2026/05/22 更新

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クロダ　ヒロキ
黒田　大貴
KURODA HIROKI
所属
工学院 准教授
職名
准教授
ホームページ
https://sites.google.com/view/kurodalab
外部リンク

学位

  • 博士（工学） （ 2019年3月   東京工業大学 ）

研究キーワード

  • 逆問題

  • 機械学習

  • 最適化

  • データサイエンス

  • 信号処理

  • スパースモデリング

研究分野

  • 情報通信 / 数理情報学  / 数理情報学

  • 情報通信 / 知覚情報処理  / 知覚情報処理

  • 情報通信 / ソフトコンピューティング  / ソフトコンピューティング

学歴

  • 東京工業大学   工学院   情報通信系

    - 2019年3月

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  • 東京工業大学   理工学研究科   通信情報工学専攻

    - 2015年3月

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  • 東京工業大学   工学部   情報工学部

    - 2013年3月

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経歴

  • 東京科学大学   工学院情報通信系   准教授

    2026年4月 - 現在

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  • Fraunhofer Heinrich Hertz Institute   客員研究員

    2025年4月 - 2025年7月

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  • 長岡技術科学大学   情報・経営システム系   助教

    2022年12月 - 2026年3月

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  • 立命館大学   情報理工学部   助教

    2020年4月 - 2022年11月

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  • 産業技術総合研究所   人工知能研究センター   特別研究員

    2019年4月 - 2020年3月

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  • 日本学術振興会   日本学術振興会特別研究員   DC2

    2017年4月 - 2019年3月

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  • NTT研究所   社員

    2015年4月 - 2016年3月

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所属学協会

  • Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

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  • 電子情報通信学会

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委員歴

  • Associate Editor for the Signal Processing (Elsevier)  

    2025年7月 - 現在   

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論文

  • A convex-nonconvex framework for enhancing minimization induced penalties 査読

    Hiroki Kuroda

    Journal of the Franklin Institute   362 ( 15 )   2025年10月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.jfranklin.2025.107969

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  • Convex Estimation of Sparse-Smooth Power Spectral Densities From Mixtures of Realizations With Application to Weather Radar 査読

    Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Eiichi Yoshikawa, Hiroshi Kikuchi, Tomoo Ushio

    IEEE Access   11   128859 - 128874   2023年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI： 10.1109/access.2023.3333524

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  • Block-sparse recovery with optimal block partition 査読

    Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara

    IEEE Transactions on Signal Processing   70   1506 - 1520   2022年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Nonlinear beamforming based on group-sparsities of periodograms for phased array weather radar 査読

    Daichi Kitahara, Hiroki Kuroda, Akira Hirabayashi, Eiichi Yoshikawa, Hiroshi Kikuchi, Tomoo Ushio

    IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing   60   2022年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Exploiting sparsity in tight-dimensional spaces for piecewise continuous signal recovery 査読

    Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada

    IEEE Transactions on Signal Processing   66 ( 24 )   6363 - 6376   2018年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Sharpening Minimization Induced Penalties 査読

    Hiroki Kuroda

    32nd European Signal Processing Conference (EUSIPCO)   2612 - 2616   2024年8月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.23919/eusipco63174.2024.10715344

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  • Assessing the usability of aromatic mouthwashes in alleviating physiological stress responses 査読

    E. A. Chayani Dilrukshi, Tatsuki Ogino, Mami Ishikawa, Hiroki Kuroda, Shusaku Nomura

    Frontiers in Oral Health   5   2024年4月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Frontiers Media SA  

    Background

    Mouthwashes play a pivotal role in oral care, and their efficacy has been explored extensively across various dimensions. As a contribution to the development of novel oral care products, this study aims to investigate the psychophysiological effects of aromatic mouthwashes during the resilience period from a short-term cognitive stressor utilizing biological signals and subjective evaluations.

    Methods

    A within-participant experimental design with 22 healthy females was conducted with four mouthwashes; peppermint (Mint), peppermint + bergamot (MB), peppermint + sweet orange (MO), and peppermint + lavender (ML), and water as the control (Ctl), after a 20-min calculation task. Subjective evaluations and physiological responses including skin conductance level and electrocardiogram were recorded throughout the experiment.

    Results

    Citrus mouthwashes (MO and MB) showed a greater decrease in heart rate and a significant increase in the high-frequency component of heart rate variability. The participants indicated a significant effect in terms of “flavor preference” and “refreshing sensation” for mouthwash use compared to the Ctl.

    Conclusion

    The results suggest that rinsing with citrus-flavored mouthwashes has a positive impact in alleviating the physiological stress response (in terms of cardiac activity). These findings may have implications for the development of innovative, novel oral care products that promote stress reduction and improve oral health.

