著者

Doohwan LEE Hirofumi SASAKI Hiroyuki FUKUMOTO Ken HIRAGA Tadao NAKAGAWA

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

IEICE Transactions on Communications (ISSN:09168516)

巻号頁・発行日

vol.E100.B, no.7, pp.1044-1063, 2017-07-01 (Released:2017-07-01)

参考文献数

60

被引用文献数

72

---

This paper explores the potential of orbital angular momentum (OAM) multiplexing as a means to enable high-speed wireless transmission. OAM is a physical property of electro-magnetic waves that are characterized by a helical phase front in the propagation direction. Since the characteristic can be used to create multiple orthogonal channels, wireless transmission using OAM can enhance the wireless transmission rate. Comparisons with other wireless transmission technologies clarify that OAM multiplexing is particularly promising for point-to-point wireless transmission. We also clarify three major issues in OAM multiplexing: beam divergence, mode-dependent performance degradation, and reception (Rx) signal-to-noise-ratio (SNR) reduction. To mitigate mode-dependent performance degradation we first present a simple but practical Rx antenna design method. Exploiting the fact that there are specific location sets with phase differences of 90 or 180 degrees, the method allows each OAM mode to be received at its high SNR region. We also introduce two methods to address the Rx SNR reduction issue by exploiting the property of a Gaussian beam generated by multiple uniform circular arrays and by using a dielectric lens antenna. We confirm the feasibility of OAM multiplexing in a proof of concept experiment at 5.2 GHz. The effectiveness of the proposed Rx antenna design method is validated by computer simulations that use experimentally measured values. The two new Rx SNR enhancement methods are validated by computer simulations using wireless transmission at 60 GHz.

著者

Hiroyoshi ITO Takahiro KOMAMIZU Toshiyuki AMAGASA Hiroyuki KITAGAWA

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

IEICE Transactions on Information and Systems (ISSN:09168532)

巻号頁・発行日

vol.E102.D, no.4, pp.810-820, 2019-04-01 (Released:2019-04-01)

参考文献数

30

被引用文献数

1

---

Multi-attributed graphs, in which each node is characterized by multiple types of attributes, are ubiquitous in the real world. Detection and characterization of communities of nodes could have a significant impact on various applications. Although previous studies have attempted to tackle this task, it is still challenging due to difficulties in the integration of graph structures with multiple attributes and the presence of noises in the graphs. Therefore, in this study, we have focused on clusters of attribute values and strong correlations between communities and attribute-value clusters. The graph clustering methodology adopted in the proposed study involves Community detection, Attribute-value clustering, and deriving Relationships between communities and attribute-value clusters (CAR for short). Based on these concepts, the proposed multi-attributed graph clustering is modeled as CAR-clustering. To achieve CAR-clustering, a novel algorithm named CARNMF is developed based on non-negative matrix factorization (NMF) that can detect CAR in a cooperative manner. Results obtained from experiments using real-world datasets show that the CARNMF can detect communities and attribute-value clusters more accurately than existing comparable methods. Furthermore, clustering results obtained using the CARNMF indicate that CARNMF can successfully detect informative communities with meaningful semantic descriptions through correlations between communities and attribute-value clusters.

著者

佐々木 勇人 濱上 知樹

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)

巻号頁・発行日

vol.J102-D, no.2, pp.68-78, 2019-02-01

---

本論文は検出問題におけるcost-sensitive learningに関して,検出率と偽陽性率のトレードオフを陽に扱うための学習アルゴリズムを提案する.一般的にcost-sensitive learningでは偽陽性及び偽陰性の検出に対して罰則値をあらかじめ定める必要があるが,検出対象の性質や正例データ・負例データ間の偏りに応じて適切な罰則値は変化する.そこで本論文ではBoostingの各ステップにおいて適応的にしきい値を調整することにより罰則値を間接的に決定する.この手法により偽陽性率を固定しながら検出率を最適化することが可能となり,検出率と偽陽性率のトレードオフを陽に扱うことが可能となる.更に,このトレードオフを扱う必要のある実問題として精子検出に関する評価を行い,提案手法の有効性を明らかにした.

著者

Hideki KIRINO Kazuhiro HONDA Kun LI Koichi OGAWA

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

IEICE Transactions on Communications (ISSN:09168516)

巻号頁・発行日

vol.E101.B, no.2, pp.349-356, 2018-02-01 (Released:2018-02-01)

参考文献数

15

被引用文献数

1

---

A new Waffle-iron Ridge Guide (WRG) structure that has the ability to control both wavelength and impedance is proposed. With the proposed structure, not only can the wavelength be controlled over a wide range for both fast- and slow-waves in free space but the impedance can also be controlled. These features can improve the performance of array antennas in terms of reducing grating lobes and side lobes. In this paper, we discuss and evaluate a design scheme using equivalent circuits and EM-simulation. This paper also discusses how the conductivity and dielectric loss in the WRG affect the total gain of the array antenna.

