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不確実データを含む多目的最適化問題に対する効率的解法の開発と多クラス判別への応用

Research Project

Project/Area Number 20J21961
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 60010:Theory of informatics-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

田辺 広樹 (2020-2021)  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

Research Fellow 田辺 広樹 (2022)  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords多目的最適化問題 / 近接勾配法 / メリット関数 / パレート最適解 / PL条件 / エラーバウンド / 降下法 / 加速法 / FISTA / 大域的収束 / 大域的収束率
Outline of Research at the Start

本研究では,観測誤差などの不確実データを含む多目的最適化問題に対して,パレート解を高精度に列挙できる降下法を開発し,それを用いて,直感的に利用可能かつ高い汎化性能を有する多クラス判別手法を開発することを目指す.これまでクラスタリング問題の内部で用いるパラメータの調整には多くの労力や専門的知識が必要とされていたが,本研究により,誰でも簡単に扱うことのできるクラスタリング技術を実現することを目指す.
ここで,パレート解とは,多目的最適化問題において複数の目的関数のトレードオフを表す解のことである.パレート解は一般には唯一には定まらず,複数の点を含む集合を成す.

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、不確実データを含む多目的最適化問題に対してパレート解を高精度に列挙できる降下法を開発し、それを用いて,直観的に利用可能かつ高い汎化性能を有する多クラス判別手法を開発することを3か年の目的としている。最終年度は、単一目的最適化問題においてエラーバウンドとの等価性が知られているPL条件が、多目的最適化問題においても同様にエラーバウンド性を誘導することを示したほか、これまで厳密に証明されていなかった、直線探索を伴う近接勾配法の大域的収束率を証明した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Convergence rates analysis of a multiobjective proximal gradient method2022

    • Author(s)
      Tanabe, H., Fukuda, E., and Yamashita, N.
    • Journal Title

      Optimization Letters

      Volume: - Issue: 2 Pages: 333-350

    • DOI

      10.1007/s11590-022-01877-7

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多目的最適化問題に対する加速付き近接勾配法におけるステップ幅の一般化と点列の収束性について2022

    • Author(s)
      田辺広樹, 福田エレン秀美, 山下信雄
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 公開座談会 ~OR研究の現在と未来~2022

    • Author(s)
      腰塚武志, 原田耕平, 井上文彰, 五十嵐歩美, 田辺広樹, 永野清仁
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] An accelerated proximal gradient method for multiobjective optimization2021

    • Author(s)
      Hiroki Tanabe, Ellen. H. Fukuda, and Nobuo Yamashita
    • Organizer
      SIAM Conference on Optimization 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多目的最適化問題に対する加速付き近接勾配法2021

    • Author(s)
      田辺広樹, 福田エレン秀美, 山下信雄
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2021年春季研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 多目的最適化問題に対する新しいメリット関数2021

    • Author(s)
      田辺広樹, 福田エレン秀美, 山下信雄
    • Organizer
      京都大学第15回ICTイノベーション
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-12-25  

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