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2021 年度 実績報告書

2次元干渉計測データからの高精度干渉縞復元

研究課題

研究課題/領域番号 19J21839
研究機関早稲田大学

研究代表者

草野 翼  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワード非定常信号解析 / 短時間Fourier変換 / アトミックノルム / synchrosqueezing変換
研究実績の概要

局所的に狭帯域な特徴を持つ干渉計測データを扱うために,昨年度はアトミックノルムを用いたスパース時間周波数(T-F)表現推定と位相の時間微分である瞬時周波数を利用したsynchrosqueezing変換(SST)について検討を行ってきた.本年度は,昨年度に提案したアトミックノルムを用いたスパースT-F表現推定手法のノイズ除去へ応用を検討した.また,SSTを2次元干渉計測データのノイズ除去に適用した.
T-F解析手法で広く用いられる短時間Fourier変換で得られるT-F表現は,窓関数をかけた影響により広がってしまい,解析や処理の性能に影響を及ぼす.
より局在化されたT-F表現を得るために,昨年度はアトミックノルムを用いたスパースなT-F表現を推定する手法を提案した.今年度は完全再構成の制約を緩和して誤差を許容することによるノイズ除去への応用を検討し,ノイズを含む状況においても従来のl1ノルムを用いた手法と比較してスパースな表現が得られることを確認した.さらに,このアトミックノルムを用いたスパース最適化とスパース性を誘導する非凸な関数を組み合わせることでスパース性を向上させる手法を提案し,ノイズ除去性能が改善されることを確認した.
また,局在化したT-F表現を得る別の手法として,広がったT-F表現を瞬時周波数を利用して元の位置に再割り当てするSSTがある.昨年度は,微分窓のサイドローブが最小化することで瞬時周波数計算に適した窓関数を設計する手法を提案した.今年度は設計した窓関数についての評価や従来の窓関数との比較を行った.さらに,これらの検討を2次元のWindowed Fourier変換(WFT)に対するSSTに応用し,干渉縞のノイズ除去に適用した.SSTで信号の成分が局在化することにより,従来のWFTと比較してスレッショルディングのパラメータに対して頑健なノイズ除去が可能となった.

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。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Window Functions With Minimum-Sidelobe Derivatives for Computing Instantaneous Frequency2022

    • 著者名/発表者名
      Kusano Tsubasa、Yatabe Kohei、Oikawa Yasuhiro
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 32075~32092

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2022.3161543

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アトミックノルムによるスパース最適化の非凸最適化への拡張2022

    • 著者名/発表者名
      草野翼,矢田部浩平,及川靖広
    • 学会等名
      日本音響学会春季研究発表会
  • [学会発表] Sparse time-frequency representation via atomic norm minimization2021

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Kusano, Kohei Yatabe, and Yasuhiro Oikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous declipping and beamforming via alternating direction method of multipliers2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Masuyama, Tomoro Tanaka, Kohei Yatabe, Tsubasa Kusano, and Yasuhiro Oikawa
    • 学会等名
      European Signal Processing Conference (EUSIPCO)
    • 国際学会
  • [学会発表] アトミックノルム最小化によるスパース時間周波数表現を利用したノイズ除去2021

    • 著者名/発表者名
      草野翼,矢田部浩平,及川靖広
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会

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公開日: 2022-12-28  

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