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研究者紹介

高品質で自由度の高い無線通信の実現に向けて，深層学習に基づく新しい信号処理等について研究しています。また、レーダやLiDARなどを用いて心拍や呼吸，血圧などの生体信号，人の行動を検出できる新しいセンサ・アルゴリズムについても研究しています。さらに，認知症などの精神疾患の検出技術や，SNS解析技術についても研究しています。

研究業績紹介

■安全な情報共有とセキュリティ
・研究目的: 深層強化学習を用いた適応的データマッピングメカニズムの考案によるエネルギーインターネットにおけるデジタルツインデータマッピングの効率化
- タイトル: Deep Reinforcement Learning Based Data-Driven Mapping Mechanism of Digital Twin for Internet of Energy, Xu Siyu, Guan Xin, Peng Yu, Liu Yang, Cui Chen, Chen Hongyang, Ohtsuki Tomoaki, Han Zhu （IEEE Transactions on Network Science and Engineering） 11 （ 4 ） 3876-3890 2024年7月
・研究目的: 一般的なXAIツールからの局所的な説明と比較しながら、人間モデルを近似して参照することによって機械学習モデルの説明可能性を測定する新しい方法の導入
- タイトル: Toward Building Trust in Machine Learning Models: Quantifying the Explainability by SHAP and References to Human Strategy, Li Zhaopeng, Bouazizi Mondher, Ohtsuki Tomoaki, Ishii Masakuni, Nakahara Eri （IEEE Access） 12 11010-11023
・研究目的: 高齢者の潜在的に危険なイベントの監視のために、屋内環境での効果的な活動検出のための複数の2D Lidarを用いた手法の開発
- タイトル: Activity Detection in Indoor Environments Using Multiple 2D Lidars, Bouazizi Mondher, Mora Alejandro Lorite, Feghoul Kevin, Ohtsuki Tomoaki （Sensors） 24 （ 2 ） 626 2024年1月
■無線通信
・研究目的: 自己回帰モデルを用いた干渉アライメントのための低複雑度高精度なチャネル予測手法の開発
- タイトル: A Low-Complexity High-Accuracy AR Based Channel Prediction Method for Interference Alignment, Ozawa Masayoshi, Ohtsuki Tomoaki, Panahi Fereidoun H., Jiang Wenjie, Takatori Yasushi, Nakagawa Tadao （2018 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)） 1-7 2018年12月
・研究目的: 既存のマルチラジオプロトコルにおけるエネルギー浪費と非現実的な仮定の問題を解決するエネルギー効率の良いチャネルホッピングプロトコルの提案
- タイトル: Energy-Efficient Channel Hopping Protocol for Cognitive Radio Networks, Li Aohan, Han Guangjie, Ohtsuki Tomoaki （GLOBECOM 2017 - 2017 IEEE Global Communications Conference） 1-6 2017年12月
・研究目的: PLNCにおける不正な中継への漏洩情報を最大化するための線形計画問題による最適なCSIのなりすましの構築
- タイトル: Optimal impersonation of CSI for maximizing leaked information to untrusted relay in PLNC, Takyu Osamu, Matsumoto Kengo, Ohtsuki Tomoaki, Fujii Takeo, Sasamori Fumihito, Handa Shiro （2016 IEEE Wireless Communications and Networking Conference） 1-5 2016年4月
■アルゴリズム開発
・研究目的: 軽量ネットワークとモデル集約を用いた分散型自動変調分類手法の提案
- タイトル: Lightweight Network and Model Aggregation for Automatic Modulation Classification in Wireless Communications, Fu Xue, Gui Guan, Wang Yu, Ohtsuki Tomoaki, Adebisi Bamidele, Gacanin Haris, Adachi Fumiyuki （2021 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC)） 1-6 2021年3月
・研究目的: ニューラルアーキテクチャサーチを用いた畳み込みニューラルネットワークの自動設計による効果的なレーダー信号認識手法の提案
- タイトル: An Effective Radar Signal Recognition Method Using Neural Architecture Search, Zhang Min, Luo Wang, Wang Yu, Sun Jinlong, Yang Jie, Ohtsuki Tomoaki （2021 IEEE 94th Vehicular Technology Conference (VTC2021-Fall)） 1-5 2021年9月
・研究目的: ワイヤレス通信における自動変調分類のための軽量残差ニューラルネットワークの開発
- タイトル: Lightweight Network Design Based on ResNet Structure for Modulation Recognition, Lu Xiao, Tao Mengyuan, Fu Xue, Gui Guan, Ohtsuki Tomoaki, Sari Hikmet （2021 IEEE 94th Vehicular Technology Conference (VTC2021-Fall)） 1-5 2021年9月
■量子化情報に基づく信号処理設計
・研究目的: スペクトログラム上でのまぶたの閉じ開き動作の分析によるドップラーセンサーを用いた瞬き持続時間推定手法の提案
- タイトル: Doppler Sensor-Based Blink Duration Estimation by Analysis of Eyelids Closing and Opening Behavior on Spectrogram, Yamamoto Kohei, Toyoda Kentaroh, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Access） 7 42726-42734
