表内のセッション名はそのセッション情報にリンクしています．
| 2021年8月26日(木) |
| ルーム1 | ルーム2 | ルーム3 |
|---|---|---|
9:00 - 9:15 |
||
9:15 - 10:30 |
9:15 - 10:30 |
9:15 - 10:30 |
|
10:30 - 10:45 |
||
10:45 - 11:45 |
10:45 - 11:45 |
10:45 - 11:20 |
|
11:45 - 12:00 |
||
12:00 - 13:00 |
||
|
13:00 - 13:30 |
||
13:30 - 14:45 |
13:30 - 14:30 |
13:30 - 14:20 |
|
14:45 - 15:00 |
||
15:00 - 16:15 |
15:00 - 16:15 |
15:00 - 16:15 |
|
16:15 - 16:30 |
||
16:30 - 16:45 |
||
16:45 - 17:45 |
||
| 2021年8月27日(金) |
| ルーム1 | ルーム2 | ルーム3 |
|---|---|---|
9:15 - 10:30 |
9:15 - 10:30 |
9:15 - 10:05 |
|
10:30 - 10:45 |
||
10:45 - 12:00 |
10:45 - 11:45 |
10:45 - 11:45 |
|
12:00 - 13:00 |
||
13:00 - 13:50 |
13:00 - 14:15 |
13:00 - 14:15 |
14:15 - 14:30 |
||
| 2021年8月26日(木) |
| 題名 | アナログAIデバイスのオンライン学習に向けた学習アルゴリズムとそのFPGAアーキテクチャ |
| 著者 | ◎金子 竜也, 山岸 善治 (北海道大学大学院情報科学院), 百瀬 啓, 浅井 哲也 (北海道大学大学院情報科学研究院) |
| ページ | pp. 1 - 6 |
| キーワード | エッジAI, 学習ハードウェア, オンライン学習, FPGA |
| アブストラクト | エッジAIの課題として、エッジAIデバイスの極低電力化、およびその場学習機能を持たせ、ユーザの要求に応じて再学習を行うことの二点存在する。本論文では、ReRAMをベースとしたメモリーコンピューティング極低電力AIチップ（RAND）と、そのオンライン学習を制御する新規FPGAアーキテクチャを組み合わせた評価ボードについて説明する。XOR学習においてFPGA上に実装した学習過程とソフトウェア実装での学習過程を比較し、同等の結果が得られたことを示す。謝辞：この成果は、NEDOの委託業務の結果得られたものです。RANDをご提供頂きましたヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社の皆様に感謝致します。 |
| 題名 | On the Chaos Associative Memory with Chebyshev Type Activation Function |
| 著者 | ○中川 匡弘 (長岡技術科学大学 技術科学イノベーション専攻) |
| ページ | pp. 7 - 12 |
| キーワード | Chaos, Association, Memory, Retrieval, Control |
| アブストラクト | During the past quarter century, it has been extensively reported that there exists inherently chaotic dynamics in the human electroencephalogram (EEG) in the variety of biological experiments [1-8]. In addition from viewpoints of the artificial neuron model including chaos neurons, many researchers have investigated in terms of different activation functions of neurons. From these viewpoints, in this work, we shall propose a chaos association model with the Chebyshev type activation function which may improve the memory capacity of the associative memory. |
| 題名 | 再構成可能な分子シナプス素子の簡易モデル |
| 著者 | ◎雨宮 佳希, Ali Emiliano Jose (北海道大学大学院情報科学院), 赤井 恵, 浅井 哲也 (北海道大学大学院情報科学研究院) |
| ページ | pp. 13 - 18 |
| キーワード | アナログAI, 不揮発シナプスデバイス, 有機ポリマー, 数値解析, 三次元AIデバイス |
| アブストラクト | 近年AIの積和演算を行う不揮発アナログデバイス研究が盛んに行われているが、それはあらかじめ全ての結合を物理的に設けて必要なもののみを使うというものである。一方生物は、必要なところにだけ軸索を延ばして学習を行うと考えられる。このような配線が見込めるポリマーワイヤーシナプス素子が共著者により既に提案・実証されている。本稿では、上記の実験結果を元にポリマーワイヤーシナプス素子のモデル化を行い、実際の実験ではまだ示せていない規模の複雑なAI（自己符号化器等）にそのモデルを適用した例を示す。これらの成果は、AIにおけるポリマーワイヤーシナプス素子の有効な活用方法を予見できることを示している。 |
| 題名 | (招待講演) センサネットワークと脳型デバイスを使ったエッジにおける情報処理 |
| 著者 | ○折井 靖光, 小林 正和, 高橋 篤 (長瀬産業株式会社) |
| ページ | pp. 19 - 22 |
| キーワード | 非ノイマン, ニューロモルフィックデバイス, IoT, リザバーコンピューティング |
| アブストラクト | 半導体のスケーリングが進み90nm世代以降では，いわゆるテクノロジー・ブースターと呼ばれる技術に支えられることで半導体の進歩は続いてきた。しかし技術的，ビジネス的に限界に近づき，その進歩はこれまでに比べて遅くなる傾向にある。将来の半導体素子密度の向上をスケーリング技術のみに頼れなくなった現在，半導体の三次元化によって下支えすることが有効な手段であるが，素子密度の上昇は発熱密度の上昇となり，放熱能力の制限により全てのアプリケーションに適用できるとは限らない。一方，現在のノイマン型コンピュータとは別に，量子コンピュータやニューロコンピュータ等の非ノイマン型コンピュータシステムの実現を目指す動きがある。これらのコンピュータは従来型と比べて，超高速で最適解を求められ，超低消費電力で動作するなどの特徴があり，今後も盛んな研究・開発活動が行われるものと思われる。本講演では、人間の脳を模倣したニューロモルフィクデバイスに焦点を当て、現在の開発状況を整理し、IoT(Internet of Things)における各種センサーからの情報を端末側で解釈するといった応用面に関しても、ディスカッションをする。 |
| 題名 | 人の歩行と走行に関わる筋骨格モデルの解析と歩行運動制御用ニューラルネットワークICの設計 |
| 著者 | ◎武田 健嗣, 早川 幹人, 石橋 元邦 (日本大学大学院理工学研究科), 粟飯原 萌, 金子 美泉, 齊藤 健, 内木場 文男 (日本大学理工学部) |
| ページ | pp. 23 - 28 |
| キーワード | パルス形ハードウェアニューラルネットワーク, 中枢パターン生成器, 筋シナジー, 2足歩行 |
| アブストラクト | 人の下肢における筋シナジー解析から、歩行と走行は5つの時空間パルスによるパターンによって生成されることが示されている。このとき歩行と走行は、2つ目のパルスの発生位置が変化することで切り替わることが示唆されている。以上の生理学的知見に基づき、本論文では歩行と走行パターンの生成が可能な、ニューラルネットワークICによる2足歩行制御について検討した。人型筋骨格モデルを用いて歩行と走行時の協調筋群を示した。ニューラルネットワークICによる歩行と走行の制御方法を提案した。ニューラルネットワークICチップの回路シミュレーション及びレイアウト設計を行い、ICチップのシミュレーションについて評価した。 |
| 題名 | 静電モータ駆動のマイクロロボットの歩行パターンが生成可能なニューラルネットワーク集積回路の開発 |
| 著者 | ◎榎澤 瑠奈, 高柳 拓生, 宇佐見 雄, 加藤 真也, 榊 亜理沙, 森下 克幸, 武井 裕樹 (日本大学大学院理工学研究科), 齊藤 健 (日本大学理工学部) |
| ページ | pp. 29 - 34 |
| キーワード | マイクロロボット, MEMS, ニューラルネットワーク, 集積回路, 静電モータ |