著者

Akira TAKAHASHI Takanori HAYASHI

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

IEICE Transactions on Communications (ISSN:09168516)

巻号頁・発行日

vol.E100.B, no.9, pp.1554-1563, 2017-09-01 (Released:2017-09-01)

参考文献数

23

被引用文献数

2

---

We propose a framework called “QoE-centric Service Operation,” with which we attempt to implement a means to enable the collaboration of end-users, service providers, and network providers to achieve better QoE of telecommunication services. First, we give an overview of the transition in the quality factors of voice, video, and web-browsing applications. Then, taking into account the fact that many quality factors exist not only in networks, but also in servers and terminals, we discuss how to measure, assess, analyze, and control QoE and the technical requirements in each component. We also propose approaches to meet these requirements: packet- and KPI-based QoE estimation, compensation of sparse measurement, and quality prediction based on human behavior and traffic estimation. Finally, we explain the results of our proof-of-concept study using an actual video delivery service in Japan.

著者

伊藤 崇之 福島 邦彦

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:09135713)

巻号頁・発行日

vol.J70-D, no.2, pp.451-462, 1987-02-25

---

非線形な抑制機構を持つ神経細胞を構成要素として聴覚神経系の特徴抽出モデルを構成し,計算機シミュレーションでその動作を確認した.モデルは,基底膜に相当するバンドパスフィルタ群,ヘアセルに相当する半波整流回路,および特徴抽出部からなる.特徴抽出部は,同一の特性を持つ細胞を一次元的に並べた細胞層を,複数段,縦続接続して構成した多層回路である.個々の細胞は,入力側の層との空間結合と一次遅れ要素により,興奮性入力,抑制性入力それぞれに時空間的な加算を行った後,非線形な抑制機構(シャント型抑制)とアナログしきい特性を経て出力を出す.生理学的な知見および音声の特徴を考慮して,周波数一定部分を抽出するCF型細胞層,周波数の変化する部分を抽出するFM型細胞層,摩擦性雑音を検出する摩擦性雑音型細胞層の3種の特徴抽出細胞層を構成した.これらは,それぞれ,母音のホルマント,子音から母音へのわたりや拗音,多くの子音に対応する特徴である.実際の音声を入力して計算機シミュレーションを行い,モデルが,上に述べた音声に含まれる種々の特徴を正しく抽出することを確認した.

著者

幸島 匡宏 松林 達史 澤田 宏

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)

巻号頁・発行日

vol.J100-D, no.4, pp.520-529, 2017-04-01

---

近年,網羅的なデータ収集の困難さや個人情報保護の観点から,ユーザ個人を単位とする粒度の細かいデータと年代・性別などの属性情報でまとめられたユーザ集団を単位とする粒度の粗いデータといった,異なる粒度のデータを扱う機会が増えている.本研究では,個人単位・集団単位のデータの組のように,粒度の異なる複数のデータを組み合わせて分析するための新たな手法を提案する.提案手法は,非負値行列分解に基づく新たな確率モデルである.このモデルは粒度の粗い方のデータの背後に存在するデータを潜在変数として導入することで導かれる.実購買履歴を用いた実験を通して,提案手法は既存手法を上回る性能を示したこと,低解像度のデータ数が増えるに従い性能向上が達成されることを確認した.更に上記提案手法に基づく拡張手法を導出することで,提案手法が様々な異粒度データ分析問題を考える際の基盤的アプローチとなりうることを示す.

著者

Yusuke AIKAWA Koji NUIDA Masaaki SHIRASE

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences (ISSN:09168508)

巻号頁・発行日

vol.E102.A, no.1, pp.74-80, 2019-01-01 (Released:2019-01-01)

参考文献数

11

---

In 2017, Shirase proposed a variant of Elliptic Curve Method combined with Complex Multiplication method for generating certain special kinds of elliptic curves. His algorithm can efficiently factorize a given composite integer when it has a prime factor p of the form 4p=1+Dv2 for some integer v, where -D is an auxiliary input integer called a discriminant. However, there is a disadvantage that the previous method works only for restricted cases where the class polynomial associated to -D has degree at most two. In this paper, we propose a generalization of the previous algorithm to the cases of class polynomials having arbitrary degrees, which enlarges the class of composite integers factorizable by our algorithm. We also extend the algorithm to more various cases where we have 4p=t2+Dv2 and p+1-t is a smooth integer.