・研究目的: 低計算複雑度で高い解像度と精度を実現する広帯域信号の到来方向推定手法の開発
- タイトル: Low Computational Complexity Direction-of-Arrival Estimation of Wideband Signal Sources Based on Squared TOPS, HAYASHI Hirotaka, OHTSUKI Tomoaki （IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences） E100.A （ 1 ） 219-226
・研究目的: パイロットオーバーヘッドを最小限に抑えた重畳OFDM伝送におけるチャネル係数と干渉電力のソフトディシジョン支援型共同MAP推定手法の開発
- タイトル: Joint SDA-MAP Estimation of Channel and Interference Power in Superposed OFDM Transmission, Kakizki Yuto, Ohtsuki Tomoaki, Kam Pooi-Yuen, Suzaki Kouhei, Sasaki Hirofumi, So Hideya （GLOBECOM 2017 - 2017 IEEE Global Communications Conference） 1-6 2017年12月
■ユーザ嗜好及び行動解析
・研究目的: 取引パターン分析による高収益投資プログラムに関連するビットコインアドレスの特定
- タイトル: Identification of High Yielding Investment Programs in Bitcoin via Transactions Pattern Analysis, Toyoda Kentaroh, Ohtsuki Tomoaki, Mathiopoulos P. Takis （GLOBECOM 2017 - 2017 IEEE Global Communications Conference） 1-6 2017年12月
・研究目的: Webアクセス時間を用いた携帯電話の屋内測位のためのマイクロ波識別手法の開発
- タイトル: Mobile-phone indoor localization based on microwave identification using web-access time, Yamamoto Masaaki, Ohtsuki Tomoaki, Utsumi Hironori, Furukawa Naohiro （2014 IEEE Topical Conference on Wireless Sensors and Sensor Networks (WiSNet)） 28-30 2014年1月
・研究目的: ワイヤレス信号とアンテナアレイを用いた状態と活動の分類を行う屋内監視システムの開発
- タイトル: Array sensor: Monitoring using wireless signals, Hong Jihoon, Ohtsuki Tomoaki （2013 International Conference on ICT Convergence (ICTC)） 757-758 2013年10月
■統合的な環境認知推定に基づく通信リソース割り当て
・研究目的: 分散型異種認知無線ネットワークにおける二次利用者のための完全なランデブー多様性を持つ高速ブラインドランデブースキームの提案
- タイトル: A Fast Blind Scheme With Full Rendezvous Diversity for Heterogeneous Cognitive Radio Networks, Li Aohan, Han Guangjie, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking） 5 （ 3 ） 805-818 2019年9月
・研究目的: 基地局の資源利用率とサブフレーム割り当ての収束時間の改善のための動的ABS割り当て手法の提案
- タイトル: Improvements of femto‐base station resource utilisation and ABS assignment convergence for dynamic ABS assignment, Ozawa Masayoshi, Ohtsuki Tomoaki （IET Communications） 11 （ 3 ） 370-376 2017年2月
・研究目的: K-User MIMO干渉チャネルにおけるシステム容量の向上を目的としたBrent法を用いた相対的な大きさ係数の設計手法の提案
- タイトル: Algorithm Design of Relative Magnitude Coefficients Using Brent's Method on the K-User MIMO-IFC, MATSUMURA Kunitaka, OHTSUKI Tomoaki （IEICE Transactions on Communications） E99.B （ 8 ） 1902-1909
■ユーザ体験向上
・研究目的: LTEネットワークにおけるビデオストリーミング品質向上のためのビットレートと再生閾値制御のQoEを考慮した最適化手法の提案
- タイトル: QoE-Aware Video Streaming Transmission Optimization Method for Playout Threshold Adjustment in LTE, Qi Yan, Ohtsuki Tomoaki （2018 IEEE 87th Vehicular Technology Conference (VTC Spring)） 1-5 2018年6月
・研究目的: C-RANダウンリンクCoMP伝送におけるリソース割り当てのマルチポイント公平性を達成するサービス対応ユーザー中心スキームの開発
- タイトル: Multi-point fairness in resource allocation for C-RAN downlink CoMP transmission, Beylerian Anthony, Ohtsuki Tomoaki （EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking） 2016 （ 1 ） 2016年12月
・研究目的: 母親の音声および映像コミュニケーションが留守番中の子供の安心感とコミュニケーション行動に与える影響の評価
- タイトル: Evaluation of effects of audio and video of mother on sense of security and communicative action of children staying at home, Suzuki Madoka, Ohtsuki Tomoaki （2015 Science and Information Conference (SAI)） 1424-1426 2015年7月
■高齢者ケアモニタリング
・研究目的: ヘルスケアとモニタリングのための人の位置特定とカウントを行う赤外線アレイセンサーに基づく手法の開発