| アブストラクト | 我々はハードウェアニューラルネットワークを搭載した、昆虫型マイクロロボットの研究をおこなっている。先に我々は、昆虫型マイクロロボットに形状記憶合金アクチュエータを搭載し、外部からの電源供給下での駆動に成功した。しかし、小型電源による電源供給が困難であるため、低消費電力で駆動可能な静電モータを開発した。本論文では、静電モータを用いた昆虫型マイクロロボットの駆動回路として、ニューラルネットワーク集積回路を作製した。HSPICEを用いた回路シミュレーションによって静電モータを駆動可能な50 〜 100 Hzの出力波形の生成および昆虫の代表的な歩行パターンである三脚歩行の波形を出力することを確認したので報告する。 |
| 題名 | 四足歩行ロボットに搭載する自己回帰を持つ ニューロモーフィック回路の集積化に対する検討 |
| 著者 | ◎高柳 拓生, 宇佐見 雄, 加藤 真也, 榊 亜理沙, 森下 克幸, 武井 裕樹 (日本大学大学院理工学研究科), 齊藤 健 (日本大学理工学部) |
| ページ | pp. 35 - 39 |
| キーワード | ニューロモーフィック回路, 集積回路, 四足歩行ロボット, 歩容 |
| アブストラクト | 我々は生物のニューラルネットワークを人工的に模倣した人工ニューラルネットワークの研究をおこなっている。先に我々は、生物の神経系を模倣したニューロモーフィック回路をロボットに搭載することで、能動的に歩容を生成する四足歩行ロボットを開発した。ニューロモーフィック回路はディスクリート素子を用いて回路基盤上に実装したが、特性のバラつきにより都度可変抵抗を用いた調整が必要であった。本論文では、特性のバラつきを抑制するため、ニューロモーフィック回路の集積化に対する検討をおこなった。HSPICEを用いた回路シミュレーションの結果、ロボットに必要な出力を得たので報告する。 |
| 題名 | 電気自動車の等価回路モデルと解析 |
| 著者 | ○中林 啓司 (中林啓司技術士事務所) |
| ページ | pp. 40 - 45 |
| キーワード | 電気自動車, 等価回路, SPICE, マルチドメイン, WLTCモード |
| アブストラクト | 我々の研究では、機械系・運動系の物理方程式と電気回路とのアナロジーに着目し、電気自動車全体を等価回路としてモデル化し、SPICEで回路解析することにより、その設計パラメータが電力消費や走行性能等に及ぼす影響を定量的に予測するためのシミュレーション手法を提案する. 市販電気自動車がもつ特性・性能との比較を行い、提案手法の有効性を明らかにした. |
| 題名 | スイッチング電源回路の補助電源用チャージポンプの小面積化および効率改善 |
| 著者 | 廣永 駿輔, ○佐藤 隆英, 小川 覚美 (山梨大学) |
| ページ | pp. 46 - 50 |
| キーワード | スイッチング電源, チャージポンプ, 高効率化, 少面積化 |
| アブストラクト | スイッチング電源回路の制御回路に電力を供給するチャージポンプの構成を提案している．チャージポンプの入力電圧を電源回路の入力電圧と主回路の出力電圧のいずれか大きい方に切り替えることでチャージポンプの必要段数の低減を実現している．またチャージポンプの入力電圧に応じてチャージポンプの段数を動的に可変にすることにより，効率の改善も実現している．設計した回路は主回路，制御回路とともにシミュレーションにより動作を確認している．提案校正を用いることで効率は6.5ポイントの改善が見られた．またチップ面積は全体の５％程度改善している． |
| 題名 | ダイオードの順方向電圧降下を考慮した整流回路の理論効率の導出と実験検討 |
| 著者 | 後藤 尚輝, ◎藤田 誉大, 和田 和千 (明治大学) |
| ページ | pp. 51 - 56 |
| キーワード | 整流回路, 有能電力, 順方向電圧降下, 流通角 |
| アブストラクト | ダイオードを用いた整流回路のうち，広く用いられている2種類の回路構成（シングルシリーズ整流回路，ブリッジ整流回路）について，それらの効率を示す理論式を導出する．導出にあたっては，参考文献[4,5]で用いられていた手法を参考としつつ，同文献において仮定されていたダイオードの順方向電圧降下が零なる条件を無くし，より一般的な理論式を得る．結果として，2種類の整流回路のどちらの方が高効率かが，順方向電圧降下と回路の入力電圧との比の大小により決定されることを示す．また，回路の実装と実験を行い，導出した理論式から得られた効率と実測した効率とがおおむね一致することを確認する． |
| 2021年8月27日(金) |
| 題名 | センサと回路間のケーブルの寄生容量の影響を低減する差動容量-電圧変換回路の検討 |
| 著者 | ◎太田 捷斗, 小川 覚美, 佐藤 隆英 (山梨大学) |
| ページ | pp. 57 - 62 |
| キーワード | C-V変換回路, スイッチトキャパシタ回路, 差動容量型センサ, 寄生容量 |
| アブストラクト | 医療や介護の分野で容量型センサの活用が検討されている. これらの応用において, センサと信号処理回路が離れている場合, 寄生容量が物理量の検知精度に大きな影響を与える. ここでは差動容量型センサを用い, センサ容量と並列に接続される寄生容量の影響を低減できる新しいスイッチトキャパシタ差動容量-電圧(C-V)変換回路を提案する. ここで提案するC-V変換回路は, 演算増幅器の有限利得やアナログスイッチによるリーク電流など回路素子の非理想的な特性も低減できる. 3芯ケーブルの寄生容量の測定結果を基にHSPICEシミュレーションを行った. ケーブル間の寄生容量が測定中に等しく変化する場合, 12 bit程度の変換精度が得られることが示された. |
| 題名 | 0.8µｍ ＣＭＯＳプロセスを用いたMEMS加速度センサと CV変換回路の統合設計 |
| 著者 | ◎清水 優作, 小松 聡 (東京電機大学 大学院工学研究科 電気電子工学専攻) |
| ページ | pp. 63 - 67 |
| キーワード | MEMS加速度センサ, CMOS-MEMS |
| アブストラクト | MEMS加速度センサは自動車やスマートフォンなど様々な製品に用いられている。これらの製品の高機能化・多機能化に伴い、コスト削減や小型化が要求されている。本研究ではオンセミコンダクター社の0.8µm CMOSプロセスを用いて静電容量式MEMS加速度センサとCV変換回路の集積化を行う。同一のプロセスで製造するため、製造後にセンサと回路間の接続が不要となり、寄生容量の影響を低減することができる。加速度センサは、ポストプロセスによって加工することで形成することができる。また、先行研究においては、0.18µmプロセスや0.35µmプロセスが採用されているが、旧世代のプロセスを用いることでウェハコストを抑えることができ、安価に設計・製造することができる。 |
| 題名 | 時分割型多入力増幅回路におけるバッファのオフセット電圧に起因する出力オフセット電圧の低減 |
| 著者 | ◎佐藤 利光, 佐藤 隆英, 小川 覚美 (山梨大学) |
| ページ | pp. 68 - 72 |
| キーワード | 時分割共有, 生体信号増幅回路, バッファのオフセット電圧 |
| アブストラクト | 本稿では、時分割型多入力生体信号増幅回路の測定結果を報告する。試作した回路は時分割による多入力化を実現できていることが確認できた反面、バッファのオフセット電圧の影響で出力電圧に大きな直流電圧が含まれた。バッファのオフセット電圧の影響を小さくするために、オフセット電圧の差を低減する校正回路を有するバッファを提案し、その評価を行う。 |
| 題名 | 遺伝的アルゴリズムを用いたゲート接続先の学習による演算増幅器の自動合成 |
| 著者 | ◎加藤 博己, �皸� 伸和, 今野 哲史 (群馬大学) |
| ページ | pp. 73 - 76 |
| キーワード | 自動合成, 演算増幅器, 遺伝的アルゴリズム |
| アブストラクト | 本論文では、ゲートの接続先を探索することによる演算増幅器の自動合成方法を提案している。ゲートの接続先以外の回路構成を決定した後に、アルゴリズムを用いてゲートの接続先の組み合わせを探索する方法を用いている。この方法により、素子の接続パターン数を絞りながらも、数ある接続の組み合わせの中から有効的な組み合わせを見つけ出すことにより、仕様を満たし、新規性のある回路を設計することに成功した。また、ここで使用するアルゴリズムに遺伝的アルゴリズムを適用している。このアルゴリズムを使用する妥当性を示し、設計時間の短縮に繋がっていることを示している。 |
| 題名 | 既存回路トポロジーの特性学習を用いた素子値探索数削減による自動合成の高速化 |
| 著者 | ◎酒向 諒, 高井 伸和 (群馬大学) |
| ページ | pp. 77 - 82 |
| キーワード | 演算増幅器, 自動合成, 機械学習, ニューラルネットワーク |
| アブストラクト | 従来のGAによるアナログ回路の自動合成では、トポロジー合成時の仕様を満たす素子値の探索に多くの時間を必要としていた。一方、深層学習を採用すると、素子値の自動設計は高速になるが、回路の自動合成は困難となる。本論文では、素子値の自動設計とトポロジー合成の高速化を実現するために、マルチラベル分類を用いた回路合成手法を提案する。提案手法では，回路合成時に素子値検索を行う工程を省くことが可能となった。シミュレーション結果から、複数の既知の回路を学習することで，新たな回路トポロジーを合成することができ、従来の手法に比べて回路合成の時間を短縮することを確認した。 |
