ゼミナール発表

日時: 9月25日（火）4限 (15:10-16:40)

会場: L1

司会：小木曽

森　康充 D2	鹿野　清宏	杉本　謙二	猿渡洋
発表題目：SIMO モデルに基づく ICA を用いた多段型ブラインド音源分離手法の研究発表概要：ハンズフリー音声システムを実環境で利用するには，妨害音の抑圧が大きな要素となる．妨害音の抑圧方法の一つとして，観測信号から目的音のみを取り出す音源分離と呼ばれる手法がある．本発表では，我々が従来から提案している，各音源に対しマルチチャネルの分離信号が得られる single-input multiple-output (SIMO) モデルに基づく独立成分分析 (SIMO-ICA) と，Binary Mask (BM) と呼ばれる簡便な分離手法とを統合した音源分離手法を紹介し，本手法を実際に聴覚補助システムへ応用した例を報告する．また，本手法が抱える音源の配置によって分離性能が劣化する問題を挙げ，この問題を解決するための新たな手法を提案し，その有効性を報告する．

大迫　慶一 M2	鹿野　清宏	杉本　謙二	猿渡洋
発表題目：独立成分分析に基づく近接点音源除去の理論的検討発表概要：従来の独立成分分析(ICA)に基づくブラインド音源分離の研究では，マイクロホンアレーからほぼ等しい距離範囲に存在する複数の点音源を分離するタスクを仮定しているものが多い．しかし，実環境におけるハンズフリー音声認識のようなシステムにおいては，マイクロホンの近傍に点音源と近似できるターゲット音声，その周囲に非点音源雑音が存在すると考えることができる．このような環境において，ターゲット音声を抽出する手法としてブラインド空間的サブトラクションアレー(BSSA)が提案されている． BSSAでは，ICAによる雑音推定，すなわち近接点音源の除去が高精度であることを利用しているが，そのような解が得られる事の証明はなされていない．本発表では，非点音源がマイクロホンの遠方に無数に存在する雑音環境下において，マイクロホンに近接する点音源を ICAによって除去する手法の理論的解析を行う． ICAが近接点音源除去に適している事を数学的に証明し，理想的な環境を想定した場合の実験結果を報告する．

橘　健太郎 M2	鹿野　清宏	杉本　謙二	猿渡洋
発表題目：2次統計量に基づくICAと高次統計量ICAを併用した高速ブラインド音源分離の性能評価発表概要：独立成分分析 (ICA) に基づくブラインド音源分離 (BSS) とは，元の音源信号が統計的に独立であるという仮定の下，観測された混合信号のみの情報を用いて，出力信号が最も独立となるよう元の音源信号を推定する技術である．しかしながら，従来の ICA では，分離フィルタは適切なコスト関数を用いて勾配法によって反復学習されるため，演算量が多く，収束が遅いという問題がある．また，ICA の学習には，大きく分けて 2 次統計量を用いるものと高次統計量を用いるものの 2 種類がある．反復学習の問題を解決するため，我々は近年，提案された 2 次統計量に基づく ICA における解析的に最適フィルタを得る手法と高次統計量を基づく ICA を併用した高速な BSS 手法を提案している．本発表では，提案法と様々な初期値を用いた従来法とを比較することで，提案法の有効性を示す．

原口　雄基 M2	鹿野　清宏	杉本　謙二	猿渡洋
発表題目：音源分離に基づくオーディオオブジェクトの定位感操作の研究発表概要：開発が期待される次世代のオーディオ信号処理機能システムの1つとして，各音源の定位感を個別かつ自由に動かせるシステムがある．我々は，独立成分分析 (ICA) によるブラインド音源分離 (BSS) に基づいて，複数の音源が混合されたマルチチャネル信号のみから各音源の定位感に関する情報を分析する事のできる定位情報分析法を提案している．従来のBSSでは，分離過程で音質が歪むモノラル分離信号を，定位情報を持ったマルチチャネル信号に復元することにより歪の少ない分離信号を得る．定位情報分析法では，BSSの処理を音源分離過程と定位感付与過程に分割することで，各音源の定位に関する情報を取り出す．本発表では、この分析法を用いて，分析した各音源のチャネル間音量差を調整することで各音源の定位する方位を任意に動かす操作を提案する．主観評価実験により，提案法は有効的に各音源の定位感を個別かつ柔軟に操作できることが確認されたので報告する．

