通信情報システム専攻 2008年度談話会の概要


第1回
日  時: 4月18日(金) 16:30-18:00
場  所: 学術情報メディアセンター南館 マルチメディア講義室202講義室 (http://www.media.kyoto-u.ac.jp/access)/ 宇治総合研究実験棟5階 生存圏科学セミナー室 (HW525室)/ YRPモバイルラボ (横須賀)
※YRPで聴講される場合は世話人までご一報下さい
: 炭田 昌哉 氏 ( 小野寺研社会人博士課程3年,松下電器産業(株) )
講演題目: SoC設計技術 SoC Design Technlolgy
概  要
多様な機能を単一チップに集積したシステムオンチップ(SoC)は、情報家電・ 移動体通信・教育・健康医療・エンターテイメント等あらゆるデジタル家電機 器に使用され、新たなアプリケーションの発掘を実現している。反面、現在の 高機能なSoCの設計は、CMOSプロセスの微細化により、数億個のトランジスタを 搭載できるが故に、非常に複雑になっている。本講演では、最新のデジタル家 電に搭載されたSoCの設計技術に関して述べる。

The system-on-chip (SoC) which integrates various functions on the single chip has been used for all digital consumer electronics, such as an information appliance, mobile communications, education, health care, and entertainment, and will help to create the future application. On the other hand, since the use of advanced CMOS processes allows the SoC to have hundreds of millions of transistors, the design technology is very complicated. In this talk, the recent SoC design techniques for the digital consumer electronics will be introduced.


第2回
日  時: 5月16日(金) 16:30-18:00
場  所: 学術情報メディアセンター南館 マルチメディア講義室202講義室 (http://www.media.kyoto-u.ac.jp/access)/ 宇治総合研究実験棟5階 生存圏科学セミナー室 (HW525室)/ YRPモバイルラボ (横須賀)
※YRPで聴講される場合は世話人までご一報下さい
: 堀之内 武 氏 (津田研究室(生存圏研究所大気圏精測診断分野/通信情報地球大気計測分野)助教)
講演題目: 気象・気候の予測と研究を支えるデータベースと分析のIT基盤の開発 Developing the IT infrastructure for database and analysis in meteorology and climatology
概  要
気象、気候の予測と研究は、人工衛星や地上からの観測と、スーパーコンピュー タによる数値モデリングに大きく依っている。いずれも年々高度化、大規模化 しており、さらに、様々な観測データや数値モデルからのデータを組み合わせ て複合的に研究を進める必要性も増大している。今日、多くの機関や研究グルー プが、インターネットを通して大気のデータを提供している。しかし、莫大な データをいちいちダウンロードするのは効率が悪いため、データ提供サーバに 置いたままで横断的に解析・可視化が行えることが望ましい。我々は、そのた めの研究・開発を多機関共同で行っている。その成果は、Gfdnavi (Geophysical fluid data navigator) と名づけたソフトウェアツールに統合 的に実装し、オープンソースで公開している。Gfdnaviは、多様な次元性、形 式の数値データから、メタデータを抽出し、データベース化して、Webブラウ ザから検索・解析・可視化できるように提供する。それを使う中で利用者が得 た知見を文書化し、処理を再現できる情報を含めてデータベースに取り込むこ ともサポートしており、科学研究のプラットフォームとして適している。さら に、不特定多数の Gfdnavi サーバ間を横断的に検索・利用できるようにする ための研究・開発も進行中である。 (本研究は、特定領域「情報爆発時代に向けた新しいIT基盤技術の研究」の一 環として行っている。同領域についても簡単に紹介する。)

Meteorology and climatology relies heavily on satellite and ground-based observations and numerical modeling using supercomputers. The amount of data associated with it is increasing rapidly year-by-year. Recently, many institutes and research groups provide data through Internet, but it is not efficient to download data to start analysis. We have been developing a software tool named Gfdnavi (Geophysical data navigator) to construct web-based database of atmospheric data, on which one can do data analysis and visualization. It also supports archival of knowledge obtained by users through data analysis. Also, a development is ongoing to create an overlay network of Gfdnavi servers to allow cross-platform search and data analysis. (This project is supported by the "Infoplosion" program.)


