複素ニューラルネットワークによる柔軟なミリ波セキュリティ・イメージングの基礎研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21300089
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 廣瀬 明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70199115)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ミリ波セキュリティ・イメージング / ニューラルネットワーク / 複素自己組織化マップ / アレイ・アンテナ

研究概要

本研究によって、次の成果を得た。(1)複数の複素自己組織化マップ間で相互情報量を観測し、それによって自己組織化ダイナミクスを変調することにより、空間テクスチャと周波数テクスチャという異質な情報を有機的に統合できることを明らかにした。われわれは、この相互情報量(mutual information)に基づくCSOM処理方式をμCSOM(ミューCSOM)と名づけた。(2)実時間情報取得のため8直線テーパスロットアンテナ(LTSA)素子の1次元アレイを構築し、そこに包絡位相検波(envelope phase detection : EPD)を行うフロントエンド回路を直結し空間並列化を実現した。(3)そして(2)のシステムで得られるデータを対象に、(1)の複素ニューラルネットワークによってその処理の有効性の評価を行った。移動物体に対し、背景が単純な状況では、観測生データがかなりランダムな振幅・位相値を含むにもかかわらず、CSOMは良好な可視化結果を示すことを確認し、本方式の基本的な有効性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] 複素ニューラルネットワークの応用における新展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬明
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: Vol.51, No.04 ページ: 351-357
  • URL: http://www.sice.or.jp/~journal/moku51-04.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generalization Characteristics of Complex-valued Feed_forward Neural Networks in Relation to Signal Coherence (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Hirose, S. Yoshida
  • 雑誌名: IEEET rans on Neural Network and Learning Systems 巻: Vil. 23 ページ: 541-551
  • DOI: DOI:10.1109/TNNLS.2012.2183613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Errors in channel prediction based on linear prediction in frequency domain-Combination of time-domain and frequency-domain techniques- (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ozawa, S. Tan, A. Hirose
  • 雑誌名: URSI Radio Science Bulletin 巻: Vol.337, 2011 ページ: 25-29
  • URL: http://www.ursi.org/files/RSBissues/RSB_337_2011_06.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nature of complex numberand complex-valued neural networks (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 雑誌名: Frontiers of Electrical and Electronic Engineering in China 巻: Vol.6 ページ: 171-180
  • DOI: DOI:10.1007/s11460-011-0125-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] SPEC method-A fine coregistration method for SAR interferogram (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Natsuaki and A. Hirose
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 巻: Vol.49 ページ: 28-37
  • DOI: DOI:10.1109/TGRS.2010.2057435
  • 査読あり
• [雑誌論文] 複素ニューラルネットワーク(特集解説) (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬明
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C 巻: VOl. 131, No.1 ページ: 2-8
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/browse/ieejeiss/131/1/_contents/-char/ja/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive identification of landmine class by evaluating the total degree of conformity of ring-CSOM (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakano and A. Hirose
  • 雑誌名: Australian Journal of Intelligent Information Processing Systems 巻: Vol.12 ページ: 23-28
  • URL: http://cs.anu.edu.au/ojs/index.php/ajiips/article/view/1128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blood Vessel Segmentation in Complex-Valued Magnetic Resonance Images with Snake Active Contour Model (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Handayani, A. B. Suksmono, T. L. R. Mengko, A. Hirose
  • 雑誌名: International Journal of E-Health and Medical Communications 巻: Vol.1 ページ: 41-52
  • DOI: DOI:10.4018/jehmc.2010010104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonic imaging for boundary shape generation by phase unwrapping with singular-point elimination based on complex-valued Markov random field model (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nishino, R. Yamaki, A. Hirose
  • 雑誌名: IEICE Trans. on Fundamentals 巻: Vol.E93-A ページ: 219-226
  • DOI: DOI:10.1587/transfun.E93.A.219
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地中レーダによる地雷可視化技術(解説) (2009)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬明
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: Vol.48, No.10 ページ: 754-760
  • URL: http://www.sice.or.jp/~journal/moku48-10.html
• [雑誌論文] Spectral fluctuation method : A texture-based method to extract text regions ingeneral scene images (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Baba and A. Hirose
  • 雑誌名: IEICE Trans. On Information Systems 巻: Vol.E92-D, No.9 ページ: 1702-1715
  • DOI: DOI:10.1587/transinf.E92.D.1702
• [雑誌論文] Search Control Algorithm Based on Random Step Size Hill-Climbing Method for Adaptive PMD Compensation (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanizawa and A. Hirose
  • 雑誌名: IEICE Trans. on Communications 巻: Vol.E92-B, No.8 ページ: 2584-2590
  • DOI: DOI:10.1587/transcom.E92.B.2584
• [雑誌論文] Low-calculation-cost fading channel prediction using chirp Z-transform (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Tan and A. Hirose
  • 雑誌名: Electronic Letters 巻: Vol.45, No.8 ページ: 418-420
  • DOI: DOI:10.1049/el.2009_3472
