圧縮センシングにおける信号類似性の活用～省電力無線脳波計測回路システム実現に向けた取り組み～

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2024-11-05
• タイトル: 圧縮センシングにおける信号類似性の活用～省電力無線脳波計測回路システム実現に向けた取り組み～
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Utilization of Signal Similarity in Compressed Sensing–Realizing Low-power Dissipation Wireless EEG Monitoring Circuit System–
• 言語: jpn
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 大阪大学工学研究科
• 著者所属: 大阪大学工学研究科
• 著者所属: 大阪大学工学研究科
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate School of Engineering, Osaka University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate School of Engineering, Osaka University;Graduate School of Engineering, Osaka University
• 著者名: 兼本, 大輔; 瀧本, 英智; 廣瀬, 哲也
• 著者名(英): Daisuke, Kanemoto; Eichi, Takimoto; Tetsuya, Hirose
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: センシング集積回路の省電力化を目指し，回路が処理する情報量を大幅に削減できる圧縮センシングが注目されている．しかし，信号のスパース性が低い場合，再構成精度が低下し，圧縮比を上げるのが難しくなるという課題が存在する．そこで我々は，信号の類似性に着目することでスパース性の改善を行い，高精度な再構成と高圧縮による省電力の両立を可能にする圧縮センシングの新手法を提案している．本研究では，この手法を無線脳波伝送システムに応用し，高い再構成精度を保ちつつ，送信デバイスに搭載したマイクロコントローラ（Nordic Semiconductor nRF52840）の消費電力削減効果を実機で確認した．検証の結果，対象信号に対して等価的 40Hz サンプリングで圧縮（5 倍圧縮) を行った場合でも，高い再構成精度を実現しつつ，消費電力を 83.2????W/ch に抑えられることが確認できた．本成果は，従来の省電力記録に対して 14% の改善を達成したことを意味する．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: In order to achieve power-saving in sensing integrated circuits, there is a lot of interest in compressed sensing, which can greatly reduce the amount of information handled by the circuit. However, when the signal is not sparse, the accuracy of reconstruction deteriorates, making it difficult to increase the compression ratio. Therefore, we have proposed a new method of compressed sensing that improves the sparsity of the signal by focusing on the similarity of the signal, and enables both high-precision reconstruction and power saving through high compression. In this study, we applied this method to a wireless EEG transmission system and confirmed the effect of reducing the power consumption of the microcontroller (Nordic Semiconductor nRF52840) mounted on the transmission device while maintaining high reconstruction accuracy. As a result of the verification, it was confirmed that even when the signal was compressed (5x compression) at an equivalent 40Hz sampling rate, the power consumption could be kept to 83.2????W/ch while maintaining high reconstruction accuracy. This result means that a 14% improvement has been achieved over conventional power-saving recording.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA11451459
• 書誌情報: 研究報告システムとLSIの設計技術（SLDM）; 巻 2024-SLDM-207, 号 16, p. 1-6, 発行日 2024-11-05
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8639
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会