Knowledge discovery based on data compression: a study in theory and practice

• Project/Area Number: 23300051
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent informatics
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: SHINOHARA AYUMI 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (00226151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NARISAWA Kazuyuki 東北大学, 大学院情報科学研究科, 助教 (40583323)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000); Fiscal Year 2014: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2012: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2011: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
• Keywords: データ圧縮 / 機械学習 / 人工知能 / アルゴリズム / 知識発見 / データ圧

Outline of Final Research Achievements

We study various topics concerning with data compression and knowledge discovery, from both theoretical and practical points of view. We made several contributions on compressed string processing, string matching, combinatorial properties on the repetitive structures in strings, multi-agent system, computational learning theory, reinforcement learning, game analysis, and practical applications.

Research Products

• [Journal Article] Detecting regularities on grammar-compressed strings (2015)
  • Author(s): Tomohiro I, Wataru Matsubara, Kouji Shimohira, Shunsuke Inenaga, Hideo Bannai, Masayuki Takeda, Kazuyuki Narisawa, and Ayumi Shinohara
  • Journal Title: Information and Computation Volume: 240 Pages: 74-89
  • DOI: 10.1016/j.ic.2014.09.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Filtering Multi-set Tree: Data Structure for Flexible Matching Using Multi-track Data (2015)
  • Author(s): Kazuyuki Narisawa, Takashi Katsura, Hiroyuki Ota, and Ayumi Shinohara
  • Journal Title: Interdisciplinary Information Sciences Volume: 21 Issue: 1 Pages: 37-47
  • DOI: 10.4036/iis.2015.37
  • NAID: 110009890455
  • ISSN: 1340-9050, 1347-6157
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Average number of occurrences of repetitions in a necklace (2014)
  • Author(s): Kazuhiko Kusano and Ayumi Shinohara
  • Journal Title: Discrete Applied Mathematics Volume: 163 Pages: 334-342
  • DOI: 10.1016/j.dam.2013.05.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 一般化三並べの拡張：目標動物の組合せ (2014)
  • Author(s): ディプタラマ，成澤和志，篠原歩
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 55 Pages: 2336-2346
  • NAID: 110009843039
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 一般化三並べの拡張：一手p石 (2014)
  • Author(s): ディプタラマ，成澤和志，篠原歩
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 55 Pages: 2344-2352
  • NAID: 170000078702
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Permuted Pattern Matching on Multi-track Strings (2013)
  • Author(s): Takashi Katsura
  • Journal Title: Proc. SOFSEM 2013 Volume: - Pages: 280-291
  • DOI: 10.1007/978-3-642-35843-2_25
  • ISBN: 9783642358425, 9783642358432
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Computing Maximum Number of Runs in Strings (2012)
  • Author(s): Kazuhiko Kusano
  • Journal Title: SPIRE 2012 Volume: - Pages: 318-329
  • DOI: 10.1007/978-3-642-34109-0_33
  • ISBN: 9783642341083, 9783642341090
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Similarity Measure using Lossy Compression and its Application to Image Retrieval (2011)
  • Author(s): Kosuke Bannai, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
  • Journal Title: The GSTF International Journal on Computing Volume: 1(3) Pages: 45-50
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 順序保存照合に対する増減フィルタの拡張と高速な実装 (2015)