    DOI： 10.3389/froh.2024.1343937

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  • Human pulse wave detection with consumer earphones and headphones 査読

    Xing Yi, Samith S. Herath, Hiroshi Ogawa, Hiroki Kuroda, Kosuke Oiwa, Shusaku Nomura

    Artificial Life and Robotics   29 ( 1 )   22 - 28   2024年1月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    DOI： 10.1007/s10015-023-00933-4

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1007/s10015-023-00933-4/fulltext.html

  • Sparsity-Smoothness-Aware Power Spectral Density Estimation with Application to Phased Array Weather Radar 査読

    Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Eiichi Yoshikawa, Hiroshi Kikuchi, Tomoo Ushio

    2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)   2023年6月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.1109/icassp49357.2023.10095411

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  • Modal interval regression based on spline quantile regression 査読

    Sai Yao, Daichi Kitahara, Hiroki Kuroda, Akira Hirabayashi

    IEICE Transactions on Fundamentals   106 ( 2 )   106 - 123   2023年2月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)  

    DOI： 10.1587/transfun.2022eap1031

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  • Image super-resolution via generative adversarial networks using metric projections onto consistent sets for low-resolution inputs 査読

    Hiroya Yamamoto, Daichi Kitahara, Hiroki Kuroda, Akira Hirabayashi

    IEICE Transactions on Fundamentals   105 ( 4 )   704 - 718   2022年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Graph-structured sparse regularization via convex optimization 査読

    Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara

    IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)   5538 - 5542   2022年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • WaveNet modeling of distortion pedal using spectral features 査読

    Kento Yoshimoto, Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Akira Hirabayashi

    Acoustical Science and Technology   42 ( 6 )   305 - 313   2021年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Multi-contrast CSMRI using common edge structures with LiGME model 査読

    Daichi Kitahara, Rikako Kato, Hiroki Kuroda, Akira Hirabayashi

    European Signal Processing Conference (EUSIPCO)   2119 - 2123   2021年8月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • A convex penalty for block-sparse signals with unknown structures 査読 国際誌

    IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)   2021年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Deep neural network modeling of distortion stomp box using spectral features 査読 国際誌

    Kento Yoshimoto, Hiroki Kuroda, Daichi Kitahara, Akira Hirabayashi

    Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC)   2020年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Piecewise linear regression under noise level variation via convex optimization 査読 国際誌

    Hiroki Kuroda, Jun Ogata

    European Signal Processing Conference (EUSIPCO)   2020年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Segmentation of piecewise ARX processes by exploiting sparsity in tight-dimensional spaces 査読 国際誌

    Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada

    European Signal Processing Conference (EUSIPCO)   2019年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Piecewise affine system identification by exploiting sparsity in tight-dimensional spaces 査読 国際誌

    Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada

    American Control Conference (ACC)   2019年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Alternating minimization approach for identification of piecewise continuous Hammerstein systems 査読

    Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada

    IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)   2018年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Recovery of piecewise finite-dimensional continuous signals by exploiting sparsity 査読

    Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada

    International Conference on Sampling Theory and Applications (sampTA)   2017年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Nonlinear acoustic echo cancellation by exact-online adaptive alternating minimization 査読

    Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   E99-A ( 10 )   2027 - 2036   2016年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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  • Avoiding local trap in nonlinear acoustic echo cancellation with clipping compensation 査読

    Hiroki Kuroda, Masao Yamagishi, Isao Yamada

    IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)   2014年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Exploiting group sparsity in nonlinear acoustic echo cancellation by adaptive proximal forward-backward splitting 査読

    Hiroki Kuroda, Shunsuke Ono, Masao Yamagishi, Isao Yamada

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   E96-A ( 10 )   1918 - 1927   2013年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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受賞

  • IEEE Signal Processing Society Japan Young Author Best Paper Award

    2024年1月  

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  • 手島精一記念研究賞（博士論文賞）

    2020年2月   東京工業大学  

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    受賞国：日本国

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  • 信号処理若手奨励賞

    2018年11月   電子情報通信学会 信号処理研究専門委員会  

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    受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国：日本国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 耳内圧脈波に基づく経時的な個人認証技術の確立

    研究課題/領域番号：24K22320  2024年6月 - 2026年3月

    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

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    配分額：6370000円 （ 直接経費：4900000円 、 間接経費：1470000円 ）

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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

    研究課題/領域番号：24H00272  2024年4月 - 2027年3月

    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

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    配分額：47060000円 （ 直接経費：36200000円 、 間接経費：10860000円 ）

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  • 信号処理と機械学習を活用した地震波形ビッグデータ解析による地下断層の探索

    研究課題/領域番号：JPJ010217  2021年7月 - 2026年3月

    文部科学省  情報科学を活用した地震調査研究プロジェクト（STAR-Eプロジェクト） 

    内出崇彦, 堀川晴央, 椎名高裕, 緒方淳, 深山覚, 中村友彦, 黒田大貴, 雨澤勇太, 佐藤圭浩, 佐脇泰典

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    資金種別：競争的資金

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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

    研究課題/領域番号：21K17827  2021年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    黒田 大貴

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    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    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

    研究課題/領域番号：21H01592  2021年4月 - 2025年3月

    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

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    配分額：14820000円 （ 直接経費：11400000円 、 間接経費：3420000円 ）

    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．

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  • 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

    研究課題/領域番号：17J06921  2017年4月 - 2019年3月

    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

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    配分額：1700000円 （ 直接経費：1700000円 ）

    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．

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