著者

Akihiro NAKAO Ping DU

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

IEICE Transactions on Communications (ISSN:09168516)

巻号頁・発行日

vol.E101.B, no.7, pp.1536-1543, 2018-07-01 (Released:2018-07-01)

参考文献数

29

被引用文献数

28

---

In this paper, we posit that, in future mobile network, network softwarization will be prevalent, and it becomes important to utilize deep machine learning within network to classify mobile traffic into fine grained slices, by identifying application types and devices so that we can apply Quality-of-Service (QoS) control, mobile edge/multi-access computing, and various network function per application and per device. This paper reports our initial attempt to apply deep machine learning for identifying application types from actual mobile network traffic captured from an MVNO, mobile virtual network operator and to design the system for classifying it to application specific slices.

著者

吉武 大地 佐村 敏治

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)

巻号頁・発行日

vol.J102-D, no.3, pp.239-243, 2019-03-01

---

教育工学への新しいメディアとしてスマートミラーを用いた教育システムを提案する.我々は,英単語学習システムの四つの特徴を有するスマートミラーの設計・実装を行った.アンケートと単語テストの評価により本システムの有効性を示した.

著者

小川 晃一 小柳 芳雄 伊藤 公一

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 B (ISSN:13444697)

巻号頁・発行日

vol.J84-B, no.5, pp.902-911, 2001-05-01

---

本論文では,人体腹部に近接した150 MHz帯ノーマルモードヘリカルアンテナについて,有能電力に基づいた放射効率を新たに定義することによって,インピーダンス不整合及びアンテナ自身の抵抗による電力損失を考慮した取扱いをし,アンテナの長さやアンテナと人体の距離によって生じるアンテナの実用状態における実効的な放射効率の変化を解析的に求めた.更に,各部の損失電力を求めることによって放射効率低下をもたらしている要因分析を行い,効率低下のメカニズムを明らかにするとともに,その結果に基づいて人体近接時の放射効率改善の可能性について検討した.その結果,人体近傍における放射効率は-20 dB以下になること,その主要な要因はインピーダンス不整合損失であること,人体近接時に常に共役整合の状態を保つことによって10 dB以上の放射効率の改善が可能であることを示した.更にこれらのことを実験的に確認した.

著者

菅野 正嗣 西田 竹志 宮原 秀夫

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 A (ISSN:03736091)

巻号頁・発行日

vol.J70-A, no.2, pp.278-288, 1987-02-25

---

地上回線と衛星回線とが結合された,大規模な地上/衛星系通信ネットワークシステムを設計するにあたって,従来様々な手法が提案されてきたが,これらの手法では対象とするネットワークの大きさや,設計時における制約条件が非常に限られていた.そのため,得られた解が現実性に乏しいという欠点を持っていた.そこで本論文では,制約条件としてネットワーク性能基準の他に,実際に構築する際に生ずる様々な制約条件をも考慮して,構築費用が最小となるネットワークシステム形態を発見的手法によって得るためのアルゴリズムを提案した.更に,このアルゴリズムによって実際にネットワークシステムを設計し,アルゴリズムの妥当性を示した.また,得られたネットワークシステムにおいて,トラヒック量が増加したり,地上局や地上回線などのネットワーク構成要素の費用が低下した場合,どのようにネットワーク形態を変更すべきかを示した.

著者

丸山 翔太郎 黒岩 眞吾 堀内 靖雄

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 A (ISSN:09135707)

巻号頁・発行日

vol.J102-A, no.2, pp.120-123, 2019-02-01

---

トランペットの音色が演奏者によってどのように異なるのかについて,音響的特徴の分析を行った.また,演奏者の個人性を表す特徴量として口唇振動MFCCを提案しHMMを用いた演奏者識別実験によりその有効性を確認した.

著者

大内 一成 小林 大祐 中洲 俊信 青木 義満

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 B (ISSN:13444697)

巻号頁・発行日

vol.J100-B, no.12, pp.941-951, 2017-12-01

---

近年,スポーツ界ではICTを活用したトレーニング,戦術分析の導入が進んでおり,画像認識技術を用いた試みも行われているが,ラグビーでは試合に出場する選手の数が1チーム15人と多く,接触/密集プレーが頻繁に発生するため,画像による分析は技術的にハードルが高く,これまで積極的に取り組まれていない.筆者らは,特徴量設計方式によるボール検出/追跡と,ディープラーニング方式による選手検出/追跡を行うハイブリッド型映像解析により,一つのカメラ映像からボール/選手の移動軌跡を精度良く二次元フィールド上にマッピングする技術を開発した.また,ディープラーニングによる自動的なプレー分類を行い,これまで人手で行われていた主要プレーのタグ付け作業の自動化を検討した.本技術は,ラグビーに限らず様々なスポーツへの活用が可能である.