  • Author(s): 上木庸平，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 冬のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2015-01-28 – 2015-01-30
• [Presentation] 接尾辞係数表現による順序保存符号nグラム出現頻度の効率的な計算 (2015)
  • Author(s): 佐藤雄介，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 冬のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2015-01-28 – 2015-01-30
• [Presentation] Position Heaps for Permuted Pattern Matching on Multi-Track String (2015)
  • Author(s): Takashi Katsura, Yuhei Otomo, Kazuyuki Narisawa, and Ayumi Shinohara
  • Organizer: The 41st International Conference on Current Trends in Theory and Practice of Computer Science
  • Place of Presentation: ペプポドシュネツコ，チェコ共和国
  • Year and Date: 2015-01-24 – 2015-01-29
• [Presentation] 順序保存符号化n-gramの高速な出現頻度計算手法 (2015)
  • Author(s): 佐藤雄介，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 情報処理学会アルゴリズム研究会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2015-01-13 – 2015-01-14
• [Presentation] A Simple Classification Method for Class Imbalanced Data using the Kernel Mean (2014)
  • Author(s): Yusuke Sato, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
  • Organizer: The 6th International Conference on Knowledge Discovery and Information Retrieval
  • Place of Presentation: ローマ，イタリア
  • Year and Date: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [Presentation] A note on minimum consistent DFA from prefix samples (2014)
  • Author(s): Ayumi Shinohara
  • Organizer: ELC Workshop on Learning Theory and Complexity
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2014-09-16
• [Presentation] マルチトラック文字列上の順列パターン照合のための省メモリな索引構造 (2014)
  • Author(s): 桂敬史，大友雄平，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学
  • Year and Date: 2014-09-02
• [Presentation] トーラス盤面における一般化三並べ (2014)
  • Author(s): 石黒裕也，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 夏のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: 山口県岩国市
  • Year and Date: 2014-07-17 – 2014-07-19
• [Presentation] クラス不均衡データに対するカーネル平均を用いた分類手法 (2014)
  • Author(s): 佐藤雄介，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 夏のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: 山口県岩国市
  • Year and Date: 2014-07-17 – 2014-07-19
• [Presentation] 覆面算を解析するためのオートマトン理論的アプローチ (2011)
  • Author(s): 遠藤洋, 成澤和志, 篠原歩
  • Organizer: 第16回ゲームプログラミングワークショップ2011
  • Place of Presentation: 箱根セミナーハウス
  • Year and Date: 2011-11-05
• [Presentation] イベント列データにおけるVLDCエピソード生成モデル (2011)
  • Author(s): 棚橋広亮, 成澤和志, 篠原歩
  • Organizer: 人工知能学会第82回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
  • Place of Presentation: 釧路高専
  • Year and Date: 2011-08-04
• [Presentation] 実ロボットの自律学習を支援する統合分析環境:SATORI (2011)
  • Author(s): 斎藤淳哉, 桂敬史, 一井宏次, 伊東裕二, 可児輝之, 棚橋広亮, 成澤和志, 篠原歩
  • Organizer: 人工知能学会第82回人工知能基本問題研究会(SIG-FPAI)
  • Place of Presentation: 釧路高専
  • Year and Date: 2011-08-04
• [Presentation] マルチトラック文字列に対するパターン発見について (2011)
  • Author(s): 桂敬史, 成澤和志, 篠原歩
  • Organizer: 夏のLAシンポジウム
  • Place of Presentation: ザヴィラ浜名湖
  • Year and Date: 2011-07-19
• [Presentation] Prediction for Control Delay on Reinforcement Learning (2011)
  • Author(s): Junya Saito, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
  • Organizer: Special Session on Machine Learning, 4th Inter.Conf.on Agents and Artificial Intelligence
  • Place of Presentation: ヴィラモウラ(ポルトガル)
  • Year and Date: 2011-02-06
• [Presentation] On the hardness of approximating the minimum consistent DFA from prefix samples
  • Author(s): Kaori Ueno, Shinichi Shimozono, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
  • Organizer: ICALP 2013 Satellite Workshop on Learning Theory and ComplexityLearning Theory and Complexity
