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2022 年度 実績報告書

間引きサンプリング法で切り拓く,圧縮センシングによる脳波計測回路システムの新展開

研究課題

研究課題/領域番号 21H03410
研究機関大阪大学

研究代表者

兼本 大輔  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90603332)

研究分担者 大木 真  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (50211785)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード圧縮センシング / 脳波 / 回路とシステム
研究実績の概要

本年度は,昨年度得られた検討結果を基に,間引きサンプリング動作に適した回路・システム・復元処理に関する応用研究を実施した.
【回路】昨年度作成した集積回路を活用し,本課題で提案する機能回路ブロックの評価検証を実施した.評価用基板を準備し,脳波信号を入力信号として用いた場合の動作確認を実施した.本測定結果を踏まえ,提案する回路機能ブロックの改善すべき点を明らかにした.さらに,修正した回路を180nmCMOSプロセスを用いて再作成することができた.
【システム】間引きサンプリング法を適用したセンシングシステムを実装し,実測を行うことで有効性を確認した.圧縮比を4倍に設定した場合,信号品質の大幅な劣化を避けつつ,消費電力を7割削減できることを実機により確認した.本研究成果は,回路とシステムをテーマとしたIEEE国際会議であるISCAS2023の会議論文集(査読付き)に掲載予定である.
【復元処理】脳波信号の特徴を捉えた辞書生成において,利用する情報を絞り込む工夫を行うことで,更なる高精度復元が可能な復元アルゴリズム・復元エンジンの提案をおこなった.また,脳波信号を対象とした実験を通し,提案手法の有効性を確認することができた.本研究成果も査読を経てIEEE国際会議であるISCAS2023の会議論文集に掲載されることが決まっている.

上記以外に,国内学会にて1件の研究成果発表を行うことができた.さらにシステム実装や復元処理に関連する1件の特許出願を実施した.

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

当初の研究計画通り,回路システムの実装や復元エンジンの研究開発を実施し,IEEE国際会議論文2本の採録が決まる等,多くの成果を得ることができた.さらに,脳波信号の利用方法についても検討し,国内会議にて1回発表を行った.今年度実施した研究成果をまとめ,1件の特許申請を行うことができた.上記の進捗状況を考慮すると,おおむね順調に研究が進んでいると判断できる.

今後の研究の推進方策

今年度は,去年度の検討内容を踏まえ,間引きサンプリング法を活用した無線脳波計測回路システム実装に向けた応用技術に関する研究開発を行った.来年度は,本研究課題の最終年度に当たるため,得られた様々な要素技術を統合し,間引きサンプリング法の有効性を総合的に評価する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] EEG Measurements with Compressed Sensing Utilizing EEG Signals As the Basis Matrix2023

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
    • 学会等名
      IEEE Int. Symp. Circuits Syst. (ISCAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Random Undersampling Wireless EEG Measurement Device Using a Small TEG2023

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyata, Daisuke Kanemoto, and Tetsuya Hirose
    • 学会等名
      IEEE Int. Symp. Circuits Syst. (ISCAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳波を用いた感情認識システムにおける無線送信データ削減手法および実装に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      原田勇輝,兼本大輔,廣瀬哲也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電子情報通信学会技術研究報告
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://ssc.eei.eng.osaka-u.ac.jp/~dkanemoto/

  • [産業財産権] 信号圧縮装置、信号復元装置及び信号処理システム2023

    • 発明者名
      兼本大輔
    • 権利者名
      兼本大輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-1730

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公開日: 2023-12-25  

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