著者

Kunihiro NODA Takashi KOBAYASHI Noritoshi ATSUMI

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

IEICE Transactions on Information and Systems (ISSN:09168532)

巻号頁・発行日

vol.E101.D, no.7, pp.1751-1765, 2018-07-01 (Released:2018-07-01)

参考文献数

38

被引用文献数

4

---

Behaviors of an object-oriented system can be visualized as reverse-engineered sequence diagrams from execution traces. This approach is a valuable tool for program comprehension tasks. However, owing to the massiveness of information contained in an execution trace, a reverse-engineered sequence diagram is often afflicted by a scalability issue. To address this issue, many trace summarization techniques have been proposed. Most of the previous techniques focused on reducing the vertical size of the diagram. To cope with the scalability issue, decreasing the horizontal size of the diagram is also very important. Nonetheless, few studies have addressed this point; thus, there is a lot of needs for further development of horizontal summarization techniques. We present in this paper a method for identifying core objects for trace summarization by analyzing reference relations and dynamic properties. Visualizing only interactions related to core objects, we can obtain a horizontally compactified reverse-engineered sequence diagram that contains system's key behaviors. To identify core objects, first, we detect and eliminate temporary objects that are trivial for a system by analyzing reference relations and lifetimes of objects. Then, estimating the importance of each non-trivial object based on their dynamic properties, we identify highly important ones (i.e., core objects). We implemented our technique in our tool and evaluated it by using traces from various open-source software systems. The results showed that our technique was much more effective in terms of the horizontal reduction of a reverse-engineered sequence diagram, compared with the state-of-the-art trace summarization technique. The horizontal compression ratio of our technique was 134.6 on average, whereas that of the state-of-the-art technique was 11.5. The runtime overhead imposed by our technique was 167.6% on average. This overhead is relatively small compared with recent scalable dynamic analysis techniques, which shows the practicality of our technique. Overall, our technique can achieve a significant reduction of the horizontal size of a reverse-engineered sequence diagram with a small overhead and is expected to be a valuable tool for program comprehension.

著者

竹上 健 後藤 敏行 大山 玄

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:09151923)

巻号頁・発行日

vol.J86-D2, no.2, pp.252-261, 2003-02-01

---

赤外線眼球運動観測装置などで観測された,頭部とカメラの相対位置が変化しない眼球画像において,瞳孔像を高精度に検出する手法について提案する.眼球の形状を球,瞳孔の輪郭を円とみなすと,瞳孔は眼球の動きに伴って見えの形状が楕円となる.この楕円形状をした瞳孔像の検出精度を高めることで安定した視線方向検出が可能となる.楕円を検出するには様々な手法が提案されており,その一つとしてハフ変換がある.ハフ変換は雑音や隠蔽などの影響を受けにくいという特徴を有しているが,一般の楕円検出では,決定すべきパラメータの自由度は5次元となるために,演算量やメモリ要求量が問題となる.一方,瞳孔は眼球中心を基準として回転するために,観測される瞳孔像は一般の楕円形状とならずに,眼球中心からの位置と方向に依存する.本論文では,この拘束条件を利用して,高精度に瞳孔を検出するための眼球モデルをベースとしたアルゴリズムについて述べる.そのアルゴリズムでは,システム全体の処理効率を考慮して,まず複数の観測画像からエッジに基づく楕円フィットによる瞳孔の初期検出を行い,それらの結果に基づいて眼球モデルのパラメータを推定する.その後,その眼球パラメータに基づいてハフ変換を行うことにより,瞳孔輪郭を高精度に再検出する.実験の結果,瞳孔輪郭検出の精度と安定性が向上しており,提案手法が有効であることが確認できた.

