平成212009)年度 一般研究2実施報告書

 

課題番号

21−共研−2020

分野分類

統計数理研究所内分野分類

b

主要研究分野分類

5

研究課題名

パーティクルフィルタによる先進的な工学センシング

フリガナ

代表者氏名

イコマ ノリカズ

生駒 哲一

ローマ字

IKOMA, Norikazu

所属機関

九州工業大学

所属部局

大学院工学研究院 電気電子工学研究系 システムエレクトロニクス部門

職  名

准教授

配分経費

研究費

0千円

旅 費

0千円

研究参加者数

13 人

 

 

研究目的と成果(経過)の概要

動的状況のセンシングに有望な方法であるパーティクルフィルタを,各種の工学センシングに効果的に用いることを主眼として,下に列挙した様々な工学分野の応用課題の研究を推進することが目的である.また,パーティクルフィルタの高速リアルタイム計算に必要なアルゴリズムや計算マシンの開発も行う.各個別課題の実施体制としては,九州工業大学,兵庫県立大学,千葉大学,筑波大学などの複数大学のメンバーから研究グループを構成し,研究者ごと個別の課題についてまず研究を進めた.また,サブグループを必要に応じて適宜組織し,課題に取り組んだ.課題ごとの成果(経過)の概要を以下に示す.
(1) 動画像のオンライン処理
 ビジュアルトラッキングや,医療における動画像の高速処理,複数対象物を区別しながら追跡する方法など,パーティクルフィルタの持つロバスト性やリアルタイム性を活かした課題を扱った.
(2) 自律移動ロボットの外界知覚
 ロボットに搭載した各種センサから外界の状況を効果的に知覚する方法を検討した.
(3) センサ融合による高次情報の把握
 マルチモーダルな複数センサの信号を融合して,より高次の情報をセンサ信号から得る方法を,パーティクルフィルタの枠組みにおいて構築する方法を検討した.
(4) 自動車運転環境における状況把握と安全運転支援
 自動車外部の状況やキャビン内のドライバ挙動などを,車載の各種センサ信号からパーティクルフィルタの枠組みで推定する方法について検討した.
(5) アルゴリズムと計算マシンの開発
 Cell/B.E.,GPU,FPGAにおいて,パーティクルフィルタを高速計算する方法を開発した.

 

当該研究に関する情報源(論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等)