| 題名 | 深層学習による制御対象の伝達関数に依存しない 電源回路用フィルタの回帰分析 |
| 著者 | ◎蓮沼 尚也, �皸� 伸和, 永嶋 宣彦 (群馬大学理工学府) |
| ページ | pp. 83 - 87 |
| キーワード | 電源回路, 制御仕様, ニューラルネットワーク, フィルタ |
| アブストラクト | 近年の電子機器には、電子制御に必要なさまざまな集積回路が搭載されており、それらが必要とする電源電圧や制御仕様は異なっている。そのため、電源回路を設計する際には、制御用フィルタの設計と目的の制御仕様の充足を確認するためのシミュレーションを繰り返す必要がある。このことから、設計時間の長さや、設計に必要な経験と知識を持った人材が限られてしまうことが問題となっている。 本研究では、電源回路の制御仕様とフィルタの伝達関数の関係を学習した深層学習モデルを構築することで、所望の制御仕様から、それを実現するフィルタの伝達関数を予測する手法を提案する。その際、制御対象の情報を特徴量として採用することで、制御対象に依存しない予測を可能とした。 |
| 題名 | オフセットシフトしたコンパレータの追加による順序統計型フラッシュADCの線形性改善 |
| 著者 | ◎北村 健浩, Mahfuzul Islam, 久門 尚史, 和田 修己 (京都大学大学院工学研究科) |
| ページ | pp. 88 - 93 |
| キーワード | フラッシュ型ADC, 順序統計, オフセット電圧, コンパレータ |
| アブストラクト | 高速なフラッシュADCでは，微細プロセスにおける特性ばらつきの影響が大きく，低消費電力と線形性の両立が難しい．そこで，オフセット電圧の順位でコンパレータを選択する順序統計型フラッシュADCを提案し，低消費電力かつ線形性の高いADCが実現できることを示した．本研究では，オフセットシフトをしたコンパレータを追加した順序統計型フラッシュADCを提案する．提案方式はより少ないコンパレータ数で高い線形性を実現できる．コンパレータ数が171のとき順序統計により歩留まり95 %で評価した場合，INLが-1.35 LSB/+1.53 LSBから-1.10 LSB/+1.10 LSBに改善できる．また，商用の65 nmプロセスを想定した回路シミュレーションにより提案方式の有効性を示した． |
| 題名 | 量子計算の誤り軽減のための量子ビット初期配置手法 |
| 著者 | ◎瀬川 七央, 佐藤 高史 (京都大学 大学院情報学研究科) |
| ページ | pp. 94 - 99 |
| キーワード | quantun computer, qubit allocation |
| アブストラクト | With the development of quantum computer technology, NISQ (Noisy Intermiduate-Scale Quantum computer) starts to be put into practical use. In NISQ, the reliability of a quantum circuit depends on the initial layout of qubits. In addition, the number of qubits increase, a full search becomes difficult. Therefore, it is important to efficiently search for the reliable initial layout of qubits. In this article, we propose a method to search for the initial layout that improves the reliability using a tree structure. In our method, pruning is performed by enumerating the arrangement of a certain number of qubits and evaluating their reliability. Comparing the reliability by our method and an existing method, the reliability improved by 1.06 times on average and 1.42 times at the maximum for the combination of the verified quantum circuit and device. |
| 2021年8月26日(木) |
| 題名 | ドローンの衝突回避のための単眼画像を用いた深度推定画像の生成 |
| 著者 | ◎嶋田 知泰, 西川 広記, 孔 祥博, 冨山 宏之 (立命館大学) |
| ページ | pp. 100 - 105 |
| キーワード | AirSim, 衝突回避, 深度推定画像, ドローン, 自律飛行 |
| アブストラクト | 近年，ドローン自律飛行の研究が盛んに行われており，なかでもドローン飛行時に障害物との衝突を回避する技術は不可欠である．特に、障害物との距離を測る必要性から深度カメラが用いられる．しかし、高性能な深度カメラは一般的に重く，ドローンに搭載可能な小型深度カメラの測定範囲は十メートル程度のため障害物の急な接近に対応できない．そこで本論文では，RGB画像から生成された長距離の深度推定画像を用いた衝突回避の手法を提案する．シミュレーションにより，200メートル以上の深度推定画像が得られ従来手法に比べて高精度な衝突回避を実現した． |
| 題名 | ニューラルネットワークを用いた地図画像における撮影画像位置の高精度化に関する研究 |
| 著者 | ◎横野 幹力 (明治大学理工学研究科電気工学専攻), 鎌田 弘之 (明治大学理工学部電気電子生命学科) |
| ページ | pp. 106 - 111 |
| キーワード | 全結合層, 汎化性能, ファインチューニング |
| アブストラクト | 筆者らは小型無人探査機の画像航行システムに対し、深層学習を用いた月面撮影画像と地図画像との高精度マッチングに関する研究を行っている。深層学習を用いた画像照合による地図画像における撮影画像の位置精度を高めようとすると、その汎化性能により撮影画像の位置誤差あるいはブレが生じやすい。本研究では、認識性能を維持したまま、汎化性能を制限したズレに弱いモデルの作成を目的とする。作成にあたり、全結合層の3層ニューラルネットワークに着目する。さらに汎化性能を制限するために、中間層ニューロンを一定数ずつ追加して、その都度追加ニューロンのみ学習を行う。これにより閉空間における分類領域を次第に制限して、汎化性能を制限したモデルの構築を試みている。 |
| 題名 | 外乱を伴う月面撮影画像と高精細地図画像との高精度マッチングに関する研究 |
| 著者 | ◎神田 達哉, 南波 蓮, 山中 鷹, 弓納持 諒大, 大関 裕太 (明治大学大学院理工学研究科電気工学専攻), 鎌田 弘之 (明治大学理工学部電気電子生命学科) |
| ページ | pp. 112 - 117 |
| キーワード | 画像処理, RANSAC, PROSAC, M推定法, kmeans++ |
| アブストラクト | 本研究室は、JAXA、ISASのSLIM計画に共同研究者として参加している。SLIMは月面画像を基にした高精度画像航行システムに基づく無人月惑星探査機のピンポイント着陸技術の研究と実証に関する計画であり、現在、探査機上での位置検出が不十分となった際の地上バックアップ処理を検討している。特徴点検出と対応点探索に基づく高精度画像照合の課題に対し、外乱や圧縮復元によるモザイクノイズ等を伴う撮影画像を適用すると、RANSACやPROSAC、M推定法及び外れ値を除去する標準偏差法やkmeans++について、その適正について精査する必要性に迫られる。本研究では、外乱画像に対する特徴点抽出において生じる問題点を提起し、その問題を解決するために必要な実用性の高い対応点探索法について考察する。 |
| 題名 | (招待講演) MABアルゴリズムを応用した自律分散型Massive IoTの研究 |
| 著者 | 長谷川 幹雄 (東京理科大学) |
| ページ | p. 118 |
| アブストラクト | 高密度な無線通信においては干渉やパケット衝突が問題となるが、Massive IoTでは1km2あたり107個ものデバイスを収容する必要があると予測されている。本研究では、IoTデバイスに実装可能な軽量なMABアルゴリズムを応用し、自律分散的に衝突を回避するチャネル選択法を開発している。920MHz帯を用いる小型IoT無線デバイスに実装し、実機実験によって提案手法の有効性を示している。さらに、本IoTデバイスを応用した建築物モニタリングの実証実験等を紹介する。 |
| 題名 | 複数の伝送零点を有するFIRフィルタを用いた瞬時周波数推定の高精度化 |
| 著者 | ◎高尾 圭祐, 名取 隆廣, 相川 直幸 (東京理科大学/先進工学部) |