• [学会発表] Improvement of ALOS Interferogram Quality by Use of The Local Co-registration Method Using Singular Point and Amplitude Information (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Natsuaki and A. Hirose
  • 学会等名: International Geoscienceand Remote Sensing Symposium(IGARSS)
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Landmine visualization system utilizing multiple complex-valued SOMs tointegrate multimodal information (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ejiri and A. Hirose
  • 学会等名: International Geoscience and Remote Sensing Symposium(IGARSS)
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 位相特異点と振幅情報を用いたSAR干渉画像の局所的位置合わせによるフィルタリング性能の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 夏秋嶺、廣瀬明
  • 学会等名: 電子情報通信学会,総合大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] Comparison of Complex-and Real-Valued FeedforwardNeural Networks in Their Generalization Ability (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Hirose and S. Yoshida
  • 学会等名: Int' l Conference on Neural Information Processing(ICONIP)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20111113-17
• [学会発表] Circular Property in Complex-Valued Correlation Learning Observed in CMRF-Based Singular Unit Restoration for Phase (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Hirose and R. Natsuaki
  • 学会等名: Int' l Workshop on Intelligence Science and Intelligent Data Engineering(ISciDE) 2011 Xi' an
  • 発表場所: Xi' an, China
  • 年月日: 20111023-27
• [学会発表] Synthesisof two-dimensional fractional Brownian motion via circulant embedding (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Danudirdjo and A. Hirose
  • 学会等名: IEEE Int' l Conference on Image Processing(ICIP) 2011 Brussels
  • 発表場所: Brussels, Belguim
  • 年月日: 20110911-14
• [学会発表] Complex-valued neural networks in remote sensing and imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 学会等名: International Geoscience and Remote Sensing Symposium(IGARSS) 2011 Vancouver
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20110725-29
• [学会発表] Local, Fine Co-Registration of SAR Interferometry Using the Number of Singular Points for the Evaluation (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Natsuaki and A. Hirose
  • 学会等名: International Geoscience and Remote Sensing Symposium(IGARSS) 2011 Vancouver
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20110725-29
• [学会発表] 振幅情報も用いたSAR干渉画像の局所的位置合わせによる歪み解消 (2011)
  • 著者名/発表者名: 夏秋嶺、廣瀬明
  • 学会等名: 2011電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110314-17
• [学会発表] 周波数領域でのチャネルパラメータ線形予測に基づくチャネル予測の実験的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小沢章太郎、タン・ソフヤン、廣瀬明
  • 学会等名: 2011電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110314-17
• [学会発表] Experimental Evaluation of Channel Prediction Based on Linear Predictionof Frequency-Domain Parameters (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ozawa, S. Tan and A. Hirose
  • 学会等名: Asia-Pacific Microwave Conference(APMC 2010)
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Two-element particle isolator to reduce mutual coupling in rod-antenna arrays (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Werner, L. Vietzorreck, and A. Hirose
  • 学会等名: Asia-Pacific Microwave Conference(APMC 2010)
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Optimization of Microstrip-to-slot Transition for Ultra-wideband Bulk LTSA (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Radenamad and A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Conf. on Antennas and Propagation(ISAP 2010)
  • 発表場所: Macao, China
  • 年月日: 20101123-26
• [学会発表] Adaptive identification of landmine class by evaluating the total degree of conformity of ring-CSOM weights in a ground penetrating radar system (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakano and A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Conf. on Neural Inform. Processing(ICONIP 2010)
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 20101122-25
• [学会発表] Ground penetrating radar system with integration of mutimodal information based on mutual information among multiple self-organizing maps (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Hirose, A. Ejiri and K. Kitahara
  • 学会等名: Int' l Conf. on Neural Inform. Processing(ICONIP 2010), Int' l Conf. on Neural Inform. Processing(ICONIP 2010)
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 20101122-25
• [学会発表] Human Body Position Estimation System using Electric Field (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ajisaka, S. Nakamura, H. Hashimoto, K. Takiguchi and A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Conf. on Control, Automation, and Systems(ICCAS 2010)
  • 発表場所: Goyang, Korea
  • 年月日: 20101027-30
• [学会発表] Electric-field resonance coupling between human and transmitter forhuman position estimation system (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, S. Ajisaka, H. Hashimoto, K. Takiguchi and A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Conf. on Control, Automation, and Systems(ICCAS 2010)