- タイトル: An Infrared Array Sensor-Based Method for Localizing and Counting People for Health Care and Monitoring, Bouazizi Mondher, Ohtsuki Tomoaki （2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)） 4151-4155 2020年7月
・研究目的: FMCWレーダーと教師あり機械学習を用いたトイレ内での異常検知手法の開発
- タイトル: FMCW Radar-Based Anomaly Detection in Toilet by Supervised Machine Learning Classifier, Takabatake Wataru, Yamamoto Kohei, Toyoda Kentaroh, Ohtsuki Tomoaki, Shibata Yohei, Nagate Atsushi （2019 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)） 1-6 2019年12月
・研究目的: アレイアンテナを用いた予期しない転倒の検出アルゴリズムの提案による転倒検出精度の向上
- タイトル: Detecting unexpected fall using array antenna, Hino Yusuke, Hong Jihoon, Ohtsuki Tomoaki （2014 IEEE 25th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communication (PIMRC)） 2104-2108 2014年9月
■新しいセンサー技術
・研究目的: 信号固有ベクトルに基づくアレイセンサーを用いた新しいデバイスフリーパッシブローカライゼーションシステムの提案と評価による位置特定精度の向上
- タイトル: Signal Eigenvector-Based Device-Free Passive Localization Using Array Sensor, Hong Jihoon, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Transactions on Vehicular Technology） 64 （ 4 ） 1354-1363 2015年4月
・研究目的: 高齢者の基本的な活動の監視のための低解像度赤外線アレイセンサーを用いた活動認識手法の提案
- タイトル: Activity recognition using low resolution infrared array sensor, Mashiyama Shota, Hong Jihoon, Ohtsuki Tomoaki （2015 IEEE International Conference on Communications (ICC)） 2015年6月
・研究目的: プライバシー保護、低コスト、利便性を確保する低解像度赤外線アレイセンサーを用いた転倒検知システムの開発
- タイトル: A fall detection system using low resolution infrared array sensor, Mashiyama Shota, Hong Jihoon, Ohtsuki Tomoaki （2014 IEEE 25th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communication (PIMRC)） 2109-2113 2014年9月
■新しいカテゴリー: 電力吸収モデリング
・研究目的: スマートフォンを用いたWLAN測位における電力補償手法の開発
- タイトル: Power compensation in WLAN positioning using a smartphone, Yamamoto Masaaki, Ohtsuki Tomoaki （2014 IEEE Ninth International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing (ISSNIP)） 1-6 2014年4月
■電力吸収モデリング
・研究目的: BER性能向上のための重畳確率に基づく複数広帯域干渉の抑制手法の提案
- タイトル: Suppression of multiple wideband interferences based on superposition probability, Kakizaki Yuto, Shibata Yohei, Ohtsuki Tomoaki, Mashino Jun （EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking） 2016 （ 1 ） 2016年12月
・研究目的: スマートフォンを用いたWLAN測位における電力補償のための電力吸収モデルの開発
- タイトル: Power-Absorption-Based Model for Power Compensation in WLAN Positioning Using Smartphone, YAMAMOTO Masaaki, OHTSUKI Tomoaki （IEICE Transactions on Communications） E98.B （ 6 ） 1125-1132
・研究目的: 個別の電力制約下でのワイヤレスセンサーネットワークにおける分散推定とデータ収集容量のためのグローバルSNRの最大化と電力配分の最適化
- タイトル: Global SNR maximization for distributed estimation and capacity of data collection in wireless sensor networks using individual power constraint, Arifin Ajib Setyo, Ohtsuki Tomoaki （Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA), 2014 Asia-Pacific） 1-5 2014年12月
■新しいカテゴリー: 車載デバイスアプリケーション
・研究目的: トレーニング効率の向上とモデルの複雑性の低減を目的としたインテリジェント車両通信のための分散学習ベースのシナリオ識別手法の提案
- タイトル: Decentralized Learning-based Scenario Identification Method for Intelligent Vehicular Communications, Zhou Yaru, Wangt Yu, Liu Pengfei, Yang Jie, Ohtsuki Tomoaki, Sari Hikmet （2021 IEEE 94th Vehicular Technology Conference (VTC2021-Fall)） 1-5 2021年9月
■新しいカテゴリー: パフォーマンス比較
・研究目的: 複数ターゲットの存在下での正確な推定のための時空間仮想アレイと適応PRI制御技術を用いたMIMOレーダーシステムのための新しいDOA推定手法の開発