| ページ | pp. 119 - 124 |
| キーワード | 周波数推定, 瞬時周波数, ヒルベルト変換器 |
| アブストラクト | 単一正弦波信号に対する周波数推定の1つの手法として，瞬時周波数を用いるものが挙げられる．この手法ではヒルベルト変換器を用いて解析信号と呼ばれる複素信号を生成し，その瞬時位相を時間微分することで瞬時周波数を求める．しかし，有限次数で設計されたヒルベルト変換器は振幅にリプルが生じるため，推定された瞬時周波数には真の周波数以外にリプルに依存する振動成分が含まれる．従来，振動成分の周波数が入力周波数の偶数倍であることが示されているが，その値がナイキスト周波数を超える場合は考慮されていない．そこで本稿では，振動成分に折り返しが発生することを確認し，それらを除去することで推定精度の向上が可能となることを示す． |
| 題名 | ランク最小化に基づく電波マップシミュレーションの高速化 |
| 著者 | ◎菅 宣理 (東京理科大学), 佐々木 亮平 (東京工科大学) |
| ページ | pp. 125 - 130 |
| キーワード | Radio Map, レイトレーシング, 行列補間, ランク最小化 |
| 題名 | 商用Wi-Fiデバイスを使用したピーク位置推定に基づく心拍変動の推定 |
| 著者 | ◎白神 樹, 佐藤 高史 (京都大学大学院情報学研究科) |
| ページ | pp. 131 - 136 |
| キーワード | 心拍変動, ワイヤレスセンシング, 商用Wi-Fi, 非接触 |
| アブストラクト | 心拍数を非接触で測定する手法として，汎用のWi-Fi機器で得られるCSI (Channel State Information)を利用する方法が注目されている．しかし，既存の方法ではCSIに含まれる心拍信号が微弱であることを克服するために，長い時間窓を持つ高速フーリエ変換が必要となり，個々の心拍間隔を捉えることができなかった．本研究では，商用Wi-Fiデバイスを用いて心拍変動を推定する手法を提案する．提案手法は，CSI商モデルによるノイズ除去と，ピーク間隔の標準偏差に基づく信号選択と合成という2つの手法を組み合わせる．実験の結果，提案手法は平均RMS誤差130msの精度で心拍変動を推定することに成功し，商用Wi-Fiデバイスを使って心拍変動を抽出できることを実証する初めての結果を示した． |
| 2021年8月27日(金) |
| 題名 | アトラクタの幾何学的特徴を考慮した 遅れ時間の推定の非線形予測の精度に関する研究 |
| 著者 | ◎相京 厚飛, 渡部 力 (明治大学大学院理工学研究科電気工学専攻), 鎌田 弘之 (明治大学理工学部電気電子生命学科) |
| ページ | pp. 137 - 142 |
| キーワード | 遅れ時間, パーシステント・ホモロジー群, Caoアルゴリズム, 相互情報量, 非線形予測 |
| アブストラクト | カオス時系列解析を行う際、必要なことは力学系のアトラクタの再構成である。アトラクタの再構成には次元の推定と遅れ時間の推定とが必要になる。本研究では遅れ時間の推定について、アトラクタ内の点同士の距離も同様に変化していると考え、点間の距離の情報を用いて遅れ時間の推定を行う方法を提案する。本研究室ではこれまでパーシステント・ホモロジー群を利用した遅れ次元推定について検討したが、この手法に埋め込み次元の推定法として知られるCaoアルゴリズムの考え方を融合させ、遅れ時間推定に要する演算量を削減している。これは、埋め込み次元の推定法として知られている、Caoアルゴリズムと類似の考え方を用いている。この提案法とパーシステント・ホモロジー群を利用した従来法、相互情報量に基づく遅れ時間推定法の推定結果の妥当性を非線形予測の精度を比較することにより評価、検証する。 |
| 題名 | 自己組織化マップを応用した対応点選定法による自己位置推定に関する研究 |
| 著者 | ◎伊藤 充輝 (明治大学大学院理工学研究科電気工学専攻), 鎌田 弘之 (明治大学理工学部電気電子生命学科) |
| ページ | pp. 143 - 148 |
| キーワード | 高精度画像照合, 特徴点マッチング, 自己組織化マップ |
| アブストラクト | 外乱を伴う月面撮影画像をもとに、地図画像における高精度位置推定の実現を目指している。特徴点マッチングから得られた対応点に基づき高精度位置推定を行うためには、良好な対応点の選定が不可欠となる。外乱を伴う月面撮影画像と地図画像との対応点検出では、多くの外れ値が含まれるだけでなく、有効な対応点が減少する傾向がある。本研究では、外れ値の影響を軽減するとともに少数の有効な対応点を利用することを目的とし、自己組織化マップを応用した対応点検出法を提案する。提案法による対応点の位置関係に応じた重みづけから、位置推定に有効な対応点選定を目指す。本研究では、従来法と提案法とで位置推定精度を比較し、提案法に対する評価を行う。 |
| 題名 | セキュリティカメラシステムの低電力化と高速化 |
| 著者 | ◎菅原 英治, 江頭 拓也, 西川 広記, 孔 祥博, 冨山 宏之 (立命館大学大学院理工学研究科) |
| ページ | pp. 149 - 153 |
| キーワード | セキュリティカメラシステム, YOLO, Jetson Nano, Raspberry Pi, 低消費電力化 |
| アブストラクト | 近年、AI技術の発展に伴って多くのIoTカメラデバイスに対してAIによる画像処理アルゴリズムが用いられるようになった。例えば、家庭やオフィス、公共施設などに設置するセキュリティカメラにおける画像処理にもAI技術が広く用いられている。しかし、一般的なAIによる画像処理は高負荷であり、高い消費電力を必要とする。そのため、一般に小型なセキュリティカメラ上でAIによる画像処理アルゴリズムを常に動作させるのは非効率的である。そこで本研究では、低負荷な前処理を加えることで、セキュリティカメラ全体における負荷および消費電力を低減し、さらに高速化する手法を提案する。 |
| 題名 | (招待講演) 信号処理で用いられるリーマン多様体上の最適化手法について |
| 著者 | ◎佐藤 寛之 (京都大学) |
| ページ | pp. 154 - 159 |
| キーワード | リーマン多様体, 最適化, 共役勾配法 |
| アブストラクト | ブラインド信号源分離のための対称行列の近似的同時対角化問題など，信号処理分野で現れる問題の中には，リーマン多様体上の最適化問題として表現できるものがある．本講演では，リーマン多様体上の最適化理論の基礎を説明した後，信号処理を中心とした具体的な応用例について議論する．また，そうした問題の解法として，講演者の研究テーマでもある共役勾配法などを紹介する． |
| 題名 | ACOによるCSD係数FIRフィルタ設計のための多様化戦略 |
| 著者 | ◎森川 まり花, 小澤 恵, 陶山 健仁 (東京電機大学工学部電気電子工学科) |
| ページ | pp. 160 - 165 |
| キーワード | FIRフィルタ, メタヒューリスティックス, ACO |
| アブストラクト | 本論文では，ACO (Ant Colony Optimization) による CSD (Canonic Signed Digit) 係数FIRフィルタ設計の多様化手法について検討する．CSD係数FIRフィルタ設計問題は，回路全体のフィルタ係数に含まれる非零桁数を規定したうえで，設計誤差を最小化するように非零桁を配分する問題となる．このような問題はNP困難な問題であるため，ACOを用いて準最適解の導出を試みる．ACOは近接最適性原理に基づく探索が可能なため，良解のインパルス応答が類似形状をもつFIRフィルタ設計問題に対して有効であるが，探索初盤の集中化能力が強いため，探索後半の多様化能力が下がり，良解の発見を妨げる要因となる．本研究では，個体経路の評価値に応じてグループ分けした個体群に対し，良好な個体群の経路に加え，評価値の低い個体群の経路にもフェロモン付加し，多様化を促す手法を導入する．設計例により手法の有効性を示す． |
| 題名 | 複数カメラと粒子フィルタを用いた体動にロバストな心拍推定手法 |
| 著者 | ◎一柳 優太, 佐藤 高史 (京都大学大学院情報学研究科) |
| ページ | pp. 166 - 171 |
| キーワード | 生体信号処理, 画像処理, 心拍数推定, 運動時, 粒子フィルタ |
| アブストラクト | 近年，非接触での心拍数推定手法としてカメラを用いた手法の研究が行われている．カメラを用いた手法では，心拍に同期した肌の色の変化を捉えて推定を行う．しかし，カメラを用いた手法は体動によるノイズに弱いという欠点がある．そこで本稿では，複数のカメラと粒子フィルタを用いた体動にロバストな心拍数推定手法を提案する．体動のある動画で評価を行い，提案手法により心拍数推定精度が改善されていることを確認した． |
| 題名 | 音声課題に対する脳波のフラクタル次元変化を用いた集中力の解析手法に対する検討 |
| 著者 | ◎有馬 明日香, 松本 卓才, 森下 克幸, 武井 裕樹 (日本大学大学院理工学研究科), 小林 伸彰, 齊藤 健 (日本大学理工学部) |
| ページ | pp. 172 - 177 |
