研究者詳細 - 山里　敬也

論文 - 山里　敬也

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イメージセンサを用いた路車間・車路間・車車間可視光通信における通信路変動測定

木下雅之，山里敬也，岡田啓，藤井俊彰，荒井伸太郎，圓道知博，鎌倉浩嗣

電子情報通信学会技術研究報告, ITS2014-18 ITS2014-18 巻頁： 77-81 2014年9月

記述言語：日本語

イメージセンサを用いた路車間・車路間・車車間可視光通信において，送信機の捕捉及び追跡は重要である．しかし，車両の移動に伴う送信機位置の変動によって，情報を持った正しいピクセルの選択が困難となってしまう．そこで，本稿では自動車アプリケーションのためのイメージセンサを用いた可視光通信における通信路の測定を行う．特に，車両の移動に伴う画像上での通信路の変動について注目し，位相限定相関法を用いてサブピクセルレベルで詳細に調査することを目的とする．

LEDと高速度カメラを用いた可視光通信における通信距離の影響に関する一検討

曹家永翔，大平祐生，荒井伸太郎，山里敬也，圓道知博，岡田啓，藤井俊彰，鎌倉浩嗣

電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ大会頁： - 2014年9月

Image Sensor Based Visible Light Communication and Its Application to Pose, Position, and Range Estimations 査読有り

Yamazato Takaya, Haruyama Shinichiro

IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS E97B 巻 ( 9 ) 頁： 1759 - 1765 2014年9月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

This study introduces an image sensor based visible light communication (VLC) and its application to pose, position, and range estimations. There are two types of visible-light receiver: a photodiode and an image sensor. A photodiode is usually used as a reception device of VLC, and an image sensor consisting of a large number of pixels can also be used as a VLC reception device. A photodiode detects the signal intensity of incoming light, while an image sensor not only detects the incoming signal intensity but also an accurate angle of arrival of light emitted from a visible light transmitter such as a white LED light. After angles of arrival of light are detected by an image sensor, positioning and data reception can be performed. The ability of an image sensor to detect an accurate angle of arrival will provide attractive applications of VLC such as pose, position calculation, and range estimation. Furthermore, because the image sensor has the ability to spatially separate sources, outdoor positioning even with strong sunlight is possible by discarding the associated pixels of noise sources.

DOI： 10.1587/transcom.E97.B.1759

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Schmitt trigger確率共鳴受信機の誤り率特性評価

田中裕也，千賀敬太，山里敬也，田所幸浩，荒井伸太郎

複雑コミュニケーションサイエンス研究会頁： - 2014年8月

車両走行時における振動を考慮した路車間可視光通信システムにおける測距精度向上手法査読有り

大村明寛, 山里敬也, 岡田啓, 藤井俊彰, 圓道知博, 荒井伸太郎, 鎌倉浩嗣

電子情報通信学会論文誌 J97-B 巻 ( 8 ) 頁： 695-696 2014年8月

LED可視光通信のためのSchmitt Trigger回路を利用した確率共鳴受信機による光信号検出

荒井伸太郎, 山里敬也, 田所幸浩

第27回回路とシステムワークショップ頁： 116-120 2014年8月

記述言語：日本語

本稿では，LED光等を利用してデータを送信する無線通信技術である可視光通信に注目する．その受信機に用いられる受光素子の1つであるPINフォトダイオード(PIN PD)は，安価で入手が容易な上，高速応答性を実現しており，高データレート通信の期待が高まっている．しかしながら，太陽光等の外乱の影響により信号がひずみやすく，通信が困難となる問題点がある．本研究では，雑音を利用することにより信号を検出する確率共鳴現象に注目し，本現象を応用することでPIN PDを用いた可視光通信における課題の解決を図る．PIN PD型可視光通信受信機に確率共鳴系を適用した簡易なシステムを作成し，LED光の光検出特性を調べる．

車両走行時における振動を考慮した路車間可視光通信システムにおける測距精度向上手法査読有り

大村明寛, 山里敬也, 岡田啓, 藤井俊彰, 圓道知博, 荒井伸太郎, 鎌倉浩嗣

電子情報通信学会論文誌 J97-B 巻 ( 8 ) 頁： 695-696 2014年8月

路車間可視光通信のための時空間勾配を特徴量としたLEDアレイ捕捉手法査読有り

臼井俊亮，山里敬也，岡田啓，藤井俊彰，高橋桂太，圓道知博，荒井伸太郎

電子情報通信学会論文誌 J97-B 巻 ( 7 ) 頁： 536-545 2014年7月

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

本稿では送信機としてLEDアレイを，受信機として高速度カメラを用いる路車間可視光通信に着目する．この通信ではデータ復号前に，撮影された画像に画像処理を施し，画像のどこに送信LEDアレイがあるのかを捕捉する必要がある．従来の捕捉手法ではパケットフォーマットのデータ部において正確な捕捉が行えなかった．本稿ではこの問題に対し以前明らかにした撮影画像中のLEDアレイが時間方向と空間方向に特徴的な勾配値を持つという性質を利用する．二つの勾配値を散布図として描くことにより， LEDアレイ捕捉を，LEDアレイ部分と非LEDアレイ部分を判別する 2クラス判別問題として考える．判別関数としては直線を採用し散布図中の判別直線よりも上の領域をLEDアレイとする捕捉手法を提案する．さらに判別直線のパラメータを実験的に検討し，提案捕捉手法がデータ部においても捕捉が可能となることを示す．