第3回
日  時: 6月20日(金) 16:30-18:00
場  所: 学術情報メディアセンター南館 マルチメディア講義室202講義室 (http://www.media.kyoto-u.ac.jp/access)/ 宇治総合研究実験棟5階 生存圏科学セミナー室 (HW525室)/ YRPモバイルラボ (横須賀)
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: 八杉 昌宏 氏 (湯淺研究室(計算機ソフトウェア分野)准教授)
講演題目: L-Closure: 安全な計算状態操作機構 L-Closures: a Language Mechanism for Legitimate Manipulation of Execution States
概  要
本講演では,実行中のプログラムがその実行スタックの内容を合法的に見たり 変更したりするために我々が提案している``L-closure''という言語機構につい て述べる.L-closureは入れ子関数定義を評価すると生成される軽量lexical closureであり,lexical closureは生成時環境におけるlexicalスコープの変数 にアクセスできるため,その間接的な呼び出しにより合法的なスタックアクセ スの手段を提供する.GNU C コンパイラ(GCC)は入れ子関数をもともとサポー トしており,L-closureを実装するためのGCC の拡張は比較的低コストで可能で あった.本講演ではその実装の詳細を述べる.L-closureが追加された中間言語 を高水準コンパイラで採用することにより,ごみ集めや負荷分散といった高水 準サービスがすっきりと効率よく実装可能となる.例えば,負荷分散を伴う効 率よい並列バクトラック探索アルゴリズムが可能となる.

In this talk, I will present a new language mechanism called ``L-closures'' for a running program to legitimately inspect/modify the contents of its execution stack. L-closures are lightweight lexical closures created by evaluating nested function definitions. A lexical closure can access the lexically-scoped variables in the creation-time environment and indirect calls to it provide legitimate stack access. Since the GNU C compiler provides nested functions, we enhanced GCC at relatively low implementation costs. We present the implementation details. By using an intermediate language extended with L-closures in high-level compilers, we can implement high-level services such as garbage collection and load balancing elegantly and efficiently. For example, L-closures enable highly-efficient parallel backtrack search algorithms with dynamic load balancing.


第4回
日  時: 7月18日(金) 16:30-18:00
場  所: 学術情報メディアセンター南館 マルチメディア講義室202講義室 (http://www.media.kyoto-u.ac.jp/access)/ 宇治総合研究実験棟5階 生存圏科学セミナー室 (HW525室)/ YRPモバイルラボ (横須賀)
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: 清水 洋 氏 ((財)テレコム先端技術研究支援センター(SCAT))
講演題目: ネットワーク技術 その変遷と浮沈 Historical Transitions of Networking Technologies
概  要
70年代以降の公衆網とローカルエリア網の変遷について紹介を行います。 ネットワークのディジタル化というフェーズでは、公衆網主体で技術革新が進 められてきましたが、IP化というフェーズでは、ローカルエリア向けに開発さ れた技術が、インタネットや公衆網でも広く使われるような傾向にあります。 そのようなトレンドをもたらしたものが何かを、議論しますとともに、FMCや NGNに代表されます、次世代公衆網技術の位置づけにつきましても、紹介いたし ます。

The technical transitions of public networks and local area networks after 1970's are introduced. While the technical developments were mainly promoted for public networks in the phase of digitalization of networks, the technologies developed for local area networks have covered the public domains such as The Internet and VPNs, in the IP base network evolutions. The reasons of such trends are discussed. The positioning of NGN and FMC which are expected as next generation networking architectures is also described.