| キーワード | フラクタル解析, 脳波, 外傷性脳損傷, 医療補助システム, 高次機能障害 |
| アブストラクト | 外傷性脳損傷の後遺症には高次機能障害があり、対症療法が一般的であるため治療法が確立していない。我々は、ニューロフィードバックを用いた、外傷性脳損傷の治療を補助するアプリケーションの開発をおこなっている。先に我々は、クレペリンテストを模倣した実験によって脳波信号のフラクタル次元の変化を確認したが、眼球運動等によるノイズの影響が大きかった。本論文では、眼球運動等によるノイズの影響を除外するため、音声を用いた課題を作成し、被験者の脳波の測定、および実験に使用するシステムの開発をおこなった。脳波の解析の結果、脳波のフラクタル次元が変化し、集中力の推定手法として有用であることを確認したので報告する。 |
| 2021年8月26日(木) |
| 題名 | タスクの平均応答時間を保証する近似最小エネルギー点追跡 |
| 著者 | ◎小森 工, 増田 豊 (名古屋大学), 塩見 準 (大阪大学), 石原 亨 (名古屋大学) |
| ページ | pp. 178 - 183 |
| キーワード | 最小エネルギー点, ソフトリアルタイムシステム, リアルタイムOS |
| アブストラクト | 組み込みシステムにとって，リアルタイム性の保証と省エネルギー性能の向上はどちらも重要であるが相反する要求である． プロセッサの消費エネルギーを効果的に削減する手法として最小エネルギー点追跡（MEPT）がある． しかし，MEPTは制御が複雑でありリアルタイムシステムに適用することが難しい． 本研究では制御の複雑性がDVFSと同等レベルである近似的なMEPT手法およびそのオーバヘッドを考慮したスケジューリングアルゴリズムを提案する． 提案手法はタスクのリアルタイム応答を保証しつつ，最良の場合においてDVFSと比較して消費エネルギーを1/16まで削減できることを確認した． |
| 題名 | 連想メモリベース超並列SIMD型演算コアによるブロック暗号の実装 |
| 著者 | ◎荒井 聡太, 濱井 彰光, 渡辺 健介 (立命館大学大学院理工学研究科電子システム専攻), 孔 祥博, 熊木 武志 (立命館大学理工学部電子情報工学科) |
| ページ | pp. 184 - 189 |
| キーワード | 連想メモリ, SIMD, AES, PRESENT |
| アブストラクト | 近年,多くのユーザが民生モバイル機器を用いて様々な情報を扱うようになってきている．そのため，単一デバイスで複数のマルチメディアデータを効率よく処理する事が重要となる．本論文では，一致検索処理を高速に実現することのできる連想メモリをベースとし，繰り返し演算処理を高速に実現可能な超並列マトリックス型SIMDプロセッサを用い，それぞれの処理を高速に行なうことができるプロセッシングアーキテクチャを提案する． 性能検証として，暗号化のアルゴリズムであるAESと軽量暗号PRESENTの処理を実現した．結果として，Raspberry Pi 4で実行した場合と比較すると，AES処理において約2.5倍，PRESEN処理において約90倍の速度で処理が完了する事が確認できた． |
| 題名 | プロセスに依存しないLSI設計・製造フローのためのPDKの構築 |
| 著者 | ◎大河 亮, 秋田 純一 (金沢大学 大学院 自然科学研究科 電子情報科学専攻), 松田 誠宙, 若杉 雄彦, 土屋 忠明 (株式会社ロジック・リサーチ) |
| ページ | pp. 190 - 195 |
| キーワード | LSI設計, PDK, 設計IP, Scalable CMOS, エンジニアリングチェーン |
| アブストラクト | 一般的なLSI設計は製造工場から提供されるPDKを用いて行われるが、設計データの工場間の非互換性など多くの制約がある。本稿では、NDAが不要、かつ柔軟なエンジニアリングチェーンのための、設計後に指定したプロセスに変換できる仮想PDKを提案する。アナログ回路およびデジタル回路に対応した複数のプロセスで製造可能な仮想PDKと設計フローについて述べる。 |
| 題名 | (招待講演) 世界最大のChipが開発された背景とAI学習に求められるシステム Cerebras社CSシリーズご紹介 |
| 著者 | 漢那 憲昭 (東京エレクトロンデバイス株式会社) |
| 題名 | 高位合成における可変サイクル近似演算のスケジューリング |
| 著者 | ◎大幡 孝融, 白根 健太, 西川 広記, 孔 祥博, 冨山 宏之 (立命館大学大学院理工学研究科) |
| ページ | pp. 196 - 201 |
| キーワード | 高位合成, Approximate Computing, スケジューリング, 近似乗算 |
| アブストラクト | 近年，近似計算が画像処理や機械学習などのエラー耐性のあるアプリケーションで活用されている．また，集積回路のゲート数増加に伴い，高位合成が注目されており，この2つの技術を利用し，高位合成に近似計算を用いる研究が多数行われている．本研究では，近似計算の特徴である実行時間の短縮に着目し，近似計算と正確な計算の遅延の違いを考慮するスケジューリングを提案する．乗算に本手法を適用することで，資源制約および時間制約より出力誤差を最小化する．実験では従来の固定サイクルでのスケジューリングとの比較を行う． |
| 題名 | FPGA向け32ビット可変精度近似乗算器の設計と解析 |
| 著者 | ◎佐野 正樹, 白根 健太, 西川 広記, 孔 祥博, 冨山 宏之 (立命館大学大学院理工学研究科), ヨウ ドンキン, 請園 智玲 (福岡大学工学部) |
| ページ | pp. 202 - 206 |
| キーワード | Approximate Computing, 近似乗算器, FPGA |
| アブストラクト | 本論文では，FPGA を対象とした 32×32 ビット近似乗算器を提案する．提案する近似乗算器は，被乗数と乗数の 2 入力に加え，精度を動的に制御するための特別な入力を有している．この入力値により， 高い精度が必要でないときは高速に，高い精度が必要な時には低速に乗算が行われる．更に本論文では，提案した近似乗算器の遅延と最大誤差を解析し，両者がトレードオフ関係にあることを示す． |
| 題名 | 網羅的最近傍残差解析に基づく教師なし再利用FPGA検出 |
| 著者 | ◎井阪 友哉 (関西学院大学), 新谷 道広, 井上 美智子 (奈良先端科学技術大学院大学) |
| ページ | pp. 207 - 212 |
| キーワード | 再利用FPGA検出, 製造プロセスばらつき, 最近傍残差解析, 網羅的パス解析, 教師なし外れ値検出 |
| アブストラクト | 網羅的な最近傍残差解析に基づく教師なし再利用Field-programmable gate-array（FPGA） 検出手法を提案する．FPGAの各論理ブロックにリング発振器（Ring oschillator, RO）を設計し，最近傍残差解析により実測周波数と隣接ROから推定した周波数の残差を算出する．プロセスばらつきにより隣接するROの周波数は類似するため，新品FPGAの残差はゼロに近くなる．一方，劣化した再利用FPGAは残差が大きいため，教師データを用いることなく再利用の判定ができる．市販FPGA10個を用いた評価では，提案手法により，2個の再利用FPGAを正しく判定できることを示す． |
| 2021年8月27日(金) |
| 題名 | (招待講演) RISC-V の特徴と研究・開発への利用 |
| 著者 | 塩谷 亮太 (東京大学) |
| アブストラクト | RISC-V はオープンな命令セット・アーキテクチャであり，現在急速にその利用が広がっています．我々もこれまでに RISC-V を用いたプロセッサやシミュレータを多く開発してきており，既に研究に広く利用しています．また，企業との共同プロジェクトにおいても RISC-V を研究に用いることや，あるいは RISC-V プロセッサを実際に開発する事例も増えてきています．本発表では，このような研究や開発の利用事例を通して RISC-V の特徴や利点を説明し，なぜ現在その利用が広がっているのかを説明していきたいと思います． |
| 題名 | 勾配判定法と劣勾配法を用いたマスク最適化手法の高速化 |
| 著者 | ◎野中 尚貴, 小平 行秀 (会津大学 コンピュータ理工学部), 東 梨奈 (キオクシア株式会社), 松井 知己, 高橋 篤司 (東京工業大学 工学院), 児玉 親亮 (キオクシア株式会社) |
| ページ | pp. 213 - 218 |
| キーワード | リソグラフィ, マスク最適化, 勾配判定法, 劣勾配法 |
| アブストラクト | 半導体製造のプロセスの1つである光リソグラフィにおいて，マスク最適化によってウェハ上に転写されるパタンの忠実性を改善する技術を光近接効果補正といい，微細化において重要な技術を担っている．既存研究では，勾配判定法と呼ばれる発見的手法と0-1 2次計画法のラグランジュ緩和問題を解く劣勾配法を繰り返し改善により解くことでマスクを最適化する手法が提案されたが，解が局所最適に収束し，パタンの忠実性が十分ではなかった．そこで本稿では，繰り返し改善の外側に，解の改悪を許容し，局所最適解から抜け出す新たなループを導入する．さらに時間計算量に着目することで高速化する手法を提案する．計算機実験において手法の評価を行う． |
