Organization
School of Engineering Associate Professor
Title
Associate Professor
External link
KURODA HIROKI
Degree
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Doctor of Engineering ( 2019.3 Tokyo Institute of Technology )
Research Interests
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Inverse Problems
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Machine Learning
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Optimization Theory
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Data Science
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Signal Processing
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Sparse Modeling
Research Areas
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Informatics / Mathematical informatics / Mathematical informatics
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Informatics / Perceptual information processing / Perceptual information processing
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Informatics / Soft computing / Soft computing
Education
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Tokyo Institute of Technology School of Engineering
- 2019.3
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Tokyo Institute of Technology Graduate School of Science and Engineering
- 2015.3
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Tokyo Institute of Technology School of Engineering
- 2013.3
Research History
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Institute of Science Tokyo Dept. of Information and Communications Engineering Associate Professor
2026.4
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Fraunhofer Heinrich Hertz Institute Guest Researcher
2025.4 - 2025.7
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Nagaoka University of Technology Dept. of Information and Management Systems Engineering Assistant Professor
2022.12 - 2026.3
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Ritsumeikan University College of Information Science and Engineering Assistant Professor
2020.4 - 2022.11
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Artificial Intelligence Research Center, Postdoctoral Researcher
2019.4 - 2020.3
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Japan Society for the Promotion of Science Special researcher of the Japan Society for the Promotion of Science Research Fellowships for Young Scientists
2017.4 - 2019.3
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NTT Lab. Researcher
2015.4 - 2016.3
Professional Memberships
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Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
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Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (IEICE)
Committee Memberships
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Associate Editor for the Signal Processing (Elsevier)
2025.7
Papers
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A convex-nonconvex framework for enhancing minimization induced penalties Reviewed
Hiroki Kuroda
Journal of the Franklin Institute 362 ( 15 ) 2025.10
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Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Eiichi Yoshikawa, Hiroshi Kikuchi, Tomoo Ushio
IEEE Access 11 128859 - 128874 2023.11
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Block-sparse recovery with optimal block partition Reviewed
Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara
IEEE Transactions on Signal Processing 70 1506 - 1520 2022
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Nonlinear beamforming based on group-sparsities of periodograms for phased array weather radar Reviewed
Daichi Kitahara, Hiroki Kuroda, Akira Hirabayashi, Eiichi Yoshikawa, Hiroshi Kikuchi, Tomoo Ushio
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 60 2022
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Exploiting sparsity in tight-dimensional spaces for piecewise continuous signal recovery Reviewed
Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
IEEE Transactions on Signal Processing 66 ( 24 ) 6363 - 6376 2018.12
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Sharpening Minimization Induced Penalties Reviewed
Hiroki Kuroda
32nd European Signal Processing Conference (EUSIPCO) 2612 - 2616 2024.8