会場: L2

司会：中尾

夏原　一彰 M2	金谷　重彦	湊　小太郎	黒川　顕


西田　孝三 M2	金谷　重彦	湊　小太郎	黒川　顕
発表題目：2分グラフ理論に基づいた新規転写ネットワーク解析法の提案発表概要：ポストゲノム時代の到来で大量のマイクロアレイデータを統合した大規模転写プロファイルが生み出され、未分類の遺伝子に対する機能分類や転写機構研究の手がかりが得られるようになった。このように大規模な発現情報を基にレギュロン、オペロンなどといった転写調節ネットワークの解析を行う場合、まず始めに発現プロファイルの類似性に基づいて遺伝子を分類することが有効であり、標準的なクラスタリング方法であるk-means法、階層的クラスタリング法などが適用されている。しかし、転写因子とその制御下にある遺伝子の関係を考慮したクラスタリングを目的とする場合、上記クラスタリング法を発展させ転写因子と遺伝子間の関係に注目したクラスタリング法が必要となる。そこで本発表では、転写因子と遺伝子間の関係を2分グラフで表し、転写因子とその制御下にある遺伝子の関係を体系的に理解する方法をbiClusと命名し提案する。 biClusを枯草菌マイクロアレイ175実験を統合した遺伝子発現プロファイルに適用したところ、97のクラスターが形成されそれぞれのクラスターに属する遺伝子における転写因子について、その詳細を推定することが可能となった。

中川　幸雄 M2	金谷　重彦	湊　小太郎	黒川　顕
発表題目：微生物必須遺伝子とホモログ関係にある高等植物遺伝子の多様性発表概要：各々の生物にとって、生命活動に最低限必要な遺伝子の集合（必須遺伝子セット）を実験により決める研究がモデル微生物を中心に進められつつある。実験方法としては、それぞれの遺伝子を破壊し生育可能か否かを調べることによって必須遺伝子が決定されている。しかしながら、この実験方法で高等植物の必須遺伝子セットを決定することは困難である。一方で、酵母については実験により決定された必須遺伝子セットの情報は、真核生物の必須遺伝子を決める手がかりとして重要な役割を果たす。本研究では、単細胞真核生物から多細胞生物への必須遺伝子の多様化と機能の関係を理解するために、酵母の必須遺伝子をもとに、酵母とシロイヌナズナのそれぞれの遺伝子においてオーソログ関係にある遺伝子対を抜き出し、以下の4つのグループに分類した。（1）1to1 group, 酵母対シロイヌナズナ遺伝子が1対1に対応;(2) 1toM group, 酵母対シロイヌナズナ遺伝子が1対多に対応; (3) Mto1 group, 酵母対シロイヌナズナ遺伝子が多対1に対応;(4) MtoM group, 酵母対シロイヌナズナ遺伝子が多対多に対応; 以上のように分類し、それぞれのグループに含まれるシロイヌナズナ遺伝子の数と機能の関係を考慮した。その結果、代謝関連、タンパク修飾関連等の機能郡にシロイヌナズナ遺伝子数の偏りがグループ間で確認された。これは、単細胞真核生物が進化の過程において、それらの機能に含まれる遺伝子を分化多様化して、多細胞生物の高等性を獲得してきたと考えられる。

櫻井　一弘 M2	金谷　重彦	湊　小太郎	黒川　顕
発表題目：病原性細菌のⅢ型分泌装置(TTSS)におけるエフェクターの情報学的予測発表概要：エフェクターはグラム陰性の病原菌が有している病原因子であり、Ⅲ型分泌装置を介して宿主の細胞内に分泌される複数の機能性タンパク質の総称である。現在、エフェクターを特徴付ける特定の遺伝子配列が発見されていないため、既知のエフェクターとの配列相同性により同定を行っているが、この方法のみでは新規エフェクターを発見することは困難である。そこで本研究では、同一の機構を介して分泌されるエフェクターには未だ発見されない共通した配列上の特徴が存在する、という仮定に基づき、エフェクター推定の新たなアプローチを確立し候補遺伝子群を抽出することを目的とする。現在は、エフェクターのアミノ酸頻度・コドン頻度・ＧＣ含量など、一般に配列を特徴付けるあらゆる指標に着目し研究を進めている。

