平成182006)年度 一般研究2実施報告書

 

課題番号

18−共研−2013

専門分類

2

研究課題名

粒子型フィルタによる統計的信号処理の工学的モデリング

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

工学部

職  名

助教授

所在地

TEL

FAX

E-mail

URL

配分経費

研究費

50千円

旅 費

220千円

研究参加者数

6 人

 

 

 

研究目的と成果(経過)の概要

近年実用的になってきた粒子型フィルタを用い,種々の統計的信号処理の課題を解決する方法論(手法,モデル)の研究を目的としている.以下に示す個別課題について,これらを解決することで本研究を進めている.

1) 粒子型フィルタの並列化アルゴリズムの開発とハードウエア実装
 粒子型フィルタを実時間で動作させることを目的として,並列化アルゴリズムの検討と,FPGA等のプログラマブルなハードウエア装置への実装を検討した.
2) センサフュージョンによる外界情報の動的獲得
 動画像,音響など複数のセンサからの情報を融合して,時々刻々と変化する外界の状況を再構成する手法として,有限ランダム集合に基づく状態空間モデルを用いるアプローチを取るようにした.全方位カメラとマイク2本による音源ターゲット追跡を具体例として扱い,その為の音源追跡モデルを開発した.
3) 自律移動ロボットによる環境情報の学習と自己位置推定
 自律移動ロボットとして2輪の小型ロボットに4つの超音波センサを搭載し,実機実験の環境を構築した.自己位置同定については,シミュレーションにて良好な結果を確認した上で,実機の実験を行った.実機では,シミュレーションよりも複雑な状況が生じる為,ノイズの想定をより現実的なものに修正する必要が生じている.未知環境情報の学習については,環境地図を離散化して各セルの確率を更新するアプローチについて,予備的な実験を行った.
4) コンピュータユーザの意図推定とユーザ適応インタフェース
 コンピュータ応用システムのユーザインタフェースにおいて,ユーザの意図(現在の認知状態)を推定して適切なインタフェースを適応的に提供する方法論を開発し,その事例としてウインドウシステムにおけるアイコン選択を補助する手法を提案した.そこで,ユーザの操作履歴に基づき,ユーザが認識しているであろうウインドウシステムのフォルダ構造を推測し,またユーザが探したいアイコンについても推測を行う.推測に基づき,ユーザが次にクリックすべきアイコンを拡大表示することでアイコン選択を支援するようにした.
5) 音源追跡に関する研究
 複数マイクに到達する音響信号の時間差から音源方向を検出して,音源の3次元位置を追跡する方法について検討しており,その一方法として,目的音源の周波数特性を考慮した音源方向検出手法を提案した.相互相関の計算を2種類用意し,2段階で粒子を処理することで,大枠の推定を行った後に精細な推定を行うよう工夫した.

 

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)

(1) 生駒,八名,ベイズ型時系列モデルによる成分分解を用いたネットワークトラヒックの定量的分析法,統計数理,Vol.54, No.2, pp.425-444,2006.
(2) N.Ikoma, M.Sakata, and M.Doi, "Fingers Image Tracking on Omnidirection Camera by CONDENSATION Algorithm", Avtometriya, vol.42, N5, p.54-63, 2006 (in Russia, translated).
(3) N.Ikoma, R.Yamaguchi, H.Kawano, and H.Maeda, "Tracking of Multiple Moving Objects in Dynamic Image of Omni-directional Camera for Robot Vision Using PHD Filter", 2nd International Symposium on Computational Intelligence and Industrial Applications (ISCIIA2006), Nov.22-26, Guangzhou, China, pp.168-176, 2006.
(4) N.Ikoma, M.Sakata, and M.Doi, "Mixture tracking of multiple fingers image in omnidirection camera for human friendly interface", Proc. of Nonlinear Statistical Signal Processing Workshop 2006 (NSSPW 2006), Sep. 13-15, Cambridge, UK, Paper.#60, 2006.
(5) K.Matsuda, T.Watanabe, N.Ikoma, H.Kawano, and H.Maeda, "On a Support System for Finding Icons by Estimating User's Recognition on Structure of Folders", SICE-ICASE International Joint Conference 2006 (SICE-ICCAS2006), October 18-21, Busan, KOREA, pp.5541-5544, 2006.
(6) M.Kawanishi, N.Ikoma, H.Kawano, and H.Maeda, "Sound target tracking by sensor fusion using finite random set state space model", Joint 3rd Int'l Conf. on Soft Computing and Intelligent Systems and 7th Int'l Sympo. on advanced Intelligent Systems(SCIS & ISIS 2006), September 20-24, Tokyo, JAPAN, pp.2029-2034, 2006.
(7) M.Mizumachi and N.Ikoma,"DOA Estimation by Particle Filtering with Frequency Selectivity", Joint 3rd Int'l Conf. on Soft Computing and Intelligent Systems and 7th Int'l Sympo. on advanced Intelligent Systems(SCIS & ISIS 2006), September 20-24, Tokyo, JAPAN, pp.2023-2028, 2006.
(8) M.Mizumachi, N.Ikoma, and K.Niyada, "DOA estimation based on cross-correlation by two-step particle filtering",14th European Signal Processing Conference(EUSIPCO2006), Sep.4-8, Florence, Italy, CD-ROM, 2006.

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。

 

研究参加者一覧

氏名

所属機関

池田 耕平

九州工業大学

川西 正人

九州工業大学

樋口 知之

統計数理研究所

福田 慎吾

九州工業大学

松田 皓平

九州工業大学