| 題名 | MEDAバイオチップにおける使用面積の最小化 |
| 著者 | ◎城 千春, 西川 広記 (立命館大学理工学研究科), 孔 祥博, 冨山 宏之 (立命館大学理工学部), 山下 茂 (立命館大学情報理工学部) |
| ページ | pp. 219 - 224 |
| キーワード | Digital Microfluidics, MEDA, 液滴ルーティング, 数理計画問題 |
| アブストラクト | デジタルマイクロ流体は、バイオチップにおける流体の制御技術として知られ、多様な生化学実験への利用に向けて近年注目されている。最近、多くのバイオチップはMicro Electrode Dot Array (MEDA) が用いられ、生化学実験で用いる液滴をより細かく制御可能になった。しかし、一般的なMEDAバイオチップ上での生化学実験は、液滴数に応じた数だけのリザーバが必要とされる。ただし、誤混合を避ける目的で各リザーバは一定以上の間隔を空けて配置されるため、MEDAバイオチップの規模増大が課題である。そこで、本論文では少ないリザーバで液滴の分離と合成を行い、MEDAバイオチップの使用面積を最小化する液滴ルーティング手法を提案する。 |
| 題名 | CMOSリング発振回路へのγ線照射の影響とその要因解析 |
| 著者 | ◎木村 有佐, 吉田 僚一郎, 安藤 幹, 大島 佑太 (東京工業大学 科学技術創成研究院 ナノセンシング研究ユニット), 鍋屋 信介, 平川 顕二, 岩瀬 正幸, 小笠原 宗博, 依田 孝 (東京工業大学 科学技術創成研究院 未来産業技術研究所), 石原 昇, 伊藤 浩之 (東京工業大学 科学技術創成研究院 未来産業技術研究所・ナノセンシング研究ユニット) |
| ページ | pp. 225 - 230 |
| キーワード | TID効果, MOSFET, ELT |
| アブストラクト | 宇宙，原子力等の放射線照射環境では放射線による半導体の特性劣化や故障が問題となる．我々は放射線によってMOSFETの特性を劣化させるTID (Total Ionizing Dose) 効果の影響を受け難いCMOS集積回路の構成法，設計法の検討を進めている．本研究では，ELT(Enclosed Layout Type)と通常のSLT(Striped Layout Type)でそれぞれ構成されるCMOSインバータ型リング発振回路にガンマ線を照射し，TID効果がリング発振回路の動作に及ぼす影響を明確化した．その結果， ELTを用いた構成は放射線照射の影響をほとんど受けないことに加えて、通常のSLT構成では，主にN型MOSFETのオン電流とリーク電流変化により，発振周波数および回路の消費電流が大きく変動することを明らかにした．これより，放射線耐性に優れるCMOS集積回路を設計する上での有効な知見を得ることに成功した． |
| 2021年8月26日(木) |
| 題名 | (招待講演) ボットネット防衛システムの研究開発 |
| 著者 | ○山口 真悟 (山口大学) |
| ページ | pp. 231 - 236 |
| キーワード | セキュリティ, IoT, エージェント, ペトリネット, ボットネット |
| アブストラクト | IoT機器を標的とするMiraiボットネットが現れて5年が経過するが、Miraiやその亜種は依然として世界中で猛威を振るっている。本講演では、ボットネット防衛システム（Botnet Defense System; BDS）と呼ぶサイバ―セキュリティシステムを紹介する。BDSの特徴は悪玉ボットネットを駆除するために、善玉ボットネットを使うことである。はじめにBDSのシステム構成と善玉ボットネットの運用戦略を紹介する。次に、エージェント指向ペトリネットPetri Nets in a Petri Net （PN2）によるモデル化とシミュレーション評価について説明する。最後に、今後の課題や展望について触れる。 |
| 題名 | Analysis Method of Data Pile-Up in Data Stream Pipeline for Privacy Verification in IoT System |
| 著者 | ◎Mohd Anuaruddin Bin Ahmadon, 山口 真悟 (山口大学) |
| ページ | pp. 237 - 239 |
| キーワード | data pipeline, data pile-up, IoT, privacy, verification |
| アブストラクト | In this paper, we focus on designing and verifying stream of data that partially contains sensitive data. We propose a data streaming pipeline design model using graph model to visualize the flow of data stream which can represents data pileup of different time frame. Then, we proposed a verification method to check if there is a sensitive data leak in the data streaming pipeline by applying simple pattern matching using Knuth-Morris-Pratt (KMP) algorithm to the data pileup in the pipeline. We show that we can verify the violation of privacy by analyzing data token from different sources within different data time frame. |
| 題名 | データ駆動型状態推定のための双対システム表現と予測 |
| 著者 | ◎足立 亮介, 若佐 裕治 (山口大学大学院創成科学研究科) |
| ページ | pp. 240 - 245 |
| キーワード | Observer Design, Data-Driven Estimation, Linear Matrix Inequalities |
| アブストラクト | This paper is addressed an observer-design method only using data. In usually, the observer requires a mathematical model of a system for a prediction of states and a calculation of an observer gain. As an alternative to the model-based prediction, the proposed predictor calculates the states using a linear combination of the given data. To design the observer gain, the data which represent dual systems are derived from the data which represents the original system. Linear matrix inequality that depends on data of the dual system provides the observer gains. |
| 2021年8月27日(金) |
| 題名 | Social Welfare Maximization for Information Providers in Online Social Networks |
| 著者 | ◎Masaaki Miyashita, Daisuke Kasamatsu, Norihiko Shinomiya (Graduate School of Engineering, Soka University) |
| ページ | pp. 246 - 251 |
| キーワード | Social welfare maximization, influence maximization, information diffusion, social network |