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Assessing the usability of aromatic mouthwashes in alleviating physiological stress responses Reviewed
E. A. Chayani Dilrukshi, Tatsuki Ogino, Mami Ishikawa, Hiroki Kuroda, Shusaku Nomura
Frontiers in Oral Health 5 2024.4
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Human pulse wave detection with consumer earphones and headphones Reviewed
Xing Yi, Samith S. Herath, Hiroshi Ogawa, Hiroki Kuroda, Kosuke Oiwa, Shusaku Nomura
Artificial Life and Robotics 29 ( 1 ) 22 - 28 2024.1
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Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Eiichi Yoshikawa, Hiroshi Kikuchi, Tomoo Ushio
2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2023.6
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Modal interval regression based on spline quantile regression Reviewed
Sai Yao, Daichi Kitahara, Hiroki Kuroda, Akira Hirabayashi
IEICE Transactions on Fundamentals 106 ( 2 ) 106 - 123 2023.2
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Image super-resolution via generative adversarial networks using metric projections onto consistent sets for low-resolution inputs Reviewed
Hiroya Yamamoto, Daichi Kitahara, Hiroki Kuroda, Akira Hirabayashi
IEICE Transactions on Fundamentals 105 ( 4 ) 704 - 718 2022
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Graph-structured sparse regularization via convex optimization Reviewed
Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara
IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 5538 - 5542 2022
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WaveNet modeling of distortion pedal using spectral features Reviewed
Kento Yoshimoto, Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Akira Hirabayashi
Acoustical Science and Technology 42 ( 6 ) 305 - 313 2021.11
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Multi-contrast CSMRI using common edge structures with LiGME model Reviewed
Daichi Kitahara, Rikako Kato, Hiroki Kuroda, Akira Hirabayashi
European Signal Processing Conference (EUSIPCO) 2119 - 2123 2021.8
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A convex penalty for block-sparse signals with unknown structures Reviewed International journal
Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Akira Hirabayashi
IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2021.6
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Deep neural network modeling of distortion stomp box using spectral features Reviewed International journal
Kento Yoshimoto, Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Akira Hirabayashi
Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC) 2020.12
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Piecewise linear regression under noise level variation via convex optimization Reviewed International journal
Hiroki Kuroda, Jun Ogata
European Signal Processing Conference (EUSIPCO) 2020.9
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Segmentation of piecewise ARX processes by exploiting sparsity in tight-dimensional spaces Reviewed International journal
Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
European Signal Processing Conference (EUSIPCO) 2019.9
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Piecewise affine system identification by exploiting sparsity in tight-dimensional spaces Reviewed International journal
Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
American Control Conference (ACC) 2019.7
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Alternating minimization approach for identification of piecewise continuous Hammerstein systems Reviewed
Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2018.4
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Recovery of piecewise finite-dimensional continuous signals by exploiting sparsity Reviewed
Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
International Conference on Sampling Theory and Applications (sampTA) 2017.7
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Nonlinear acoustic echo cancellation by exact-online adaptive alternating minimization Reviewed
Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences E99-A ( 10 ) 2027 - 2036 2016.10
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Avoiding local trap in nonlinear acoustic echo cancellation with clipping compensation Reviewed
Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada
IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2014.5
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Exploiting group sparsity in nonlinear acoustic echo cancellation by adaptive proximal forward-backward splitting Reviewed
Hiroki Kuroda, Shunsuke Ono, Masao Yamagishi, Isao Yamada
IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences E96-A ( 10 ) 1918 - 1927 2013.10
Awards
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IEEE Signal Processing Society Japan Young Author Best Paper Award
2024.1
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Seiichi Tejima Doctoral Dissertation Award
2020.2 Tokyo Institute of Technology
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Young Researcher Award
2018.11 IEICE Technical Group on Signal Processing
Research Projects
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耳内圧脈波に基づく経時的な個人認証技術の確立
Grant number：24K22320 2024.6 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
野村 収作, 黒田 大貴, 西山 雄大, 大岩 孝輔
Grant amount：\6370000 （ Direct Cost: \4900000 、 Indirect Cost：\1470000 ）
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2重偏波フェーズドアレイレーダネットワークに関する研究
Grant number：24H00272 2024.4 - 2027.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A)
牛尾 知雄, バロン フィリップ, 川村 誠治, 黒田 大貴, 菊池 博史, 和田 有希, 重 尚一, 北原 大地
Grant amount：\47060000 （ Direct Cost: \36200000 、 Indirect Cost：\10860000 ）
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Grant number：JPJ010217 2021.7 - 2026.3
MEXT STAR-E Project
Takahiko Uchide, Horikawa Haruo, Takahiro Shiina, Jun Ogata, Satoru Fukayama, Tomohiko Nakamura, Hiroki Kuroda, Yuta Amezawa, Yoshihiro Sato, Yasunori Sawaki
Grant type：Competitive
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最適な構造の選択に基づく構造的スパース性活用法の開発とその応用
Grant number：21K17827 2021.4 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究
黒田 大貴
Grant amount：\4550000 （ Direct Cost: \3500000 、 Indirect Cost：\1050000 ）
本研究の目的は，所望の未知情報に最適な構造を自動的に特定した上で構造的スパース性を活用できる方法を実現することである．2021年度は，本研究の第一段階として，構造的スパース性の最重要例であるブロックスパース性に注目して研究を行なった．既知の固定ブロック構造下でのスパース性はブロックごとのノルム和を抑圧することで効果的に促進できることが知られているが，本研究ではこのアイディアを発展させ，「ブロックごとのノルム和を最小にするブロック構造」を所望の未知情報に最適なブロック構造として採用することを提案した．さらに，膨大なブロック構造の候補から最適なブロック分割を見つける困難な問題を，大域的最適解を効率的に求めることが可能な凸最適化問題に帰着して解決することに成功した．この研究成果を纏めた論文は信号処理のトップジャーナル(IEEE Transactions on Signal Processing)に掲載されている．また，フェーズドアレイ気象レーダにおける構造的スパース性の活用法についても研究を行い，その研究成果を纏めた論文がリモートセンシング分野のトップジャーナル(IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing)に掲載されている．圧縮センシングMRIに関する研究も行い，国際学会(European Signal Processing Conference 2021)でその成果を発表した．
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科学的モデリングによる気象レーダの高解像度化
Grant number：21H01592 2021.4 - 2025.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
牛尾 知雄, 黒田 大貴, 楠 研一, 菊池 博史, 和田 有希, 吉川 栄一, 北原 大地
Grant amount：\14820000 （ Direct Cost: \11400000 、 Indirect Cost：\3420000 ）
フェーズドアレイ気象レーダのデジタルビームフォーミング技術によるイメージングにおいて，通常，フーリエ変換に基づく，ビーム形成が用いられる．これが，レーダの空間分解能を規定し，通常，形成した所望方向から-3dBの点でレーダの空間分解能としている．この手法に対して，本研究では，気象レーダのような分散型ターゲットでは，ドップラー領域においてスペクトルが，風速によって移動する雨粒のレーダからの視線方向の風速付近に局在する性質を利用して，圧縮センシング技術を適用する手法を検討した．
数値シミュレーションおよび実測データに基づく検討を行い，その有効性を検証した．これまでのビームフォーミング手法に比して，提案手法では少ないパルス数で，これまでの手法と同等の精度が得られることがわかった．さらに，ペリオドグラムは，提案手法において狭線化することが確認され，これは空間分解能が向上していることが示している．
しかしながら，一方で，計算時間が必要なことから，提案手法はオフライン処理に向いていることも同時に示された．
また，実測データにおいても空間解像度の向上が確認され，本手法の有効性が示された． -
非凸型モデルで表現されたシステム同定問題の新解法とその応用に関する研究
Grant number：17J06921 2017.4 - 2019.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
黒田 大貴
Grant amount：\1700000 （ Direct Cost: \1700000 ）
本研究は，従来の標準的な最適化戦略で解決不能な「非凸型モデルで表現されたシステム同定問題」に対して信頼できる新解法を確立することを目標に据えており，特に，信号処理・制御工学等で重要な「入力信号に対して不連続な応答を有するシステム」に注目している．
昨年度までの研究では，「一次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に対し，戦略的に設計した線形変換を用いることで，システムの出力信号に潜むスパース性が顕在化されることを明らかにした．また，この新たに発見されたスパース性を最大限に活用することで，信頼性の高い同定手法を実現している．
本年度において，この研究成果を纏めた論文が信号処理に関するトップジャーナル「IEEE Transactions on Signal Processing」に採択され，提案法の有効性が国際的に認められることとなった．
今年度の研究では，前年度に開発したスパース性顕在化と活用法のアイディアを「区分的定常プロセスの変化点検知問題」に応用し，音声セグメンテーション等を目的とした数値実験において提案法が既存法を著しく上回る推定精度を達成することを確認している．更には，制御工学分野における主要課題の一つである「離散・連続ダイナミクスが混在したハイブリッドシステム同定問題」等への応用を見据え，「多次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に取り組み，提案法の戦略を一般化することに成功している．この成果をまとめた論文は制御工学分野の主要国際会議(American Control Conference 2019)に採録が決定されている．