第5回
日  時: 10月17日(金) 16:30-18:00
場  所: 学術情報メディアセンター南館 マルチメディア講義室202講義室 (http://www.media.kyoto-u.ac.jp/access)/ 宇治総合研究実験棟5階 生存圏科学セミナー室 (HW525室)/ YRPモバイルラボ (横須賀)
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: 木寺 正平 氏 (佐藤研究室(超高速信号処理分野) 日本学術振興会特別研究員(PD))
講演題目: 超広帯域信号を用いた超波長分解能レーダイメージング Super-Resolution Imaging Techniques with Ultra Wideband (UWB) Radar
概  要
超広帯域(Ultra Wideband ; UWB)信号を用いたレーダシステムは,数mm程度 の距離分解能を有し,レーザ等を用いた光学センシングの測距性能を超えるこ とが可能である.同レーダは近距離計測で有用であり,ロボットや車両システ ムにおける障害物検知等の空間状況計測,非常に高い鏡面製作精度が要求され る各種工業製品の非接触精密計測,誘電体透過特性を利用した災害現場での瓦 礫下人体検知等,幅広い応用が可能である.しかし従来のレーダ画像化技術は, データ合成処理等に基づき,実時間処理性能・解像度の点で,上記用途には不 適切であった.これに対し,当研究室では観測データとターゲット位置との可 逆変換に基づく超高速画像化技術を開発しており,従来の処理速度を飛躍的に 高めることに成功した.更に散乱波形変化に対応する高速距離補正手法を併用 することにより,百分の一波長規模で目標物体を再構成できることも実証して いる.本講演では,同レーダ画像化技術の原理を詳述し,その有効性を実験検 証を用いて示すとともに,同技術の実用化のための様々な発展手法も紹介する.

UWB pulse radar has a great potential for high range resolution imaging, which cannot be obtained by optical sensing systems with a laser scanning UWB radar is suitable for various near field sensing applications, such as non-contact measurement for precision devices, environmental imaging for moving robots or automobiles and detection for human body embedded in collapsed wall at disaster areas. While various radar algorithms have been proposed, they have disadvantages for computation time or image resolution because they are based on data migration or global optimization. To overcome these problems, we have proposed novel radar algorithms. One achieves a real-time imaging by using a reversible transform between target boundary and range data. The other accomplishes a super-resolution imaging on the scale of 1/100 wavelength by compensating the range shift due to waveform deformations. In this lecture, we detail the principles of these algorithms and show some interesting results with experimental data. In addition, several extended algorithms for practical use are introduced at the end of the presentation.


第6回
日  時: 11月28日(金) 16:30-18:00
場  所: 学術情報メディアセンター南館 マルチメディア講義室202講義室 (http://www.media.kyoto-u.ac.jp/access)/ 宇治総合研究実験棟5階 生存圏科学セミナー室 (HW525室)/ YRPモバイルラボ (横須賀)
※YRPで聴講される場合は世話人までご一報下さい
: 矢野 一人 (Kazuto YANO) ((株)国際電気通信基礎技術研究所 波動工学研究所)
講演題目: 空間信号処理技術の適用による無線LANシステムの面的周波数利用効率改善 Area-Spectral Efficiency Enhancement of Wireless LAN Systems by Spatial Signal Processing
概  要
CSMA/CAに基づくランダムアクセスを採用したIEEE 802.11無線LANでは,各 ノードは衝突を回避するために,周辺で他の通信が行われていないことを 確認した上で自らの伝送を開始する.従って,このようなシステムの面的 周波数利用効率を大幅に改善するには意図的に複数の通信を多重させる必 要があるが,その場合は干渉波が発生し,受信品質が劣化する.本講演で はOFDM伝送を用いるIEEE 802.11aおよび11gを前提に,多重通信を実現する ためのMACプロトコルの改変,ならびに干渉波抑圧のための空間信号処理技 術であるブラインド型アダプティブアレーに関して説明する.そして,こ れらの手法の有効性を計算機シミュレーション結果を用いて示す.

In IEEE 802.11 wireless LAN systems, which utilize a random-access method based on CSMA/CA, each node confirms that the transmission channel is unused by other nodes before initiating its own transmission in order to avoid collision. Intended overlay transmission is therefore necessary to enhance the area-spectral efficiency of IEEE 802.11 systems significantly, whereas it causes interference on each transmission. In this lecture, two techniques to overcome this problem in the systems with OFDM transmission are introduced. One is a simple modification of the MAC protocol which enables to initiate overlay transmission. The other is a blind adaptive array antenna, which is a spatial signal processing technique to suppress interference. Some results of computer simulations are shown to confirm the effectiveness of these techniques.