路車間可視光通信のための時空間勾配を特徴量としたLEDアレイ捕捉手法査読有り

臼井俊亮, 山里敬也, 岡田啓, 藤井俊彰, 高橋桂太, 圓道知博, 荒井伸太郎

電子情報通信学会論文誌 J97-B 巻 ( 7 ) 頁： 536-545 2014年7月

Image-sensor-based visible light communication for automotive applications 査読有り

Yamazato T.

IEEE Communications Magazine 52 巻 ( 7 ) 頁： 88 - 97 2014年7月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：IEEE Communications Magazine

The present article introduces VLC for automotive applications using an image sensor. In particular, V2I-VLC and V2V-VLC are presented. While previous studies have documented the effectiveness of V2I and V2V communication using radio technology in terms of improving automotive safety, in the present article, we identify characteristics unique to image-sensor-based VLC as compared to radio wave technology. The two primary advantages of a VLC system are its line-of-sight feature and an image sensor that not only provides VLC functions, but also the potential vehicle safety applications made possible by image and video processing. Herein, we present two ongoing image-sensor-based V2I-VLC and V2VVLC projects. In the first, a transmitter using an LED array (which is assumed to be an LED traffic light) and a receiver using a high-framerate CMOS image sensor camera is introduced as a potential V2I-VLC system. For this system, real-time transmission of the audio signal has been confirmed through a field trial. In the second project, we introduce a newly developed CMOS image sensor capable of receiving highspeed optical signals and demonstrate its effectiveness through a V2V communication field trial. In experiments, due to the high-speed signal reception capability of the camera receiver using the developed image sensor, a data transmission rate of 10 Mb/s has been achieved, and image (320 × 240, color) reception has been confirmed together with simultaneous reception of various internal vehicle data, such as vehicle ID and speed.

DOI： 10.1109/MCOM.2014.6852088

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受信感度以下の双極パルスを想定した確率共鳴受信機の受信感度向上率限界の導出

田中裕也，千賀敬太，山里敬也，田所幸浩，荒井伸太郎

電子情報通信学会総合大会 ( A-2-15 ) 頁： p.40 2014年3月

記述言語：日本語

確率共鳴(SR)系は雑音に対して系の応答が改善される特性を持つ．確率共鳴を受信機に適用することにより，従来の受信機では検出すらできない受信感度以下の信号を受信できる可能性がある．本稿では，確率共鳴との親和性の高い双極パルスを想定したときの確率共鳴受信機の受信感度向上率限界を求める．

光通信イメージセンサを用いた可視光通信への光OFDM方式の適用に関する一検討

後藤裕樹，山里敬也，岡田啓，藤井俊彰，高井勇，川人祥二，圓道知博，荒井伸太郎，鎌倉浩嗣

電子情報通信学会総合大会 ( B-10-20 ) 頁： p.388 2014年3月

記述言語：日本語

可視光通信の高速化を目的としたOCI(光通信イメージセンサ)が注目されている．このOCIの周波数特性は高周波数領域が大きく減衰し，さらにLED検出用センサの回路雑音が誤り率特性を劣化させることが確認されている．そこで本研究では，光OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を適用し，これらの課題への対処を試みる．代表的な光OFDM方式としてDCO-OFDM(DC biased Optical OFDM)及びACO-OFDM(Asymmetrically Clipped Optical OFDM)を取り上げ，OCIの誤り率劣化要因を踏まえた誤り率特性をシミュレーションによって明らかにする．

A-2-15 受信感度以下の双極パルスを想定した確率共鳴受信機の受信感度向上率限界の導出(A-2.非線形問題,一般セッション) 査読有り

田中裕也, 千賀敬太, 山里敬也, 田所幸浩, 荒井伸太郎

電子情報通信学会総合大会講演論文集 2014 巻頁： 40 2014年3月

B-10-20 光通信イメージセンサを用いた可視光通信への光OFDM方式の適用に関する一検討(B-10.光通信システムB(光通信方式,光通信機器,デバイスのシステム応用,光通信網・規格),一般セッション) 査読有り