会場: L3

司会：宮本

妙中　雄三 M2	山口　英	岡田　実	門林　雄基	竹井　純(SFC研究所)
発表題目：メッシュネットワークにおけるデッドスポットの検知・解消の自動化に関する研究発表概要：近年、都市部や特定地域内でのユビキタスネットワーク環境の実現のために、無線通信技術を用いてバックボーンネットワークを構成し、規模拡張性に優れるメッシュネットワークの活用が期待されている。メッシュネットワークによるユビキタス環境実現のための重要な問題点として、通信が行えないエリア（デッドスポット）の存在による通信品質の劣化や通信切断がある。ユビキタス環境では、端末だけではなく様々なデバイスが常時ネットワークに接続していることを想定しているため、このデッドスポットを解消しなければならない。現在のメッシュネットワークの分野では、IEEE 802.11s としての標準化活動や、その拡張に対する研究が行われているが、メッシュネットワークの通信エリアに対する議論が行われておらず、これらのみではユビキタス環境の実現は困難である。また、ユビキタス環境下では、あらゆる場所で誰もが無線ネットワークを敷設できる必要性やメッシュネットワークの敷設面積の拡大によって、構築・管理に起因する人的コストが増加する。従って、本研究では、アクセスポイントが自律的にユビキタスネットワークを構築・管理を行うために、メッシュネットワークを構築した際に発生するデッドスポットの検知・解消に関する研究を行う。

堀内　栄吾 M1	山口　英	岡田　実	門林　雄基	飯田　勝吉
発表題目：大規模無線LAN環境におけるリアルタイム通信の品質維持に関する研究発表概要：現在公衆無線LANの普及により、いつでも使える無線LANアクセスポイント(AP)が増えてきている。今後更なるAPの増加により、より密な無線LAN環境が構築されていくと考えられる。このような環境では多くの移動端末が存在し、それぞれの端末が移動する際には異なるサブネットに属するAP間を移動(ハンドオーバー)する。先行研究では、ハンドオーバー時の通信品質を維持するために再送回数を用いたハンドオーバーが提案されたが、移動する端末は１台だけであり、大規模無線LAN環境での適応性は明らかになっていない。そこで、本研究では大規模無線LAN環境に適応可能なハンドオーバー機構について提案を行う。これまでのシミュレーション調査により、大規模無線LAN環境では通信品質に対してAPのキュー長の影響が大きいことが明らかになり、大規模無線LAN環境におけるハンドオーバー時の通信品質を維持するためには、APでのキュー長の増加を考慮したハンドオーバー機構が重要となる。

勝間　亮 M2	伊藤　実	岡田　実	安本　慶一
発表題目：可動ノードの導入によるセンサネットワークの省電力ルーティング方式の提案発表概要：近年，広域に設置された多数の小型センサノードが無線通信により相互通信することで環境情報の収集やオブジェクトの追跡などを行うワイヤレスセンサネットワーク（以下，WSN）およびそのアプリケーションが注目されている．センサノードは長期間の動作を要求されるが，バッテリ駆動のため，センシング，通信のための電力も限られていることが多い． WSN のより長期間の動作を可能にするために，これまで様々な省電力化方式が提案されている．本論文では通常用いられる静止ノード(一度配置されるとそれ以降は移動できないノード) に加え，駆動能力を備えた可動ノード(自力で移動できるノード) を一部導入し，可動ノードを適切な位置に移動させることで通信のための消費電力を節約し，既存方式より広いセンシング領域とより長期間のWSN の動作を実現する方法を提案する．シミュレーション実験を通して，提案手法が他の手法に比べ， WSNの連続動作時間，センシング可能範囲の広さの点で優れた性能を発揮することを確かめるとともに，最適解と比較して，提案手法の精度がどの程度であるかを確かめた．