- タイトル: DOA estimation in MIMO radar using temporal spatial virtual array with MUSIC algorithm, Hayashi Hirotaka, Ohtsuki Tomoaki （2015 9th International Conference on Signal Processing and Communication Systems (ICSPCS)） 1-6 2015年12月
■パフォーマンス比較
・研究目的: 歩行者による遮蔽がミリ波セルラーネットワークに与える影響の研究とその影響を軽減するための強化学習ベースのユーザーアソシエーションアルゴリズムの提案
- タイトル: Influence and Mitigation of Pedestrian Blockage at mmWave Cellular Networks, Kumar S Yuva, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Transactions on Vehicular Technology） 69 （ 12 ） 15442-15457 2020年12月
・研究目的: ブロックスパース適応アルゴリズムを用いたブロック構造スパース信号の復元性能向上のための新しい動的グループ化手法の提案
- タイトル: Recovery of Block-Structured Sparse Signal Using Block-Sparse Adaptive Algorithms via Dynamic Grouping, Ye Chen, Gui Guan, Xu Li, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Access） 6 56069-56083
・研究目的: IGMMを用いたリアルタイムでのラジオ信号の類似性に基づく共同配置モバイルユーザーのグループの高精度な識別システムの設計
- タイトル: IGMM-Based Approach for Discovering Co-Located Mobile Users, Varela Pedro M., Hong Jihoon, Ohtsuki Tomoaki （2016 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)） 1-6 2016年12月
■新しいカテゴリー: スマートシティの概念と定義
・研究目的: スマートシティの概念と定義の紹介およびそれを支えるアンビエントインテリジェンスの説明
- タイトル: A Smart City Based on Ambient Intelligence, OHTSUKI Tomoaki （IEICE Transactions on Communications） E100.B （ 9 ） 1547-1553
■新しいカテゴリー: 伝搬遅延解析
・研究目的: ロードレースのライブ放送のための遅延差補正を備えたMMSEマクロダイバーシティ受信システムの開発と性能評価
- タイトル: Development and Performance Evaluation of MMSE MacroDiversity Reception System With Delay Difference Correction, Mitsuyama Kazuhiko, Ikeda Tetsuomi, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Transactions on Vehicular Technology） 62 （ 9 ） 4288-4298 2013年11月
■伝搬遅延解析
・研究目的: 異種認知無線ネットワークにおけるランデブー効率の向上を目的としたハイブリッドラジオランデブー(HRR)アルゴリズムの提案
- タイトル: Multiple Radios for Fast Rendezvous in Heterogeneous Cognitive Radio Networks, Li Aohan, Han Guangjie, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Access） 7 37342-37359
■信号干渉管理
・研究目的: ドップラー・レーダーを用いた非接触心拍数モニタリングにおける高解像度心拍検出のための非負値行列因子分解アルゴリズムを用いたブラインド信号分離手法の提案
- タイトル: Blind Source Separation on Non-Contact Heartbeat Detection by Non-Negative Matrix Factorization Algorithms, Ye Chen, Toyoda Kentaroh, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Transactions on Biomedical Engineering） 67 （ 2 ） 482-494 2020年2月
・研究目的: 大規模MU-MIMOシステムにおけるチャネル推定精度向上のための低複雑度サブスペースMMSE推定手法の提案
- タイトル: Low-Complexity Subspace MMSE Channel Estimation in Massive MU-MIMO System, Deng Yunfeng, Ohtsuki Tomoaki （IEEE Access） 8 124371-124381
・研究目的: オーバーロードアクセスと共有情報信号によって不信頼なリレーによる情報搾取のリスクを軽減し、安全な通信を強化するワイヤレスMIMOスイッチングシステムの開発
- タイトル: Overloaded Wireless MIMO Switching for Secure Wireless Communication Exchanging to Untrusted Relay, Takahashi Arata, Sasamori Fumihito, Handa Shiro, Takyu Osamu, Fujii Takeo, Ohtsuki Tomoaki （2019 Eleventh International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN)） 121-125 2019年7月

研究の応用領域

・安全な情報共有とセキュリティ
・無線通信
・アルゴリズム開発
・量子化情報に基づく信号処理設計
・ユーザ嗜好及び行動解析
・データベースに基づくトラヒック予測
・統合的な環境認知推定に基づく通信リソース割り当て
・ユーザ体験向上
・高齢者ケアモニタリング
・新しいセンサー技術
・車載デバイスアプリケーション
・スマートシティ
・伝搬解析
・信号干渉管理

社会的意義

・通信とユーザ体験の向上: ユーザ嗜好解析と環境データを活用した通信リソースの最適化により、ユーザ体感品質の向上と安全性の確保を実現します。
・技術による安全性とセキュリティの向上: 状態を高精度で識別し、位置を推定する電波見守りセンサの開発により、さまざまな環境での安全性とセキュリティが向上します。
動画

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