早川 諒(Ryo Hayakawa)

大阪大学大学院 基礎工学研究科 助教
(システム創成専攻 システム科学領域 システム理論講座 システム解析グループ)
rhayakawa [at] sys.es.osaka-u.ac.jp
Google Scholar Citations

最新情報

  • 2020年8月25日
    論文誌 APSIPA Transactions on Signal and Information Processing に論文が採択されました.
    R. Hayakawa, A. Nakai-Kasai, and K. Hayashi,
    "Discreteness and group sparsity aware detection for uplink overloaded MU-MIMO systems"
  • 2020年7月17日
    論文誌 IEEE Transactions on Signal Processing に論文が採択されました.
    R. Hayakawa and K. Hayashi,
    "Asymptotic performance of discrete-valued vector reconstruction via box-constrained optimization with sum of l1 regularizers"

自己紹介

研究分野

  • 信号処理
  • 数理最適化

学歴

  • 2020年3月:京都大学大学院情報学研究科 博士後期課程修了(博士(情報学))
  • 2017年3月:京都大学大学院情報学研究科 修士課程修了(修士(情報学))
  • 2015年3月:京都大学工学部情報学科 卒業(学士(工学))

職歴

  • 2020年4月〜現在:大阪大学大学院 基礎工学研究科 助教
  • 2017年4月〜2020年3月:日本学術振興会特別研究員(DC1)

海外滞在

  • 2019年1月〜3月:guest Ph.D. student at Aalborg University, Denmark (Connectivity section headed by Prof. Petar Popovski, Department of Electronic Systems)

受賞

  • 第16回 IEEE関西支部 学生研究奨励賞
  • APSIPA ASC 2019 Best Special Session Paper Nomination Award
  • 電子情報通信学会 高信頼制御通信研究会 ベストポスター賞
  • 電子情報通信学会 信号処理研究会 2017年度信号処理若手奨励賞
  • 電気通信普及財団 第33回テレコムシステム技術学生賞
  • 電子情報通信学会 信号処理研究会 2016年度信号処理研究会賞
  • 京都大学第11回ICTイノベーション 優秀研究賞

競争的資金等

  • 2020年度〜2021年度:日本学術振興会 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援「劣決定線形逆問題のためのパラメータフリーな最適化アルゴリズムの開発」
  • 2017年度〜2019年度:日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費「信号の離散性を利用した大規模過負荷MIMO信号検出とその理論解析」

所属学会

  • IEEE (Signal processing society)
  • 電子情報通信学会

査読経験

  • IEEE Access
  • IEEE Journal on Selected Areas in Communications
  • IEEE Transactions on Signal Processing
  • IEEE Wireless Communications Letters
  • IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences
  • IEICE Transactions on Communications
  • IEICE Transactions on Information and Systems

担当授業

  • 2021年度:知能システム学実験A(深層学習),知能システム学実験B(アナログ回路設計),知能システム学ゼミナール
  • 2020年度:知能システム学実験A(画像処理),知能システム学ゼミナール

教育活動

  • 2015年10月〜2016年2月:数理工学実験(音声信号処理) ティーチングアシスタント
  • 2015年4月〜2016年1月:グローバルサイエンスキャンパスELCAS専修コース(スパース信号処理の数理) 指導補助
    • 湯島 康友, 松岡 航太郎,
      "ブール圧縮センシングを用いたRFIDタグ検出法,"
      平成27年度全国受講生研究発表会. 【優秀賞受賞

研究紹介

圧縮センシングのための最適化手法に関する理論解析

対象とする信号の性質を事前情報として活用することで,より高度な信号処理が可能となります. 例えば,少ない観測データからスパース信号(ほとんどの値が0となる信号)を推定する技術は圧縮センシングと呼ばれ,画像処理や無線通信などの様々な工学の分野に応用されています. このような信号の性質を活用する信号処理には,数理的にも興味深い点が数多くあります.
現在は,圧縮センシングなどのための凸最適化問題や最適化アルゴリズムに関する理論解析を行っています. これらの理論解析結果は,最適化問題のパラメータ設定や最適化アルゴリズムの設計に役立つことが期待されます.
  • R. Hayakawa, "Asymptotic analysis of ADMM for compressed sensing," arXiv preprint, arXiv:2009.08545.
  • R. Hayakawa and K. Hayashi, "Asymptotic performance of discrete-valued vector reconstruction via box-constrained optimization with sum of l1 regularizers," IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 68, pp. 4320-4335, Aug. 2020.