  • 発表場所: Goyang, Korea
  • 年月日: 20101027-30
• [学会発表] Numerical reconstruction of holographic microscopy images based on matching pursuits on a pair of domains (2010)
  • 著者名/発表者名: A. B. Suksmono and A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Conf. on Image Processing(ICIP 2010)
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 20100926-29
• [学会発表] Enhancement of Filtering Performancy by Local and Nonlinear Corestration in INSAR Processing (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Natsuaki and A. Hirose
  • 学会等名: Asia-Pacific Radio Science Conference(AP-PASC' 10)
  • 発表場所: Toyama, Japan
  • 年月日: 20100922-26
• [学会発表] Errorsin Channel Prediction Based on Linear Prediction in Frequency Domain (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ozawa, S. Tan and A. Hirose
  • 学会等名: Asia-Pacific Radio Science Conference(AP-PASC' 10)
  • 発表場所: Toyama, Japan
  • 年月日: 20100922-26
• [学会発表] Complex-valued neural networks : Theory and applications(Tutorial) (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Mandic, I. Aizenberg and A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Joint Conference on Neural Networks(IJCNN 2010)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20100718-23
• [学会発表] Complex-valued self-organizing map clustering usingcomplex inner product in activemillimeter-wave imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Aoyagi, D. Radenamad, Y. Nakanoand A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Joint Conference on Neural Networks(IJCNN2010)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20100718-23
• [学会発表] Recent progress inapplications of complex-valued neural networks (2010)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 学会等名: Int' l Conf. on Artificial Intelligence and Soft Computing(ICAISC 2010)
  • 発表場所: Zakopane, Poland
  • 年月日: 20100613-17
• [学会発表] Merits of complex-valued neural network processing (2010)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 学会等名: Int' l Workshop on Intelligence Science and Intelligent Data Engineering(ISciDE2010)
  • 発表場所: Harbin, China
  • 年月日: 20100603-05
• [学会発表] Proposal of bulk LTSA to realize lowantenna impedance for real timemillimeter wave imaging front-end (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Radenamad, T. Aoyagi and A. Hirose
  • 学会等名: Asia Pacific Microwave Conference(APMC 2009)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20091207-10
• [学会発表] A Concept Generation Method Based on Mutual Information Quantity Among Multiple Self-Organizing Maps (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kitahara and A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Conf. on Neural Inform. Processing(ICONIP)
  • 発表場所: Bangkok, Tailand
  • 年月日: 20091201-05
• [学会発表] Improvement of BER Performance by Active RMD Compensation Employing the Steepest Descent-Based Tracking Algorithm, Optoelectronics and Commun (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanizawa and A. Hirose
  • 学会等名: Conf.(OECC) 2009
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 20090713-17
• [学会発表] Local, nonlinear adaptive co-registration of master and slave interferometric SAR complex image data for high quality digital elevation map generation (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Natsuaki and A. Hirose
  • 学会等名: Int' l Geosci. and Remote Sens. Symposium(IGARSS)
  • 発表場所: Capetown, South Africa
  • 年月日: 20090713-17
• [学会発表] Complex-valued neural networks(Tutorial) (2009)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 学会等名: Int' l Joint Conference on Neural Networks(IJCNN)
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 20090615-19
• [学会発表] Complex-valued neural networks : The merits and their origins (2009)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 学会等名: Int' l Joint Conference on Neural Networks(IJCNN)
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 20090615-19
• [図書] Complex-Valued Neural Networks : Advances and Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 出版者: IEEE Press
• [図書] Advances and Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 出版者: IEEE Press
• [図書] Complex-Valued Neural Networks 2nd Edition (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Hirose
  • 総ページ数: 197
  • 出版者: Springer-Verlag
• [図書] Recent Interferometry Applications in Topography and Astronomy (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Natsuaki and A. Hirose
  • 総ページ数: 95-110/220
• [図書] Self-organizing maps : New achievements (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Hirose and Y. Nakano
  • 総ページ数: 323-338/702
• [図書] Adaptive ground penetrating radar systems to visualize antipersonnel plastic landmines based on local texture in scattering and reflection data in space and frequency domains (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakano and A. Hirose
  • 総ページ数: 127-140
  • 出版者: Radar Technology
• [備考]
  • URL: http://www.eis.t.u-tokyo.ac.jp/