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Research on constructions of spherical designs and its approximate designs

Research Project

Project/Area Number 20K03736
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 12040:Applied mathematics and statistics-related
Research InstitutionAichi Prefectural University

Principal Investigator

Hirao Masatake  愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (90624073)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords球面デザイン / 行列式点過程 / 球面上の点配置 / 調和指数デザイン / 球面上のcubature / 格子 / 球面上の調和指数デザイン / D4格子 / コーナーベクトル法 / B型有限鏡映群 / 重み付き球面デザイン / 球面上のcubature公式 / 一般化球面アンサンブル / フレームポテンシャル / アソシエーション・スキーム / 古典的デザイン / 直交配列 / フレーム・ポテンシャル / cubature公式 / 球面アンサンブル / 調和アンサンブル / ジッタードサンプリング / 組合せデザイン / Cubature公式 / 準モンテカルロ法 / 確率点過程
Outline of Research at the Start

球面デザインとは,ある次数以下のすべての多項式に対し,球面上での積分値を有限個の点における値の平均値として正確に与える球面上の部分集合のことである.
球面デザインの研究の中でもBondarenko et al.(2013)の結果は,KorevaarとMeyersによる予想『(A) dを固定し,tを大きくするとき,球面t-デザインで点数がtのd乗のオーダーとなるものが常に存在する』を肯定的に解決したことで重要である.
しかしながら,既知のデザインの構成法は(A)の要請に答えていない.本研究では球面デザイン,もしくはその近似デザインの構成法に係る理論を新たに構築することでこの問題の解決を目指す.

Outline of Final Research Achievements

We have studied and considered spherical designs and their approximation designs. We have focused on determinantal point processes and shown that some stochastic point processes on the sphere can generate approximation designs from the viewpoint of frame potentials. We have also succeeded in further improving the construction methods using group orbits in spherical designs and in providing a characterization of harmonic-index designs of point configurations consisting of lattice shells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Bondarenkoらによる球面デザインの存在性に関するKorevaarとMeyersの予想の解決以降,球面デザインの研究はその存在問題から具体的に構成し,それを数値解析のみならず統計学や機械学習に応用することに変化してきている.本研究で示した(1) いくつかの球面上の確率点過程が近似的に球面デザインをなすこと,さらには(2) 球面デザインの構成の改良やデザインの持つ性質の調査に進展を与えたことは,今後の構成法解決へ向けて重要であり,今後の研究が広く期待されるものである.

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Spherical designs and modular forms of the $$D_4$$ lattice2023

    • Author(s)
      Hirao Masatake、Nozaki Hiroshi、Tasaka Koji
    • Journal Title

      Research in Number Theory

      Volume: 9 Issue: 4 Pages: 77-77

    • DOI

      10.1007/s40993-023-00479-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] On <i>p</i>-frame potentials of the Beltrán and Etayo point processes on the sphere2023

    • Author(s)
      Hirao Masatake
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 15 Issue: 0 Pages: 1-4

    • DOI

      10.14495/jsiaml.15.1

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Geometric designs and rotatable designs, I2022

    • Author(s)
      M. Sawa, M. Hirao, K. Ito
    • Journal Title

      Graphs and Combinatorics

      Volume: ??? Issue: 5 Pages: 1605-1651

    • DOI

      10.1007/s00373-021-02274-0

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Finite frames, frame potentials and determinantal point processes on the sphere2021

    • Author(s)
      Hirao Masatake
    • Journal Title

      Statistics & Probability Letters

      Volume: 176 Pages: 109129-109129

    • DOI

      10.1016/j.spl.2021.109129

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On $p$-frame potentials of determinantal point processes on the sphere2021

    • Author(s)
      Hirao Masatake
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 13 Issue: 0 Pages: 21-24

    • DOI

      10.14495/jsiaml.13.21

    • NAID

      130008029736

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] B型鏡映群不変な球面デザインの単体的特徴付けとHilbert 恒等式2024

    • Author(s)
      谷野 憲司,平尾 将剛,澤 正憲
    • Organizer
      日本数学会2024年度年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Spherical designs and modular forms of the D4 lattice2023

    • Author(s)
      平尾 将剛,野崎 寛,田坂 浩二
    • Organizer
      日本数学会2023年度秋季総合分科会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] B型鏡映群不変なある球面デザインの強さの評価について2023

    • Author(s)
      谷野 憲司,澤 正憲,平尾 将剛
    • Organizer
      日本数学会2023年度秋季総合分科会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] B型鏡映群不変な球面デザインの単体的特徴付けとHilbert恒等式2023

    • Author(s)
      谷野 憲司,平尾 将剛,澤 正憲
    • Organizer
      2023年度応用数学合同研究集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Spherical designs and the D4 lattice2023

    • Author(s)
      Masatake Hirao
    • Organizer
      The 45th Australasian Combinatorics Conference: 45ACC
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 整凸多面体に対するデザイン論的特徴付けについて2023

    • Author(s)
      平尾 将剛,小島壮史,橋本倫太郎,三浦琉雅,澤正憲
    • Organizer
      日本応用数理学会 第19回 研究部会連合発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] On p-frame potential of the Beltran and Etayo point processes on the sphere2022

    • Author(s)
      平尾 将剛
    • Organizer
      日本応用数理学会第18 回研究部会連合発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] On p-frame potential of the Beltran and Etayo point processes on the sphere2022

    • Author(s)
      平尾 将剛
    • Organizer
      日本数学会2022年度年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] On random point configurations on Q-polynomial schemes2021

    • Author(s)
      平尾 将剛
    • Organizer
      日本応用数理学会2021 年度年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] On random point configurations on Q-polynomial schemes2021

    • Author(s)
      平尾 将剛
    • Organizer
      日本数学会2021 年度秋季総合分科会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Hybrid corner vector methods for constructing weighted spherical designs and its application2020

    • Author(s)
      平尾 将剛
    • Organizer
      JCCA-2020(離散数学とその応用研究集会2020・スペクトラルグラフ理論および周辺領域 第9回研究集会 共催)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] On p-frame potentials of determinantal point processes on the sphere2020

    • Author(s)
      平尾 将剛
    • Organizer
      日本応用数理学会 2020年度 年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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