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超高精度カーネル求積法の効率的構成及び理論の構築とその応用

Research Project

Project/Area Number 20J22570
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 12040:Applied mathematics and statistics-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大城 隆之介  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Completed (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数値積分 / 再生核Hilbert空間 / Wasserstein距離 / 最適輸送 / グラフ / カーネル求積 / グラフ求積 / 再生核ヒルベルト空間
Outline of Research at the Start

本研究では,カーネル求積法のより効率的な求積法とその応用を行うものである.カーネル求積法とは再生核ヒルベルト空間を用いた数値積分法であり,機械学習など様々な応用がある.このカーネル求積法においては点配置が精度に大きく影響する.したがって,できる限り良い点配置を求めたいが,良い点配置を求めることは一般的には難しい問題である.この点配置を求める効率的な手法を求めることが本研究の一番の目標である.さらに,そうして設計されたカーネル求積法を様々な実世界の問題に応用していくことも本研究では目指していく.

Outline of Annual Research Achievements

本年度の研究ではグラフ上の数値積分に取り組んだ。数値積分は科学技術計算および近年発展の著しいデータサイエンスにおいて必要不可欠なものである。そして、積分の対象となる関数もその応用先に合わせて非常に多岐にわたっている。近年発展の著しいデータサイエンス分野ではモノとモノを繋ぐネットワーク上の関数がよく現われる。そして、これらネットワーク上の関数に対するいくつかの問題はグラフ上の数値積分としてとらえられる。グラフ上の数値積分は近年注目され始めており、様々な研究がなされている。
本研究ではグラフ上の数値積分公式の構成及びその高精度化、高速化について取り組んだ。
昨年度まで取り組んでいたグラフ上の再生核Hilbert空間に基づく数値積分については、新たな知見を得ることができた。一方、再生核Hilbert空間に基づく手法のさらなる高性能化については上手くいっていない。
また、本年度はグラフ上の数値積分公式を構成する上での別のフレームワークである1-Wasserstein距離に基づく手法についても新たに研究を進めた。こちらの手法についても、1-Wasserstei距離に基づく誤差、およびテスト関数に対する誤差の意味で一定の性能を示す手法を新たに提案することができた。1-Wasserstein距離に基づく手法については、学会発表を1回行ったほか、当該研究内容をまとめた論文の投稿にむけ、現在準備を進めている。
また、本年度は当研究課題の最終年度にあたるため、研究内容の取りまとめを行った。

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 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Quadratures over graphs via the Frank-Wolfe method and its variant2022

    • Author(s)
      Oshiro Ryunosuke、Tanaka Ken'ichiro
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 14 Issue: 0 Pages: 41-44

    • DOI

      10.14495/jsiaml.14.41

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 最適輸送問題によるグラフ求積の定式化への K-メデ ィアン問題・DC計画によるアプローチ2022

    • Author(s)
      大城隆之介、田中健一郎
    • Organizer
      日本応用数理学会 2022 年度年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] カーネル求積によるグラフ求積とその収束解析2021

    • Author(s)
      大城隆之介,田中健一郎
    • Organizer
      2021年度応用数学合同研究集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフ求積へのFrank-Wolfe法の適用2021

    • Author(s)
      大城隆之介,田中健一郎
    • Organizer
      日本応用数理学会2021年研究部会連合発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフ上の再生核ヒルベルト空間と求積公式2020

    • Author(s)
      大城隆之介,田中健一郎
    • Organizer
      異分野・異業種研究交流2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフと数値積分2020

    • Author(s)
      大城隆之介
    • Organizer
      応用数学フレッシュマンセミナー2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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