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二分決定グラフに基づく大規模ベイジアンネットワーク解析処理法の研究

Research Project

Project/Area Number 20650017
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

湊 真一  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (10374612)

Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords二分決定グラフ / BDD / ZDD / ベイジアンネットワーク / 大規模データ処理
Research Abstract

1.「二分決定グラフを用いた大規模ベイジアンネットワーク解析処理法」の基本アルゴリズムの開発と改良を進めた.問題の規模が大きいとBDDがメモリあふれを起こす場合がある.そこで問題を複数の部分に分割して解く方法についても検討を行った.
2.実用規模の例題を用いた性能評価に向けた準備を進めた.ベイジアンネットワークを表現する二分決定グラフから確率推論計算を高速に行うプログラムを自動合成する方法の改良を進めた。
3.前年度に引き続き,統計確率モデルを表現し効率よく解析するための,より一般的なデータ構造の研究を進めた.二分決定グラフは,元来は組合せ論理データを操作するために開発されたデータ構造であるが,確率モデルを表現するために特化することで,さらに改善の余地があるかどうかを随時検討した。さらにベイジアンネットワーク以外の様々な問題に応用範囲を広げて考察を行った。
以上の挑戦的萌芽研究の成果は、科学技術振興機構(JST)のERATO湊離散構造処理系プロジェクトの採択につながり、今後も発展的に研究が継続される見込みである。

Report

(3 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] ベイジアンネットワークと離散構造処理系(特集「ベイジアン・ネットワークの最先端」)2010

    • Author(s)
      佐藤泰介, 湊真一
    • Journal Title

      人工知能学会誌

      Volume: vol.25, No.6 Pages: 796-802

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Monolithic and Partial Compilation Methods for Probabilistic Inference of Bayesian Networks using ZBDDs2009

    • Author(s)
      Daisuke Tokoro, Ai Fukunaga, Kiyoharu Hamaguchi, Toshinobu Kashiwabara, Shin-ichi Minato
    • Journal Title

      Proc.of the International Workshop on Dato Mining and Statistical Science(DMSS 2009) DMSS-2009

      Pages: 98-103

    • NAID

      130008079592

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Parameter learning for Bayesian Networks on Shared Binary Decision Diagrams2010

    • Author(s)
      Masakazu Ishihata, Yoshitaka Kameya, Taisuke Sato, Shin-ichi Minato
    • Organizer
      1st International Workshop on Advanced Methodo logies for Bayesian Networks (AMBN 2010)
    • Place of Presentation
      東京・キャンパスイノベーションセンター
    • Year and Date
      2010-11-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Discrete Structure Manipulation System and Applications for Uncertain Data Processing2010

    • Author(s)
      Shin-ichi Minato
    • Organizer
      1st International Workshop on Advanced Methodo logies for Bayesian Networks (AMBN 2010)
    • Place of Presentation
      東京・キャンパスイノベーションセンター 招待講演
    • Year and Date
      2010-11-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] An EM algorithm on BDDs with order encoding for logic-based probabilistic models2010

    • Author(s)
      Masakazu Ishihata, Yoshitaka Kameya, Taisuke Sato, Shin-ichi Minato
    • Organizer
      2nd Asian Conference on Machine Learning (ACML2010)
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2010-11-08
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ベイジアンネットワークを表現するZDDからの高速計算プログラムの自動生成とその評価2010

    • Author(s)
      高橋渉, 湊真一
    • Organizer
      FIT-2010 IEICE/IPSJ第9回情報科学技術フォーラム
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2010-09-07
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ベイジアンネットワークを表現するZDDからの高速計算プログラムの自動生成2010

    • Author(s)
      高橋渉, 湊真一
    • Organizer
      人工知能学会第77回人工知能基本問題研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-03-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ZDDによるベイジアンネットワーク推論の高速化(招待講演)2009

    • Author(s)
      湊真一
    • Organizer
      人工知能学会 第75回人工知能基本問題研究会
    • Place of Presentation
      電気通信大学
    • Year and Date
      2009-11-13
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ベイジアンネットワークを表現するZDDの初期変数順序付け方法の改良2009

    • Author(s)
      金崎健之, 湊真一
    • Organizer
      FIT-2009 IEICE/IPSJ第8回情報科学技術フォーラム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2009-09-04
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploiting Global Structures in Bayesian Network Compilation by Zero-suppressed BDDs2009

    • Author(s)
      Daisuke Tokoro, Ai Fukunaga, Kiyoharu Hamaguchi, Toshinobu Kashiwabara, Shin-ichi Minato
    • Organizer
      19th International Conference on Inductive Logic Programming(ILP 2009)
    • Place of Presentation
      Katholieke Universiteit Leuven(ベルギー)
    • Year and Date
      2009-07-03
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 否定枝を含むshared BDD上で動作するEMアルゴリズム2009

    • Author(s)
      石畠正和, 亀谷由隆, 佐藤泰介, 湊真一
    • Organizer
      人工知能学会第9回データマイニングと統計数理研究会(SIG-DMSM)
    • Place of Presentation
      メルパルク京都(京都市)
    • Year and Date
      2009-03-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Application of Binary Decision Diagrams for Probabilistic System Analysis2008

    • Author(s)
      Shin-ichi Minato
    • Organizer
      10th International Joint Symposium between Hokkaido University and Chungnam National University
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2008-10-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Propositionalizing the EM algorithm by BDDs2008

    • Author(s)
      M. Ishihata, Y. Kameya, T. Sato. S. Minato
    • Organizer
      18th International Conference on Inductive Logic Programming (ILP 2008)
    • Place of Presentation
      プラハ(チェコスロバキア)
    • Year and Date
      2008-09-11
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ZBDD-Based Probabilistic Computation and Application for System Analysis2008

    • Author(s)
      Shin-ichi Minato
    • Organizer
      Workshop of SoC Design Methodologies
    • Place of Presentation
      National Tsing Hua Universitv. Taiwan
    • Year and Date
      2008-09-09
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] BDD上の命題化確率計算に基づくEMアルゴリズム2008

    • Author(s)
      石畠正和, 亀谷由隆, 佐藤泰介, 湊真一
    • Organizer
      人工知能学会第70回人工知能基本問題研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2008-07-04
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-alg.ist.hokudai.ac.jp/-minato

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-alg.ist.hokudai.ac.jp/~minato

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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