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2021 年度 実施状況報告書

感情推定に向けた複数センサによる呼吸データベース構築と呼吸による感情推定

研究課題

研究課題/領域番号 20K12047
研究機関愛知県立大学

研究代表者

神谷 幸宏  愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (10361742)

研究分担者 小栗 宏次  愛知県立大学, 情報科学部, 教授 (00224676)
河中 治樹  愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (90423847)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード感情推定 / 生体信号処理 / 生体信号データベース / ARS / 信号解析
研究実績の概要

呼吸による感情推定データベース作成を目指し,信号処理手法の提案を行った。これまで代表者が提案してきたAccumulation for real-time serial-to-parallel converter(ARS)は,特に低い周波数でDFTなどより高い解像度が得られる特徴がある。具体的にはサンプリング周波数の10 %程度以下で離散フーリエ変換(DFT)より高い周波数解像度が得られ,呼吸をはじめとする生体信号の解析では大きなメリットがある。その一方,複数の周期信号が含まれる信号の解析を行う際には,それらの信号の間に電力差があると,弱い信号が強い信号に覆い隠されてしまう問題があった。この問題を解決し,最大で50 dB程度の電力差がある信号が存在する場合でも,弱い信号の検出を行う方法を確立した。しかし,その一方,計算量が低いARSに比較して提案手法の計算量は大きなものとなるデメリットもある。
加えて信号処理の面ではARSや提案手法を事変信号に応用する研究を進めた。これにより呼吸のようなゆらぎのある信号への対処を確立した。
また,呼吸データベースの構築を目指し,ドップラーセンサを用いた非接触計測によるデータ取得を進めた。これらを計測することにより,集中しているときとそうでないときの差に着目し,大きな差が現れる場合があることを確認した。この差は人が目で見て確認できるほど大きな違いがある場合があるが,これを人の主観によらず区別できる性能を検討する必要があり,今後の課題である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

呼吸データを取得する実験を実施するとともに,信号処理手法についても新しい方法を提案している。こうした成果から,概ね順調に進展しているものと考えている。

今後の研究の推進方策

今後,まず必要なこととしてドップラーセンサを用いたデータ取得の拡大が挙げられる。また,並行して他のセンサによるデータの取得を進める必要がある。これまでコロナウイルスの問題もあり,多数の被験者を同時に計測することが困難であった。しかし今後はこうした実験のスケールと頻度を拡大し,データベースの構築を実施する。

次年度使用額が生じた理由

コロナウィルスの影響により外国出張ができなかったため。2022年度も外国出張が困難であるが,データ取得実験を円滑に進めるための機材などに費用を充てる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Reshetnev State University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Reshetnev State University
  • [学会発表] New Neuro-Fuzzy Approach Based on Modified AGSK Algorithm for Classification Problems2021

    • 著者名/発表者名
      Shakhnaz Akhmedova, Vladimir Stanovov, Kosuke Ito, Yuna Mizuno, Fumiaki Ohnishi, Yukihiro Kamiya
    • 学会等名
      The 10th International Workshop on Mathematical Models and their Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] A Computational Efficiency Improvement of Period Estimation Method GMRS2021

    • 著者名/発表者名
      Kaito Masaki, Haruki Kawanaka and Yukihiro Kamiya
    • 学会等名
      The 10th International Workshop on Mathematical Models and their Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Signal Processing Approach Suitable for IoT and Challenges for Its Commercialization2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya
    • 学会等名
      The 10th International Workshop on Mathematical Models and their Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Classification of Respiration in a Concert Using a Non-Contact Vital Sensing2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ito, Takashi Kuboya, Nobuyuki Bando and Taiki Yasue, Satsuki Inoue and Masayuki Yasuhara, Shakhnaz Akhmedova, Yukihiro Kamiya
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Performance Evaluation of Time-Variant Signal Analysis Suitable for IoT2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Bando and Yukihiro Kamiya
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Configuration of ARS for Period Estimation to Reduce Computational Load2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kuboya and Yukihiro Kamiya
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Robust DOA Estimation Method Combining ARS with MIMO2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ito and Yukihiro Kamiya
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Method to Mitigate Estimation Errors for GMRS Applied to Time-Variant Signals2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nakagaki, Kosuke Ito and Yukihiro Kamiya
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Superresolution Technique in Period Estimation Using ARS2021

    • 著者名/発表者名
      Taiki Yasue and Yukihiro Kamiya
    • 学会等名
      2021 IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数のドップラーセンサを用いた電波干渉と性能改善に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      稲垣匠哉,神谷幸宏
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会
  • [学会発表] 簡易な生体信号解析法ARSによる時変信号解析に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      中垣太佑,神谷幸宏
    • 学会等名
      電気学会C部門大会
  • [学会発表] 周期フィルタを用いた時変信号の到来角度推定に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      乾優真,神谷幸宏
    • 学会等名
      計測自動制御学会中部支部 第170回教育工学研究会
  • [学会発表] 周期推定法CARS の計算量削減および性能に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      中垣太佑,馬路泰輔,神谷幸宏
    • 学会等名
      計測自動制御学会中部支部 第170回教育工学研究会
  • [学会発表] 電力差が大きい複数信号のパラメータ推定法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      柾凱斗,神谷幸宏
    • 学会等名
      計測自動制御学会中部支部 第170回教育工学研究会
  • [学会発表] 周期推定法ARS による音声のピッチ推定に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      水野悠菜,神谷幸宏
    • 学会等名
      計測自動制御学会中部支部 第170回教育工学研究会

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公開日: 2022-12-28  

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