画像処理アルゴリズムの開発や設計

画像処理においては,画像の性質(滑らかさや低ランク性など)を活用することによってその性能を向上させることができます.
現在は,画像のための高性能なノイズ除去手法を最適化アルゴリズムに組み込むアプローチに関する研究や,位相の情報が失われた観測からの画像再構成(位相回復問題)に関する研究などを行っています.

研究業績

論文誌(査読あり)

  1. R. Hayakawa, A. Nakai-Kasai, and K. Hayashi,
    "Discreteness and group sparsity aware detection for uplink overloaded MU-MIMO systems,"
    APSIPA Transactions on Signal and Information Processing, vol. 9, e21, 2020.
    (Open Access)
  2. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 68, pp. 4320-4335, Aug. 2020.
  3. S. Takabe, M. Imanishi, T. Wadayama, R. Hayakawa, and K. Hayashi,
    IEEE Access, vol. 7, pp. 93326-93338, Jul. 2019.
    (Open Access)
  4. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    IEEE Access, vol. 6, pp. 66499-66512, Dec. 2018. IEEE関西支部 学生研究奨励賞
    (Open Access, MATLAB code)
  5. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 66, no. 24, pp. 6443-6457, Dec. 2018.
  6. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    IEEE Communications Letters, vol. 22, no. 10, pp. 2080-2083, Oct. 2018.
  7. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, vol. E100-A, no. 12, pp. 2671-2679, Dec. 2017.
    ( PDF, © 2017 IEICE)
  8. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 16, no. 11, pp. 7080-7091, Nov. 2017. テレコムシステム技術学生賞
  9. R. Hayakawa, K. Hayashi, and M. Kaneko,
    IEICE Transactions on Communications, vol. E99-B, no. 8, pp. 1697-1705, Aug. 2016.
    ( PDF, © 2016 IEICE)
  10. K. Matsuoka, Y. Yushima, R. Hayakawa, R. Kawasaki, K. Hayashi, and M. Kaneko,
    IEICE Communications Express, vol. 5, no. 5, pp. 118-123, May 2016.
    ( PDF, © 2016 IEICE)

国際会議(査読あり)

  1. K. Hayashi, A. Nakai-Kasai, A. Hirayama, H. Honda, T. Sasaki, H. Yasukawa, and R. Hayakawa,
    "An overloaded IoT signal detection method using non-convex sparse regularizers,"
    in Proceedings of the Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC) 2020, virtual conference, Dec. 2020.
  2. K. Hayashi, A. Nakai-Kasai, and R. Hayakawa,
    in Proceedings of the Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC) 2019, Lanzhou, China, Nov. 2019. [Best Special Session Paper Nomination Award]
  3. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    in Proceedings of the 27th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2019), A Coruña, Spain, Sept. 2019.
  4. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    in Proceedings of the 44th IEEE International Conference on Acoustic, Speech, and Signal Processing (ICASSP 2019), Brighton, UK, May 2019.
    ( slide)
  5. K. Hayashi, A. Nakai, R. Hayakawa, and S. Ha,
    "Uplink overloaded MU-MIMO OFDM signal detection methods using convex optimization,"
    in Proceedings of the Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC) 2018, Honolulu, USA, Nov. 2018.
  6. R. Hayakawa, A. Nakai, and K. Hayashi,
    in Proceedings of the 43rd IEEE International Conference on Acoustic, Speech, and Signal Processing (ICASSP 2018), Calgary, Canada, Apr. 2018.
    ( slide)
  7. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    in Proceedings of the Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC) 2017, Kuala Lumpur, Malaysia, Dec. 2017.
  8. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    in Proceedings of the 18th IEEE International Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC 2017), Sapporo, Japan, Jul. 2017.
  9. R. Hayakawa and K. Hayashi,
    in Proceedings of the International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA) 2016, pp. 483-487, California, USA, Oct.-Nov. 2016.
    ( slide)
  10. R. Hayakawa, K. Hayashi, H. Sasahara, and M. Nagahara,
    in Proceedings of the 24th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2016), pp. 1383-1387, Budapest, Hungary, Aug.-Sept. 2016.
  11. R. Hayakawa, K. Hayashi, and M. Kaneko,
    in Proceedings of the 21st Asia-Pacific Conference on Communications (APCC 2015), pp. 42-46, Kyoto, Japan, Oct. 2015.