| アブストラクト | Information providers are likely to aim to maximize the social welfare that is the sum of utility information given to users in an online social network. However, influence maximization does not necessarily maximize the social welfare because it only considers the number of information recipients, nor can profit maximization achieve social welfare maximization due to no limitation of costs to propagate influence for viral marketings. With an estimation on the utility distributions, it is expected to increase the social welfare much more than one obtained by influence maximization. Hence, we formulate a social welfare maximization problem by modeling utility and a social welfare function as they relate to general diffusion models. We also prove the approximation guarantee of an algorithm for the proposed problem. Simulation experiments on random networks and random distributions of user parameters show that SWM obtains more of the social welfare than IM in over 75% of the samples and there are cases where SWM has 10% more of the social welfare than IM in more than half of the samples. The experimental results demonstrate the usefulness of the social welfare maximization problem. |
| 題名 | Cycle-based local update method with reinforcement learning for edge-load factor balancing problem |
| 著者 | ◎Fumiya Onogi, Norihiko Shinomiya (Graduate School of Science and Engineering, Soka University) |
| ページ | pp. 252 - 256 |
| キーワード | network flow, load balancing, NP-hard, reinforcement learning, iterated local search |
| アブストラクト | For determining Quality of Service routing, the unsplittable flow edge-load factor balancing problem was provided and was demonstrated to be NP-hard. As one of the approximate approaches, previous work proposed cycle-based local update method that local-disjoint paths on cycles are utilized to re-calculate routing. However, this method might reach local-optimum due to greedy selection to avoid congestion. By introducing reinforcement learning mechanism to iterated cycle update method, the selection strategy on reinforcement learning has a better balance between greediness and randomness. Therefore, this paper proposes the cycle-based local update method with reinforcement learning for edge-load factor balancing problem and indicates that the proposed method improves edge-load balancing performance more than greedy. |
| 2021年8月26日(木) |
| 題名 | 低SNR、3値信号検出のための三安定確率共鳴回路について |
| 著者 | ○中司 賢一 (九州工業大学大学院), 三隅 徳洋 (九州工業大学) |
| ページ | pp. 257 - 262 |
| キーワード | 確率共鳴法, 低SNR信号, 三安定系, 微弱信号検出, 電子回路 |
| アブストラクト | デジタル通信において、確率共鳴現象を用いた双安定ポテンシャル回路や三安定ポテンシャル系によって低S/N比な信号を高感度に検出することが検討されている。本研究は、AMI符号やMLT-3符号などの3値符号に適用するため、三安定ポテンシャル系を詳細に解析し、電子回路として実現することを目的とした。始めに三安定ポテンシャル系を解析的に解くことによって三安定ポテンシャルの形状と伝達特性の関係を求めた。その結果、ポテンシャルの形状の違いによる伝達特性は4つの領域に分類することができ、三安定ポテンシャル系となる条件が求まった。次に汎用電子部品で回路を設計した結果、三安定ポテンシャル回路を実現することができた。 |
| 題名 | ハイブリッドアナログ/ディジタル変換器に適用するための三進と2-bit-per-cycleを組み合わせた逐次比較型変換器の検討 |
| 著者 | ◎平井 龍吉 (東京理科大学大学院 理工学研究科 電気工学専攻), 岸田 亮, 松浦 達治, 兵庫 明 (東京理科大学 理工学部 電気電子情報工学科) |
| ページ | pp. 263 - 266 |
| キーワード | A/D変換器, 逐次比較型A/D変換器, 三進逐次比較型A/D変換器, 2-bit-per-cycle, ハイブリッドA/D変換器 |
| アブストラクト | 本研究は、1-ternary-bitの三進SAR-ADCと4-bitの2-bit-per-cycle SAR-ADCを組み合わせハイブリッド構成にした5.6-bit SAR-ADCを提案する。従来flash-SARのハイブリッドADCの後段に二進または三進のみのSAR-ADCが利用されていた。本構成をflash-SARの後段に用いることで変換サイクル数の削減に効果的であると考え、後段部分のSAR-ADC部分のみをLTspiceを用いてシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、量子化誤差は1 LSB以内に収まっているので、提案回路は5.6-bitの精度を持つ。 |
| 題名 | 非負値行列因子分解によるガラス面の偏光反射除去に関する考察 |
| 著者 | ◎會津 巧真 (北九州市立大学国際環境工学研究科), 岡部 孝弘 (九州工業大学情報工学部), 松岡 諒 (北九州市立大学国際環境工学部) |
| ページ | pp. 267 - 269 |
| キーワード | 偏光画像, 映り込み除去, 非負値行列因子分解 |
| アブストラクト | ガラス越しの撮影では, ガラス面に前景の風景が反射して撮影画像に映り込んでしまう. 映り込んだ反射成分は, 背景の風景と重なり物体認識や識別を困難にする. 例えば, 車載カメラや監視カメラ画像の解析による車や人の認識精度が著しく低下してしまう. 本稿では, この映り込みの問題を解決するために,偏光画像と非負値行列因子分解を用いた映り込み除去手法を提案する. また, 実験よりその有効性を示す. |
| 題名 | JSCC手法を用いた無線動画像伝送のHW設計に関する一検討 |
| 著者 | ◎越智 翔平 (九州工業大学大学院 情報工学府), 黒崎 正行, 尾知 博 (九州工業大学大学院 情報工学研究院) |
| ページ | pp. 270 - 273 |
| キーワード | 動画像通信, MIMO, JSCC, E-SDM, ハードウェア実装 |
| アブストラクト | 高解像度な動画像無線伝送技術の需要が世界的に高まっており，効率的な動画像伝送の手法について多くの研究がなされている．本稿では情報源符号化と通信路符号化を組み合わせて復号画像の画質劣化を抑制するJSCC(joint source-channel coding)手法に基づく動画像伝送システムのハードウェア実装について提案する．提案法は画質への寄与度の高いレイヤをE-SDM(eigenbeam-space division multiplexing)により通信路容量の大きい通信路で伝送することで，最低画質を保証しつつ高画質化を図っている．ハードウェアモデルを組み込んだシミュレーションより，E-SDMを施さない従来システムでは動画像伝送が困難な低SNR時でも提案法は高画質な動画像伝送が可能であることを示す． |