【研究経過】
 下記の「研究業績」に挙げた成果発表を行った。2010年2月12日に統計数理研究所にて研
究集会を開催した。
【研究業績】
[1]N.Ikoma and A.Asahara,"Real time color object tracking on Cell Broadband Engine using
particle filters",Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics,
Vol.14 No.3,pp.272-280,2010.
[2]M.Mizumachi,and K.Niyada,"Robust Estimation of Sound Source Direction with
Deterministic Background Noise and Stochastic Source Dynamics Models",Journal of
Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics,Vol.14,No.2,pp.208-213,
2010.
[3]T.Tanabata,K.Sawase,H.Nobuhara,and B.Bede,"Interactive Data Mining for Large-Scale
Image Databases Based on Formal Concept Analysis",Journal of Advanced Computational
Intelligence and Intelligent Informatics,Vol.14,No.3,pp.303-308,2010.
[4]川本 一彦,"運動パラメータの直接サンプリングによる逐次カメラ運動推定",信学論,
Vol.J93-D,No.8,2010(採録決定)
[5]小畑 昌之,西田 健,宮河 秀和,大川 不二夫,"パーティクルフィルタを組み込んだパラメトリ
ック固有空間法による三次元物体の検知・姿勢推定・追跡の同時実行",電学論 C,Vol.129,No.5,
pp.838-845,2009。
[6]M.Mizumachi,"Spatial and acoustic feature extraction by particle filtering for efficient noise
reduction",Journal of the Acoustical Society of America,Vol.126,Issue 4,p.2250,2009.
[7]N.Ikoma,"Likelihood adjustment among multiple targets for particle dependent tracking in
particle filters",Proc.of IEEE Workshop on Statistical Signal Processing 2009,Cardiff,UK,
Aug.31-Sep.3,pp.477-480,2009.
[8]N.Ikoma,O.Tokunaga,H.Kawano,and H.Maeda,"Tracking of 3D Sound Source Location by
Particle Filter with TDOA and Signal Power Ratio",Proc.of ICROS-SICE Int'l joint Conference
2009,Fukuoka,Aug.18-21,pp.1374-1377,2009.
[9]Kazuhiko Kawamoto,"Particle Filtering and its Applications to Computer Vision",
International Seminar of Information Technology,Invited talk,2009
[10]Kazuhiko Kawamoto,"Affine Deformable Object Tracking in Videos by Particle Filtering",
Proc.International Workshop on Advanced Computational Intelligence and Intelligent
Informatics,2009
[11]M.Mizumachi,"Adaptive direction-of-arrival estimation using microphone array,"Proc.
10th Western Pacific Acoustics Conference(WESPAC-X),Paper ID:285,Sep.2009.
[12]M.Mizumachi,"Flexible beamforming for speech enhancement using stochastic spatial
information,"Proc.16th International Congress on Sound and Vibration(ICSV16),Paper ID:
308,Jul.2009.
[13]M.Mizumachi,"Robust noise reduction by optimized beamforming based on spatial
features,"Proc.AES 126th Convention in Munich,P10-5,May 2009.
[14]T.Nishida,W.Kogushi,N.Takagi,and S.Kurogi,"Dynamic State Estimation Using
Particle Filter and Adaptive Vector Quantizer",Proc.of CIRA 2009,pp.429-434,2009.
[15]B.Bede and H.Nobuhara,"A novel Max-Plus algebra based wavelet transform and its
applications in Image Processing",IEEE International Conference on Systems,Man and
Cybernetics,San Antonio,Texas,USA,Oct.11-14,2009.
[16]川本 一彦,運動パラメータの直接サンプリングによる逐次カメラ運動推定,画像の認識・理解
シンポジウム(MIRU2009)講演論文集,pp.238-244,2009。
[17]生駒 哲一,"ランダム有限集合状態空間モデルと逐次モンテカルロフィルタによる動画像中
の複数移動物体追跡",コンピュータビジョンとイメージメディア研究会,CVIM2010年3月研究
会(第171回),2010。
[18]縄田,生駒,河野,前田"背景情報を活用したフレームアウトにロバストな動画像追跡",コ
ンピュータビジョンとイメージメディア研究会,CVIM2010年3月研究会(第171回),2010。
[19]生駒 哲一,"逐次モンテカルロ法及びパーティクルフィルタにおけるモデル構築",御殿場基
礎科学研究会ワークショップ,「最適化を基軸とする数理的展開〜情報幾何,機械学習,パーティク
ルフィルタの接点/融合〜」,2010。
[20]生駒,田中,猪口,宮下,川本,西田,"安全運転支援のためのパーティクルフィルタによる
ドライバの身体挙動推定",第25回ファジィシステムシンポジウム,Jul.14-16,筑波大学,
CD-ROM(100141.pdf),2009。
[21]縄田,生駒,川本,河野,前田,"背景から推定した地理情報を用いたフレームアウトが生じ
るターゲットの追跡",第25回ファジィシステムシンポジウム,Jul.14-16,

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

【研究会の開催】
日時:2010年2月12日(金)午後
場所:統計数理研究所
参加者数:25名

 

研究参加者一覧

氏名

所属機関

石黒 真木夫

統計数理研究所

河野 英昭

九州工業大学大学院

川本 一彦

九州工業大学大学院

小橋 昌司

兵庫県立大学大学院

新 裕樹

九州工業大学大学院

田中 祐平

九州工業大学大学院

田村 義保

統計数理研究所

縄田 竜志

九州工業大学大学院

西田 健

九州工業大学大学院

延原 肇

筑波大学

樋口 知之

統計数理研究所

水町 光徳

九州工業大学大学院