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2023 Fiscal Year Research-status Report

リカレンスプロットを用いた非線形時系列の基底表現

Research Project

Project/Area Number 21K12068
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

城 真範  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90357244)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywordsリカレンスプロット
Outline of Annual Research Achievements

前年度までには、リカレンスプロットの一部の列を基底と見立てて、リカレンスプロット内の他の列を表現するために必要な基底の数に着目した研究を行ったが、今年度は基底の数は固定したうえで演算子の数を評価することを実施した。多くの時系列で、時系列が長くなっても必要な演算子の数は一定程度に抑えられることを見出した。これはリカレンスプロットの内部構造を使った情報圧縮の方法において有益な結果である。
隔年で開かれるリカレンスプロットについての国際会議を筑波大学の平田准教授他とともに主催した。「Amount of operators connecting columns in a recurrence plot」という題で自身の発表も行った。「リカレンスプロットのカラムを表現するために必要な演算子の数」という題で物理学会での発表を行った。
その他、立命館大とリカレンスプロットを応用する研究を進め、吹野協力研究員らと人工声帯を空気が通過する際の音声時系列のカオス性を調べるなどの研究を行った。また筑波大学の平田准教授とはリカレンストライアングルを使って時系列の決定論性を評価する方法に取り組み、「Recurrence plots bridge deterministic systems and stochastic systems topologically and measure-theoretically」という題でChaos誌にて発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

必要な演算子の数を評価する過程で、線形時系列であってもリカレンスレートの取り方によっては時系列の長さと必要な演算子の数の関係が明瞭にならないケースを発見した。この発見は当初の計画にはなかったもので重要な進展と言える。また、これらの研究の結果、フラクタル構造を拡張するための概念と方法を考案したので、検討中である。

Strategy for Future Research Activity

最終年度として成果の取りまとめを行う。計算リソースの不足が明らかであるので、早急に計算機の調達を行う。特にフラクタル構造を拡張するための概念と方法を中心に検討を進め、これをリカレンスプロットと関係づける方法を明らかにしたい。
リカレンスプロットについての国際会議に付随するプロシーディングスの編集委員として発行に協力する。
また現在のところ所属研究機関内での期限付き異動により研究活動が本務ではなくなっており、従来計画よりエフォートを割けなくなっているため、他の業務との時間的バランスを調整して研究に従事する。

Causes of Carryover

予定していた国際会議の開催場所が変更になったためと、前年度末に計算機の計算能力の逼迫が明らかになったが、半導体の不足等で適切な計算機の購入ができなかったためである。
現在スペックを再検討して計算機資源の購入を検討している。

  • Research Products

    (6 results)

All 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] Recurrence plots bridge deterministic systems and stochastic systems topologically and measure-theoretically2023

    • Author(s)
      Hirata Yoshito、Shiro Masanori
    • Journal Title

      Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science

      Volume: 33 Pages: 083118

    • DOI

      10.1063/5.0156945

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Amount of operators connecting columns in a recurrence plot2023

    • Author(s)
      Masanori Shiro
    • Organizer
      10TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON RECURRENCE PLOTS 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リカレンスプロットのカラムを表現するために必要な演算子の数2023

    • Author(s)
      城 真範
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] リカレンスプロットによる声帯ポリープデータの非線形解析2023

    • Author(s)
      廣瀬巧朗,塩澤航太,徳田功,吹野美和,添田喜治,城真範
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
  • [Presentation] 歪んだシェルピンスキーギャスケットのフラクタル次元2023

    • Author(s)
      城 真範
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Funded Workshop] 10th International Symposium on Recurrence Plots 20232023

URL: 

Published: 2024-12-25  

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