  • Place of Presentation: ラトビア大学，ラトビア
• [Presentation] Detecting Regularities on Grammar-Compressed Strings
  • Author(s): Tomohiro I, Wataru Matsubara, Kouji Shimohira, Shunsuke Inenaga, Hideo Bannai, Masayuki Takeda, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohar
  • Organizer: 38th International Symposium on Mathematical Foundations of Computer Science 2013
  • Place of Presentation: オーストリア科学技術研究所，オーストリア
• [Presentation] On Morphisms Generating Run-Rich Strings
  • Author(s): Kazuhiko Kusano, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
  • Organizer: The Prague Stringology Conference 2013
  • Place of Presentation: プラハ工科大学，チェコ
• [Presentation] Bounded Occurrence Edit Distance: A New Metric for String Similarity Joins with Edit Distance Constraints
  • Author(s): Tomoki Komatsu, Ryosuke Okuta, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
  • Organizer: 40th International Conference on Current Trends in Theory and Practice of Computer Science
  • Place of Presentation: ノビー・スモコベック，スロバキア
• [Presentation] Reducing Sample Complexity in Reinforcement Learning by Transferring Transition and Reward Probabilities
  • Author(s): Kouta Oguni, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
  • Organizer: 6th International Conference on Agents and Artificial Intelligence
  • Place of Presentation: アンジェ，フランス
• [Presentation] Efficient Algorithm and Coding for Higher-Order Compression
  • Author(s): Kazuya Yaguchi, Naoki Kobayashi, Ayumi Shinohara
  • Organizer: Data Compression Conference 2014
  • Place of Presentation: ソルトレイクシティー，アメリカ合衆国
• [Presentation] 文字列に含まれる連の最大指数和の解析～n=57までの厳密値と新たな下界2.03696の発見
  • Author(s): 草野一彦，奥田遼介，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • Place of Presentation: 神戸大学
• [Presentation] マルチトラックデータ上の近似順列パターン照合と索引構造
  • Author(s): 大田裕之，桂敬史，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • Place of Presentation: 神戸大学
• [Presentation] 一般化三並べの拡張：一手p石
  • Author(s): ディプタラマ，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 第18回ゲームプログラミングワークショップ2013
  • Place of Presentation: 箱根セミナーハウス
• [Presentation] 高階圧縮の高速化と効率の良い符号化
  • Author(s): 矢口和也，小林直樹，篠原 歩
  • Organizer: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 状態遷移確率と報酬確率の転移による強化学習のサンプル量削減
  • Author(s): 小國晃太，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 第16回情報論的学習理論ワークショップ
  • Place of Presentation: 東京工業大学 蔵前会館
• [Presentation] 接頭辞集合に対する決定性有限オートマトンの最小無矛盾問題について
  • Author(s): 上埜かおり，下薗真一，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • Place of Presentation: 沖縄産業支援センター
• [Presentation] 種々のパターン照合問題に対するポジションヒープの構築
  • Author(s): 大友雄平，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • Place of Presentation: 九州大学
• [Presentation] 実ロボット自動テストシステムSATORI2を用いた難所戦略の妥当性の検証
  • Author(s): 大井雄介，ディプタラマ，奥田遼介，桂敬史，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 電気学会制御研究会
  • Place of Presentation: 関東学院大学
• [Presentation] 組込環境用プロセス仮想マシンの実装とETロボコンへの適用
  • Author(s): 奥田遼介，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 電気学会制御研究会
  • Place of Presentation: 関東学院大学
• [Presentation] 圧縮文字列に対する省メモリなパターンマッチアルゴリズム
  • Author(s): 相原高雄，篠原歩，成澤和志
  • Organizer: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • Place of Presentation: 東北大学
• [Presentation] マルチトラック文字列の順列パターン照合と索引構造
  • Author(s): 桂敬史，成澤和志，篠原歩，坂内英夫，稲永俊介
  • Organizer: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • Place of Presentation: 法政大学
• [Presentation] 役を構成するゲームに対する効率的な行動決定アルゴリズムの提案
  • Author(s): 小松智希，成澤和志，篠原歩
  • Organizer: 第28回ゲーム情報学研究会
  • Place of Presentation: 静岡県立大学