後藤裕樹, 山里敬也, 岡田啓, 藤井俊彰, 高井勇, 川人祥二, 荒井伸太郎, 圓道知博, 鎌倉浩嗣

電子情報通信学会総合大会講演論文集 2014 巻 ( 2 ) 頁： 388 2014年3月

知識の横断検索I-Scover 査読有り

山里敬也, 千村保文, 西野文人, 伊加田恵志, 秋山豊和, 中野美由紀, 井上友二

電子情報通信学会誌 97 巻 ( 3 ) 頁： 240-246 2014年3月

担当区分：筆頭著者記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

電子情報通信学会の新しい文献検索システムであるI-Scover（正式名称：IEICE Knowledge Discovery，呼称：アイスカバー）は，単に本会文献の横断検索を実現するシステムではない．文献の関連情報も文献と有機的に結び付けることで，インターネット上で顕在化させ，広く参照できるようにして，本会文献の価値を最大化することを目指すシステムである．また，従来の検索システムでは困難な，いちご摘み探索による新たな発見も可能である．本稿ではI-Scover開発の経緯と狙い，機能と特徴を紹介し，普及推進に向けての活動計画と今後の開発予定について述べる．

IEICE knowledge discovery (I-Scover) 査読有り

Yamazato T.

Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 97 巻 ( 3 ) 頁： 240 - 246 2014年3月

知識の横断検索I-Scover 査読有り

山里敬也, 千村保文, 西野文人, 伊加田恵志, 秋山豊和, 中野美由紀, 井上友二

電子情報通信学会誌 = The journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 97 巻 ( 3 ) 頁： 240 - 246 2014年3月

掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

電子情報通信学会の新しい文献検索システムであるI-Scover(正式名称:IEICE Knowledge Discovery,呼称:アイスカバー)は,単に本会文献の横断検索を実現するシステムではない.文献の関連情報も文献と有機的に結び付けることで,インターネット上で顕在化させ,広く参照できるようにして,本会文献の価値を最大化することを目指すシステムである.また,従来の検索システムでは困難な,いちご摘み探索による新たな発見も可能である.本稿ではI-Scover開発の経緯と狙い,機能と特徴を紹介し,普及推進に向けての活動計画と今後の開発予定について述べる.

Preliminary Study on LED VLC with Simple SR Receiver Using Schmitt Trigger 査読有り

H. Yokota, S. Arai, T. Yamazato and Y. Tadokoro

Proceedings of 2014 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP'14) 頁： pp. 61-64. 2014年2月

記述言語：英語

The present paper focuses on an application of Stochastic Resonance (SR) for an LED visible light communication (LED-VLC) receiver. SR is well-known as a phenomenon, which enhances the response by additive noise. We consider that a weak optical signal, which is distorted due to an influence of ambient light noise, can be detected by using SR system. This study makes a simple SR circuit for LED VLC and performs its circuit experiment for exploring the possibility and availability of the LED-VLC receiver using SR system.

Alamouti符号化を用いたイメージセンサ可視光通信

天野裕太，鎌倉浩嗣，山里敬也

電子情報通信学会技術研究報告 ( ITS2013-37 ) 頁： pp.43-48 2014年2月

記述言語：日本語

本稿では，発光ダイオード（LED）およびイメージセンサを用いた可視光通信（VLC）においてAlamouti時空間符号（STC）を用いることを提案する．送信機及び受信機が独立に制御されるシステムでは，送受信機間で完全なシンボル同期がとれないことから，一つのシンボルを二シンボル時間にわたって繰り返し送信する反復送信方式が用いられてきた．STC方式では，LEDアレイ内の隣接するLEDを組付けし，組付けしたペア単位で，二シンボル時間で一方のLEDから送信されるシンボルのみが強度反転するよう事前処理をして送信する．STC方式によれば，非シンボル同期が確立されない状況下でも，完全シンボル同期状況下と同程度の受信品質が得られることを実験により実証する．さらに，伝送距離が大きくなるにつれて，受信画素平面内でLEDアレイを捉えるピクセル数が小さくなり，隣接LEDを分離できない場合においても，誤りなしの伝送が可能であることを確認する．実証実験の結果，誤りなし伝送距離が，反復送信方式では26,mであったのに対して，STC方式では48,mにまで拡大できたことを示す．

高速度カメラを用いた路車間可視光通信における時間・空間勾配値を基にしたLEDアレイ捕捉手法

臼井俊亮，山里敬也，岡田啓，藤井俊彰，高橋桂太，圓道知博，荒井伸太郎

電子情報通信学会技術研究報告 ( ITS2013-39 ) 頁： pp.55-60 2014年2月

記述言語：日本語

本稿では送信機としてLEDアレイを，受信機として高速度カメラを用いる路車間可視光通信に着目する．この通信において撮影された画像のどこに送信LEDアレイがあるのかを探索するLEDアレイ捕捉は非常に重要な役割を持つ．ロバストなLEDアレイ捕捉に対しては時空間画像が非常に有効となる．これにより撮影画像の時間方向と空間方向の勾配が捕捉の重要な特徴量となることが明らかになった．本稿では撮影画像の時間方向と空間方向の勾配に着目し，二つの勾配を散布図として画く．この散布図により，LEDアレイ捕捉を判別分析問題とみなすことが可能となる．本稿では上記の議論を基に，散布図中の判別直線よりも上の領域をLEDアレイとする捕捉手法を提案し，走行環境下での実験でその有効性を示す．

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<山里 敬也>

論文 - 山里 敬也

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