層学習法と脳信号処理で難しい癲癇脳波であった.これらの新しいアプローチとしてテンソル分解法と対照的に比較することが必要である.今年度はコロナの影響で,国際会議よりも国内会議に発表することが多かった.発表した研究内容においては,BDDにおける雑音除去問題,CNNによる大規模データ処理問題,またBDD及びBCIシステムの実装問題である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

コロナの影響で,実験や開発したBDDおよびBCIシステムのテストなどの実施ができないからである.上半年には院生たちが大学に入れず,集まることと研究活動には難しく,下半年はコロナの対策にしたが,以前に比べて落ち着かなく,スムーズに研究活動の進行ができなかった.

今後の研究の推進方策

コロナの情勢を見極め,コロナの影響を最小限にした上で,出張でBDDの実験や開発したシステムのテストを行う予定である.またZoomなどを利用し,積極的に国際会議などの発表を行う予定である.更にできる限り多くの国際ジャーナルに投稿する予定である.

次年度使用額が生じた理由

コロナの影響を最小限にした上で,研究活動を行うためである.
研究計画であるBCIの実験と開発したシステムのテストについては,十分にコロナ対策を実施した上で本大学研究室で行う.また,BDDの患者データ採集,実験及びシステムのテストについては,国際コロナの情勢を見極めながら,コロナの影響を最小限にした上で,夏休みを利用し,より長い出張期間で集中的にBDDの実験や開発したシステムのテストを完成させる予定である.更に,Zoomなどを利用して国内外の研究者との議論し,纏めた研究成果を国際会議や国際ジャーナルに投稿と発表を行う予定である.コロナの影響で本科研費が既に一年間を延長されたので,ご感謝と共に,今年度に完成させたいと考えている.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A Convolutional Tensor-Train Neural Network For Multi-task Brainprint Recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Xuanyu Jin, Jiajia Tang, Xianghao Kong, Yong Peng, Jianting Cao, Qibin Zhao, Wanzeng Kong:
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      巻: 29 ページ: 103-112

    • DOI

      10.1109/TNSRE.2020.3035786

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of casting speed on microstructure, corrosion behaviour and in vivo bone reaction of Mg-rare earth alloys2021

    • 著者名/発表者名
      Haijian Wang, Haiwei Wang, Takashi Kumazawa, Dongying Ju, and Jianting Cao
    • 雑誌名

      SCIENCE CHINA Technological Sciences

      巻: 64 ページ: 213-222

    • DOI

      10.1007/s11431-020-1689-3

    • 査読あり
  • [学会発表] Classification of Epileptic iEEG signals by CNN and Data Augmentation2020

    • 著者名/発表者名
      Xuyang Zhao, Jordi Solé-Casals, Binghua Li, Zihao Huang, Andong Wang, Jianting Cao, Toshihisa Tanaka and Qibin Zhao
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Epileptic Focus Localization Based on iEEG Plot Images by Using Convolutional Neural Network2020

    • 著者名/発表者名
      Xuyang Zhao, Linfeng Sui, Toshihisa Tanaka, Jianting Cao and Qibin Zhao
    • 学会等名
      EPiC Series in Computing
    • 国際学会
  • [学会発表] LDAトピックモデルと畳み込みニューラルネットワークに基づくトピックローラ2020

    • 著者名/発表者名
      Honghao Jia and Jianting Cao
    • 学会等名
      埼玉工業大学, 第18回 若手研究フォーラム
  • [学会発表] 独立成分解析による信号分離2020

    • 著者名/発表者名
      Rong Su and Jianting CAO
    • 学会等名
      埼玉工業大学, 第18回 若手研究フォーラム
  • [学会発表] P300 Signal Classification by Machine Learning for BCI system2020

    • 著者名/発表者名
      Yihong Wu and Jianting Cao
    • 学会等名
      埼玉工業大学, 第18回 若手研究フォーラム
  • [学会発表] 深層学習に基づく表情認識システム2020

    • 著者名/発表者名
      Yingbo Xu and Jianting Cao
    • 学会等名
      埼玉工業大学, 第18回 若手研究フォーラム
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークを用いた連続ウェーブレット変換処理のてんかん脳波の分類2020

    • 著者名/発表者名
      Mo Xia, Linfeng Sui, Xuyang Zhao and Jianting Cao
    • 学会等名
      埼玉工業大学, 第18回 若手研究フォーラム
  • [学会発表] 脳波に基づいて混合畳み込みニューラルネットワークを用いた癲癇焦点推定2020

    • 著者名/発表者名
      Linfeng Sui, Xuyang Zhao and Jianting Cao
    • 学会等名
      埼玉工業大学, 第18回 若手研究フォーラム
  • [学会発表] 経験的モード分解に基づく患者の脳波エネルギー解析2020

    • 著者名/発表者名
      Haonan Du and Jianting Cao
    • 学会等名
      埼玉工業大学, 第18回 若手研究フォーラム
  • [学会発表] 機械学習に基づいた話し中の脳波の識別に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      Boning Li and Jianting Cao
    • 学会等名
      埼玉工業大学, 第18回 若手研究フォーラム

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公開日: 2021-12-27  

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