2019 Fiscal Year Annual Research Report
Improved remote sensing of wave-particle interaction region using multimedia signal processing techniques
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17K06456
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
尾崎 光紀 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (70422649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 晃宏 金沢大学, フロンティア工学系, 講師 (70303261)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 自然電磁波動 / 動オブジェクト抽出 / 雑音除去 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに検討をしてきた時空間変動を示すオーロラ現象に対する動的輪郭モデルの一種であるレベルセット法の評価を行った。特に信号のランダム性を表すスペクトルエントロピー法を用いた前処理を追加した。これにより、観測画像を模擬したSN比-5～+5dBのテスト画像に対して、2倍の強度差をもつ複数のオブジェクトがあった場合でも強度の小さいオブジェクトが埋もれることなく抽出できることを明らかにした。レベルセット法の高速化のため、前処理として対象オブジェクトの初期輪郭を大まかに囲うことで処理時間80%程度の低減も得た。
また、観測される電磁波信号に含まれるパルス性雑音抑圧に対して、新たに機械学習の手法であるオートエンコーダー (AE) を導入した。AEを用いて雑音区間と非雑音区間を自動識別し、学習用データを自動生成する。雑音除去できるよう学習させたAEを用いて雑音除去を行い、約16dBのSN比改善の結果を得た。
そして、地球近傍宇宙の波動粒子相互作用発生域の時空間変動を示すと考えられる特徴的なオーロラ現象に対して、磁気圏の電磁波コーラスのレイトレーシング解析を行い、観測で得られているオーロラ現象の拡大縮小の空間変動を再現するパラメータについて検討を行った。空間変動をレイトレーシング解析から見積もるためには、何千ものレイを追跡する必要があるため、高速化のため並列化処理を図った。並列化を図ったレイトレーシング解析より、コーラス波動の発生源が面波源と考えると観測結果を再現する拡大縮小の空間変化を得られないということを示唆する結果が得られた。
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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Flash aurora as manifestation of single chorus element wave-particle interactions2020
Author(s)
M. Ozaki, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, S. Oyama, S. Yagitani, Y. Kasahara, Y. Kasaba, S. Matsuda, R. Kataoka, Y. Ebihara, Y. Ogawa, Y. Otsuka, A. Matsuoka, I. Shinora
Organizer
Japanese-Czech Space Physics Symposium
Int'l Joint Research
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[Presentation] Spatial development of single chorus element wave-electron interaction region deduced from flash aurora and ray tracing2020
Author(s)
M. Ozaki, T. Inoue, Y. Tanaka, Y. Goto, S. Yagitani, Y. Kasahara, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, S. Oyama, R. Kataoka, Y. Ebihara, Y. Ogawa, A. Kadokura
Organizer
Japanese-Czech Space Physics Symposium
Int'l Joint Research
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[Presentation] レイトレーシング解析を用いたフラッシュオーロラの時空間特性2019
Author(s)
井上智寛, 尾崎光紀, 田中良昌, 後藤由貴, 八木谷聡, 笠原禎也, 塩川和夫, 三好由純, 片岡龍峰, 門倉昭, 海老原祐輔
Organizer
太陽地球系物理学分野のデータ解析手法、ツールの理解と応用
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[Presentation] 機械学習を用いたフラッシュオーロラの時空間解析2019
Author(s)
源田斗輝, 井上拓海, 尾崎光紀, 八木谷聡, 今村幸祐, 塩川和夫, 三好由純, 大山伸一郎, 片岡龍峰, 海老原祐輔, 細川敬祐
Organizer
日本地球惑星科学連合2019年大会
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