著者

伴野 明 岸野 文郎

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:09151923)

巻号頁・発行日

vol.J75-D2, no.5, pp.861-872, 1992-05-25

---

顔の向きや視線の検出を将来のインタフェースの基本機能と位置付け,これらを画像処理を用いて検出するアルゴリズムを開発した.この手法では,利用者の頭部の自由な動きを許容し,また,注視点検出に必要なパラメータ(眼球中心位置)を推計により求める際,利用者に提示する指標数を少なくして使いやすくすることをねらいとしている.まず,顔の3点と瞳孔の空間位置をステレオ画像計測により求める.次に,利用者が指標を注視しているときのこれら特徴点の位置情報を用いて,眼球中心を推計し,これと瞳孔を結ぶ線を視線と近似して求める.本アルゴリズムの検出精度に影響する要因としては,ステレオ画像計測の精度,固視微動,および推計時の指標提示方法などが考えられる.そこで,これらをパラメータとして,眼球中心推計精度,注視点検出精度を計算機シミュレーションにより求めた.眼球中心の推計では,指標パターンの寸法と指標の提示回数が精度に大きく影響する.眼を大きく回転させる5点程度の指標パターンを用いると,精度の良い推計ができる.特徴点の位置計測誤差と注視点検出精度との関係についても求め,モデル実験の結果と比較した.

著者

竹上 健 後藤 敏行 大山 玄

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:09151923)

巻号頁・発行日

vol.J84-D2, no.8, pp.1580-1588, 2001-08-01

---

赤外線眼球運動観測装置などで観測した頭部とカメラの相対位置が変化しない眼球画像を対象として,被験者に特定の指標を固視させるキャリブレーションを回避し,入力の時系列画像だけを用いて自動的にキャリブレーションを進める簡便かつ高精度な視線方向検出法を提案する.カメラとの相対位置が変化しない眼球画像には,瞳孔の中心座標と扁平率という視線方向を推定するための二つのキューがある.本手法は,絶対方向の推定が可能であるが検出精度や安定性に問題がある扁平率の情報を複数の画像フレームにわたって観測することにより,眼球の回転半径や回転中心などの眼球パラメータを校正することで,安定な視線方向検出を可能にするものである.実際の眼球画像を用いて評価実験を行った結果,偏平率に基づく視線方向の推定と比較して高精度な計測が可能になり,本手法の有効性を確認した.

著者

Yuichi KAWAMOTO Hiroki NISHIYAMA Nei KATO Naoko YOSHIMURA Shinichi YAMAMOTO

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems (ISSN:09168532)

巻号頁・発行日

vol.E97-D, no.10, pp.2568-2575, 2014-10-01

---

The recent development of communication devices and wireless network technologies continues to advance the new era of the Internet and telecommunications. The various “things”, which include not only communication devices but also every other physical object on the planet, are also going to be connected to the Internet, and controlled through wireless networks. This concept, which is referred to as the “Internet of Things (IoT)”, has attracted much attention from many researchers in recent years. The concept of IoT can be associated with multiple research areas such as body area networks, Device-to-Device (D2D) communications networks, home area networks, Unmanned Aerial Vehicle (UAV) networks, satellite networks, and so forth. Also, there are various kinds of applications created by using IoT technologies. Thus, the concept of the IoT is expected to be integrated into our society and support our daily life in the near future. In this paper, we introduce different classifications of IoT with examples of utilizing IoT technologies. In addition, as an example of a practical system using IoT, a tsunami detection system (which is composed of a satellite, sensor terminals, and an active monitoring system for real-time simultaneous utilization of the devices) is introduced. Furthermore, the requirements of the next generation systems with the IoT are delineated in the paper.

著者

井手 秀徳 栗田 多喜夫

出版者

The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

雑誌

電子情報通信学会論文誌 D (ISSN:18804535)

巻号頁・発行日

vol.J101-D, no.8, pp.1110-1119, 2018-08-01

---

ReLU活性化関数は,その微分が消失しないことから,最急降下法に基づくパラメータの学習が効果的に行えることが知られており,Convolutional Neural Network (CNN)でも良く利用されている.しかし,学習が進むとReLUの出力が必要以上に大きくなってしまう傾向がある.ある層のあるニューロンの活性化関数の出力が大きくなると,それ以降の層に対してバイアスとして働き,Networkに悪影響を与えることが知られている.このことから,活性化関数の出力は平均0に近づけると汎化性能が向上することがわかっている.有名なものでは,L1正則化などの重みに対する正則化やBatch Normalization,ELUなどの活性化関数が知られている.本研究では,それらの代わりにReLU活性化関数の入力に対するスパース正則化を用いる手法を提案する.活性化関数の入力に対するスパース正則化は,学習の過程でReLU活性化関数の入力を0に近づける効果をもつ.これにより,ReLU活性化関数の欠点をある程度抑制することができ,特徴表現をスパースにすることができる.