国内学会(査読なし)

  1. 中井彩乃, 平山敦也, 本多弘樹, 佐々木哲也, 安川英希, 早川 諒, 林 和則,
    "IoT環境における非凸最適化を用いた過負荷信号検出法の性能評価,"
    第65回システム制御情報学会研究発表講演会, 2021年5月.
  2. 中井彩乃, 平山敦也, 本多弘樹, 佐々木哲也, 安川英希, 早川 諒, 林 和則,
    "非凸スパース正則化とグループスパース性を用いた過負荷MU-MIMO OFDM/SC-CP信号検出法の検討,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 120, no. 292, RCC2020-11, pp. 1-6, 2020年12月. 【オーラルセッション研究奨励賞】
  3. 林 和則, 早川 諒, 中井 彩乃,
    "【招待講演】 離散性とスパース性を利用した無線通信のための過負荷信号処理,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 120, no. 74, RCS2020-46, pp. 139-144, 2020年6月.
  4. 早川 諒, 中井 彩乃, 林 和則,
    "離散性とグループスパース性を利用した上りリンク過負荷MU-MIMO OFDM信号検出法に関する検討,"
    電子情報通信学会総合大会, A-17-6, 2020年3月.
    PDF, © 2020 IEICE
  5. 早川 諒, 林 和則,
    "【招待講演】 離散値ベクトル再構成手法とその通信応用,"
    電気関係学会関西連合大会, pp. 163-164, 2019年11-12月.
    PDF, © 2019 IEICE スライド
  6. 早川 諒, 林 和則,
    "スパース離散値ベクトル再構成に関する理論解析,"
    第34回信号処理シンポジウム, p. 129, 2019年11月.
  7. 早川 諒, 林 和則,
    "非凸最適化に基づく離散値ベクトル再構成アルゴリズム,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 119, no. 270, RCC2019-55, pp. 11-16, 2019年11月.
    PDF, © 2019 IEICE ポスター
  8. 林 和則, 早川 諒,
    "【チュートリアル講演】 凸最適化を用いた過負荷MIMO信号検出,"
    電子情報通信学会総合大会, AT-1-2, 2019年3月.
  9. 中井 彩乃, 早川 諒, 林 和則,
    "離散性とグループスパース性を利用したIoT環境のための上りリンク過負荷MU-MIMO OFDM/SC-CP信号検出法,"
    電子情報通信学会総合大会, A-17-3, 2019年3月.
  10. 林 和則, 早川 諒, 中井 彩乃,
    "【依頼講演】信号の離散性を利用した過負荷信号処理,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 118, no. 474, RCS2018-320, pp. 197-202, 2019年3月.
  11. 中井 彩乃, 早川 諒, 林 和則,
    "凸最適化を用いた上りリンク過負荷MU-MIMO SC-CP信号検出法,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 118, no. 423, RCC2018-107, pp. 1-5, 2019年1月.
  12. 早川 諒, 林 和則,
    "スパース正則化項の和を用いた複素離散値ベクトル再構成,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 118, no. 344, RCC2018-77, pp. 103-108, 2018年12月. ベストポスター賞
    PDF, © 2018 IEICE ポスター
  13. 早川 諒, 林 和則,
    "スパース正則化を用いた凸最適化に基づく複素離散値ベクトル再構成,"
    第33回信号処理シンポジウム, pp. 79-80, 2018年11月.
  14. 早川 諒, 林 和則,
    "過負荷非直交STBCのための凸最適化を用いた復号法,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 118, no. 53, RCC2018-16, pp. 79-83, 2018年5月.