第7回
日  時: 12月19日(金) 16:30-18:00
場  所: 学術情報メディアセンター南館 マルチメディア講義室202講義室 (http://www.media.kyoto-u.ac.jp/access)/ 宇治総合研究実験棟5階 生存圏科学セミナー室 (HW525室)/ YRPモバイルラボ (横須賀)
※YRPで聴講される場合は世話人までご一報下さい
: 玉置 卓 (Suguru TAMAKI) (岩間研究室(論理回路分野)特任助教)
講演題目: 確率的証明の威力 On the Power of Probabilistic Proofs
概  要
本講演では計算量理論の観点から証明とその拡張である確率的対話証明系につ いて概説する。証明とはある事柄が事実であることを立証するものである。計 算量理論では、その正しさが効率よく検証可能であるもの、つまり証明の記述 長の多項式時間で検証できるもの、を証明と定義する。事柄の記述長の多項式 サイズの証明が存在する事柄の集合はNPとよばれる。証明の拡張である証明系 とは証明者と検証者との間で行われるゲームである。証明者の目標はある事柄 が事実であることを検証者に納得させることである。検証者の目標は証明の真 偽を正しく判定することである。つまり、ある事柄が事実である場合は証明を 受理し、そうでなければ拒否するように振舞いたい。ゲームはラウンドごとに 検証者が質問を行い証明者が答える形式(対話証明)で進行する。検証者は質問 を作成するために乱数を用いてよい(確率的証明)。確率的対話証明系ではNPに 属さないと考えられている事柄を証明することができる。確率的対話証明系の 応用としてゼロ知識証明、確率的検査可能証明などがある。

In this talk, I will give an overview on complexity theoretic treatment of proofs and its extension probabilistic interactive proof systems. A proof is a convincing demonstration that some statement is true. In complexity theory, proofs should be verifiable efficiently, that is, in time polynomial in its description length. The set of statements for which short proofs (polynomial size in length of given statement) exist is called NP. A proof system is an extension of the proof in the above sense. That is a game between the prover and the verifier. The goal of the prover is to convince the verifier of the correctness of statement. The goal of the verifier is to decide whether given proof is correct or not. That is, the verifier would like to behave as; if the proof is correct, then accept, otherwise, reject. The game consists of rounds and in each round the verifier send a question to the prover and then the prover send an answer to the verifier (thus interactive). The verifier can use random numbers to generate questions to the prover (thus probabilistic). In probabilistic proof systems, statements that are not considered to belong to NP can be proved. As an application, zeroknowledge proof and probabilistically checkable proof are constructed.


第8回
日  時: 1月15日(木) 16:30-18:00
場  所: 学術情報メディアセンター南館 マルチメディア講義室202講義室 (http://www.media.kyoto-u.ac.jp/access)/ 宇治総合研究実験棟5階 生存圏科学セミナー室 (HW525室)/ YRPモバイルラボ (横須賀)
※YRPで聴講される場合は世話人までご一報下さい
: 新田 高庸 (Koyo NITTA) (日本電信電話株式会社)
講演題目: 映像符号化技術とその応用 Video Coding Technologies and Their Applications
概  要
本講演では,映像符号化の基本原理と,実現技術およびその応用について説明 します.現在の主流である MPEG-2 や H.264 といった映像符号化規格は,動き 補償(MC)と離散コサイン変換(DCT)とをベースとしつつ,さまざまな符号化 ツールを駆使することで高い圧縮率を実現しています.これらの映像符号化の 実現技術として,我々が開発してきた CODEC LSI も紹介いたします.これらの LSI は,地上デジタル放送をはじめとする多くのアプリケーションで利用され ており,今後も NGN 上での IP 再送信サービス等,映像アプリケーションのキー デバイスとなることと期待しております.最後に映像符号化の今後の方向性に ついても触れさせていただきます.

In this talk, I will explain basic principles, implementations and their applications of video coding technologies. Video coding standards, such as MPEG-2 and H.264, are based on motion compensation (MC) and discrete cosine transform (DCT), and realize high efficient compression with various coding tools. Our video CODEC LSIs are also introduced as implementation technologies. The LSIs, which are key devices for video applications, are used for digital terrestrial TV broadcast (DTT), retransmission of DTT over IP, and many other video applications. At last, I will show the future of video coding technologies.