Showing papers in "IEICE ESS Fundamentals Review in 2007"

High-Accuracy Machine Vision Using Phase-Only Correlation

Abstract: 近年，画像センシング，映像信号処理，コンピュータビジョンなどの分野において，サブピクセル精度の位置合わせを可能にする高精度な画像マッチングへの要求が高まっている．本論文では，「位相限定相関法」と呼ぶ高精度画像マッチング手法について解説する．位相限定相関法は，フーリエ変換された信号の位相成分のみに着目する画像マッチング手法であり，その有効性は，工業用画像認識，受動型三次元計測，バイオメトリクス認証，映像信号処理などの分野において実証されつつある．本論文では，特に，二つの画像が相似変換の関係にある場合の画像レジストレーション手法，並びに，より一般的な対応点探索の手法に焦点を絞って解説する．

Fundamentals of OFDM and Its Application

Abstract: OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は高速な伝送を実現する変調方式として広く注目されており，OFDM を用いた種々のシステムの実用化および開発が広く行われている．OFDM が用いられる大きな理由の一つは周波数利用効率が非常に優れているということであり，高速・広帯域伝送の実現が可能になる．しかし，システムを実現するためには，解決すべき種々の問題も存在しており，高速移動通信への要求が高まるにつれてその対策が更に重要になってくると考えられる．本稿ではOFDM の原理，システム実現のための問題点，応用分野について解説する．

Nonlinear Phenomena in Hybrid Systems

Abstract: 連続変数(実数値変数)と離散変数(シンボル変数,整数値 変数)の両方が共存するシステムを一般にハイブリッドダイ ナミカルシステムまたは,単にハイブリッドシステムという .ハイブリッドシステムの典型的な例としてスイッチング 回路がある.スイッチング素子はオンとオフの2値を 取る離散変数で記述されるので,スイッチング素子を含む回 路ではその2値に依存して回路を記述する微分方程式が異な り,その次元も変化する.ハイブリッドシステムでは,離散 変数の振舞いは区分的定数で,離散変数が変化するときに連 続変数が滑らかではなくなったりジャンプすることもある. そのため,ハイブリッドシステムの解析はかなり難しく,現 在でも多くの未解決問題がある. 「ハイブリッドシステム」という言葉が学術論文で用いられ たのは1960年代までさかのぼることができる.また,1950 年代から研究されている切換制御やリレー回路などもハイブ リッドシステムであり,その意味では,ハイブリッドシステ ムは古くて新しい研究テーマと言うべきかもしれない.しか し,現在の研究が1950~60年代の研究と大きく異なる点は, 離散変数のダイナミクスを陽に取り込んだモデルの出現と計 算機科学と非線形システム理論・非線形科学の交流が挙げら れる.最近では,ハイブリッドシステムの応用が工学にとど まらず,様々な分野に広がりつつある.例えば,ゲノムの機 能発現モデル,生命現象のモデル,経済学など がある. ハイブリッドシステムを対象にしたワークショップが1990 年代に計算機科学のグループを中心に,非線形力学系,非線 形システム理論などの研究者も参加して,毎年開催されるよ うになり,その論文集がLecture Notes in Computer Scienceか ら出版されている.今でも,「Hybrid Systems: Computation and Control(HSCC)」が毎年 3月下旬か 4月上旬に開催されてい る.また,IFAC(International Federation on Automatic Control) が主催で「Analysis and Design of Hybrid Systems(ADHS)」が3 年ごとに開催されている.また,多くの学術雑誌においても ハイブリッドシステムの特集号が企画されている.詳細は文 献(11)を参照されたい. 本稿では,ハイブリッドシステムの非線形現象に関する幾 つかの話題を紹介する.まず2.では,ハイブリッドシステ ムのモデルとして最もよく使われるハイブリッドオートマト ンを紹介する.3.では,区分的に滑らかなシステムにおけ るFilippov解を定義し,スライディングモードについて説明 する.4.では,微分不可能性に起因する分岐現象について 説明する.5.では,カオスの存在するハイブリッドシステ ムとして有名なスイッチトアライバルシステムに対するカオ ス制御について述べる.6.はハイブリッドレプリケータダ イナミックスについて紹介する.

Collaboration between ITS Engineers and Social Scientists

Abstract: 日本のITSについて若干の歴史的概観をした後，第3開発分野である安全運転支援システムの普及が芳しくないことを示し，その原因の一つに安全運転支援システムのコンセプトに問題があることを示す. 従来のコンセプトはドライバの運転負荷を少なくする形式のコンセプトで，どちらかと言えば，自然科学者が作ったコンセプトであった.しかし，よく調べると，運転負荷が増える方が事故も少なくなり，燃費も良くなるというデータもあり，交通心理学者をはじめとする社会科学者がこの現象に注目している.交通事故は注意をすればなくなるという簡単なものではなく，統計的な現象としてとらえる方がよいという説明もなされつつある.こういった社会科学者の力とITSの技術者が結集して安全運転支援システムのコンセプトを早急に作り，システムの開発と今後普及を図るべきことを述べる.

Brain-Like Vision Systems Using Merged Analog-Digital LSI Architecture

Abstract: 人に近い真に知能的なロボットやインテリジェント・カーを作るには，脳の情報処理メカニズムを解明し，それを工学的に応用するアプローチが必要である． ここでは，我々が開発したアナログディジタル融合回路技術を用いた各種LSI およびそれらの応用先として開発中の顔・物体認識システムについて解説する．これらのLSI には,ガボールフィルタLSI，畳込みニューラルネットワークLSI，マッチングプロセッサLSI，大局的領域分割のための抵抗ヒューズネットワークLSI，主観的輪郭生成のための異方性拡散回路などがある．

Quantitative Analyses of Infants’ Cry Sounds and Estimation of the Causes

Abstract: 乳幼児は様々な状況下で泣き声を発するが，泣き声の音響上の特徴及び，各状況下において泣き声の定量的性質がどのように違うかを明らかにする研究が，種々行われてきた．本解説では，これらについて紹介する．このような研究には，単に，泣き声の定量的性質や，各状況下での統計的性質の違いを明らかにするものから，その啼泣原因を推定するルールベースシステムを提案するものまでが存在する．また，月齢によってもその定量的性質に違いがあり，新生児のみ対象とした研究や，月齢2 か月～ 6 か月，あるいは月齢12 か月までの高月齢児を対象とした研究がなされている．定量的性質としては，その周波数分布に着目するものが多いが，他に，泣き声の持続時間やその間隔に着目して乳児の状態を分類しようとする方法も提案されている．

Investigation of Safety Research in the World

Abstract: 安全の問題は非常に重要であるが，個別に検討されていた期間が長く，技法としてまとまってきたのは最近である．したがって，学問になったのも最近で，大学の学科として存在している所もごくわずかである．また，対象は広く，日本学術会議で毎年開催されている安全工学シンポジウムでは40学協会以上が関係している．世界的にも同様であり，その状況を紹介したものである．