    PDF, © 2018 IEICE ポスター
  15. 早川 諒, 中井 彩乃, 林 和則,
    "総和伝搬法を用いた分散近似メッセージ伝搬アルゴリズム,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 117, no. 394, SIP2017-82, pp. 113-117, 2018年1月.
    PDF, © 2018 IEICE スライド
  16. 早川 諒, 林 和則,
    "近似メッセージ伝搬法に基づく離散値ベクトル再構成の一般化,"
    第32回信号処理シンポジウム, pp. 262-267, 2017年11月. 信号処理若手奨励賞
  17. 早川 諒, 林 和則,
    "近似メッセージ伝搬法を用いた離散値ベクトルの再構成,"
    電子情報通信学会総合大会, A-17-3, 2017年3月.
  18. 早川 諒, 林 和則,
    "離散値ベクトル再構成のための近似メッセージ伝搬アルゴリズム,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 116, no. 394, SIP2016-132, pp. 279-284, 2017年1月. 信号処理研究会賞
    PDF, © 2017 IEICE スライド
  19. 早川 諒, 林 和則,
    "凸最適化を用いたMIMO信号検出法の特性評価,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 116, no. 24, RCC2016-2, pp. 7-12, 2016年5月.
    PDF, © 2016 IEICE
  20. R. Hayakawa, K. Hayashi, and M. Kaneko,
    "A study on overloaded MIMO signal detection using slab decoding and lattice reduction,"
    IEICE Technical Report, vol. 115, no. 394, SIP2015-107, pp. 247-252, Jan. 2016.
    PDF, © 2016 IEICE
  21. 早川 諒, 林 和則, 笹原 帆平, 永原 正章,
    "近接分離による凸最適化を用いた大規模過負荷MIMO信号検出法,"
    第38回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2015), pp. 281-286, 2015年11月.
    PDF, © 2015 IEICE
  22. 早川 諒, 林 和則, 笹原 帆平, 永原 正章,
    "送信シンボルの離散性を利用した大規模過負荷MIMO信号検出法,"
    電子情報通信学会ソサイエティ大会, A-22-5, 2015年9月.
  23. 早川 諒, 林 和則, 金子 めぐみ,
    "スラブ復号と格子基底縮小を用いた低演算量な過負荷MIMO信号検出法,"
    電子情報通信学会技術研究報告, vol. 115, no. 58, RCC2015-16, pp. 77-82, 2015年5月.
    PDF, © 2015 IEICE
  24. 早川 諒, 林 和則, 金子 めぐみ,
    "格子基底縮小を用いた過負荷MIMO信号検出の計算量削減手法,"
    電子情報通信学会総合大会, B-5-21, 2015年3月.

博士論文

  1. R. Hayakawa,
    Doctoral Dissertation, Kyoto University, Mar. 2021.

その他

  1. K. Hayashi and R. Hayakawa,
    "Overloaded signal detection for communications systems via compressed sensing technique,"
    the 59th IEEE Conference on Decision and Control (CDC) Workshop, virtual conference, Dec. 2020.
  2. 早川 諒, 林 和則,
    "未知変数が離散値をとる劣決定線形方程式の解き方,"
    京都大学第11回ICTイノベーション, 2017年2月. 【優秀研究賞】