| 題名 | UPPAALを用いた無人搬送車群の搬送計画導出手法の検討 |
| 著者 | ◎北原 祐希, 中村 正樹, 榊原 一紀 (富山県立大学) |
| ページ | pp. 274 - 278 |
| キーワード | 無人搬送車, 搬送計画, UPPAAL |
| アブストラクト | 近年，AIやデータ分析といった技術が発展し，生産・物流システムにおいて，システム運用時の無人化が進んでいる. 無人化システムの一つである無人搬送車(Automated Guided Vehicle:AGV)は，半導体工場内を複数台の群となって走行し，工場内の荷物を個別の目的地まで搬送する. 複数台のAGVによる搬送計画問題に対して最適化手法を用いて工場内搬送計画の導出する研究がされているが，衝突を回避するために不必要な迂回路を導出してしまう場合がある.本稿では，AGV群が最短時間でそれぞれの目的地へ到達する搬送計画を，モデル検査ツールUPPAALを用いて導出する手法を検討する. |
| 題名 | 形式概念分析を用いた交通事故分析の基礎的検討 |
| 著者 | ◎小谷 祥悟, 中村 正樹, 榊原 一紀, 星川 圭介 (富山県立大学) |
| ページ | pp. 279 - 283 |
| キーワード | 交通事故分析, 形式概念分析 |
| アブストラクト | 近年，計算機の発達によりビッグデータ解析や機械学習の技術が進歩している． 交通事故分析では日時や天候，過去の交通事故データといったビッグデータを用いた交通事故の発生確率予測の研究が行われている．しかし，機械学習を利用するためには大量のデータが必要となる． 本研究では，特定のデータを構造化しその中で成り立つ性質を抽出する形式概念分析と呼ばれるデータ分析手法を利用した交通事故分析を行う．交通事故データに対して形式概念分析を適用して交通事故データや周辺地域の諸性質の関係を分析し，交通事故の事故要因を抽出する． |
| 題名 | 四方向差分型 l0,1 正則化による JPEG ノイズ除去に関する考察 |
| 著者 | ◎小林 伊織 (北九州市立大学国際環境工学研究科), 松岡 諒 (北九州市立大学国際環境工学部) |
| ページ | pp. 284 - 285 |
| キーワード | 量子化制約, l0,1 ノルム, 最適化問題, JPEGノイズ |
| アブストラクト | 画像圧縮方式のひとつであるJPEGは, 視覚的な品質を維持しつつ画像のデータ量を効率的に圧縮することができるが, 圧縮率が高い場合にブロックノイズやモスキートノイズによる画質劣化が問題となる. これらJPEGノイズの除去には, 画像平滑化が有効である. 特に, イラスト画像に対しては, l0 勾配正則化が有効であるが, l0ノルムは外れ値に弱く, 平滑化結果にノイズがまばらに残る場合がある. 本稿では, イラスト画像に生じたJPEGノイズの除去を目的とし, 四方向差分型の l0,1 ノルム正則化を提案する. さらに, 尤もらしい復元を実現するため, この正則化に加えてDCT係数の量子化制約を考慮した最適化問題を定式化し, 交互方向乗数法(ADMM)を用いて解く. 実験より, 関連手法と比較してその有効性を示す. |
| 題名 | 音源追尾性能向上のための逐次更新ヒストグラム生成方法 |
| 著者 | ◎鳥生 翼, 陶山 健仁 (東京電機大学工学部電気電子工学科) |
| ページ | pp. 286 - 287 |
| キーワード | 音源追尾, マイクロホンアレー |
| アブストラクト | 複数音源追尾手法として逐次更新ヒストグラムを用いた手法が提案されている．この手法では「時間-周波数」領域で算出した方向の候補から作成したヒストグラムをもとに音源方向推定を行うため，ヒストグラムの精度の向上が求められる．ヒストグラムの役割は各周波数帯域ごとに異なるため，それに見合った階級幅を選択すべきである．本研究では，実環境実験により適切なヒストグラム階級幅を検証する． |
| 題名 | Integration of receiver circuits for synthetic aperture ultrasound imaging |
| 著者 | ◎八木 健太, 小貫 怜央 (慶應義塾大学大学院理工学研究科), 三井 隆久 (慶應義塾大学医学部), 中野 誠彦 (慶應義塾大学理工学部電気情報工学科) |
| ページ | pp. 288 - 289 |
| キーワード | 合成開口, 超音波イメージング, 集積化 |
| アブストラクト | 超音波イメージング技術はその安全性から医療分野で広く使用されている。現在主流の方式であるパルスエコー法は画像化に時間がかかるためフレームレートが制限されるという課題がある。本稿で採用した合成開口法はパルスエコー法と比較して短時間で画像化が可能である。合成開口法を用いた超音波イメージングの実装には100 cm2の範囲に数万個オーダーの受信素子の集積が必要である。しかし、既存部品を用いた構成では回路規模が大きすぎるため、集積化が必須となる。本稿では集積化を想定した合成開口超音波イメージングシステムを提案した。また、単チャネル超音波受信回路を設計した。 |
| 題名 | 軽量暗号GIMLIに対するサイドチャネル解析の検討 |
| 著者 | ◎伊藤 圭吾, 上野 嶺 (東北大学電気通信研究所), 福島 和英, 清本 晋作 (KDDI総合研究所), 本間 尚文 (東北大学電気通信研究所) |
| ページ | pp. 290 - 291 |
| キーワード | ハードウェアセキュリティ, 暗号システム, サイドチャネル解析, 軽量暗号 |
| アブストラクト | この論文では，次世代軽量暗号GIMLIに対してサイドチャネル解析のシミュレーションを行い，鍵候補削減の観点から安全性を評価した．特にGIMLIの1stラウンドおよび2ndラウンドに対して，代表的なサイドチャネル解析の手法として知られる相関電力解析（Correlation Power Analysis: CPA)を行った場合にどの程度鍵候補を絞りこめるかを検証する．提案手法により中間値を推定することが確認された．また，これを繰り返すことで，6thラウンドまでの解析でGIMLIの中間値全体を明らかにすることが可能と判明した． |
| 題名 | ディジタルLDOにおける適応的サンプリング手法の比較 |
| 著者 | ◎山口 駿, Mahfuzul Islam, 久門 尚史, 和田 修己 (京都大学大学院工学研究科電気工学専攻) |
| ページ | pp. 292 - 294 |
| キーワード | LDO, ディジタル, 適応的サンプリング, コンパレータ |
| アブストラクト | ディジタルLDO(Low-Dropout regulator)の制御の即応性と消費電力にトレードオフの関係がある． この関係を解決する方法として出力誤差に比例したサンプリングを行う連続型と誤差に応じたサンプリングモードを選択する離散型が存在する． これらの手法の消費電力と過渡応答の比較を行う． 各手法に用いられるコンパレータの消費電力の比較では，連続型の消費電力は離散型の1/500程度となることを示す． 過渡応答においては連続型が離散型よりも誤差を10 mV程度削減でき，連続型の消費電力と過渡応答における優位性を示す． |
| 題名 | 電源TSVテストのための測定箇所の山登り法による自動選択 |
| 著者 | ◎吉田 智哉, 蜂屋 孝太郎 (帝京平成大学) |
| ページ | pp. 295 - 297 |
| キーワード | 3D-IC, 電源TSV, オープン故障, 山登り法 |
| アブストラクト | 3D-ICの電源TSVのオープン故障のテスト手法として，TSV直下にバンプを配置し，それらバンプ間の抵抗を測定して故障検出を行う方法が提案されている．各TSVの診断性能は，どのバンプ対の抵抗を測定するかによって変わるため，診断性能を最大にするバンプ対を選択することが望ましい．先行研究では，しらみつぶし法を適用してすべてのバンプ対の抵抗の確率分布を，統計的故障シミュレーションを実行して求め，診断性能が最大となるバンプ対を求めていた．本論文では，山登り法を適用することにより診断性能を最大にしながら計算時間の短縮を試みたので，その結果を報告する． |
| 題名 | (特別招待講演) 2020-21年の最新機器分解から見える日米中の広がり続ける差 |
| 著者 | 清水 洋治 (株式会社テカナリエ) |
| ページ | pp. 298 - 305 |
| キーワード | 5Gスマートフォン, LiDAR, Drone, 5nmプロセッサ |
| アブストラクト | 米国GAFAや中国深圳などから続々と世界的なハードウェアプラットフォームがリリースされサービスとセットになって市場支配力を高めている。機器分解や半導体チップの開封解析の結果、日本メーカーの点のデバイスと、米中が面でシステムを構成している差を実例を示し解読する。日本メーカー衰退の理由や原因を分解、比較から読み取り、今後日本メーカーの活力回帰の提案を行う。2021年発売の最新5Gスマートフォンや自動運転向けの最新LiDAR、2021年最新の多機能Droneなどの分解情報や最新5nmプロセッサの解析結果などを紹介しつつ、日本の遅れにも言及する。 |
| 2021年8月27日(金) |