2003 Fiscal Year Annual Research Report
入力に依存した専用回路による問題解法の高速化の研究
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14658090
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
浅野 哲夫 北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (90113133)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 浩嗣 広島大学, 大学院・工学研究科・複雑システム工学専攻, 教授 (30281075)
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| Keywords | 入力依存の専用回路 / アルゴリズム / ハードウェア / 組み合わせ最適化 |
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| Research Abstract |
入力依存の専用回路を用いた高速問題解決の一般的手法を確立するために,本研究では次の3つを行った.
(1)個別問題に対する入力依存の専用回路の設計と評価
(2)個別問題に対する前処理時間の短縮
(3)入力依存専用回路のメタプログラミングツールの開発
本年度は上記の(1)と(2)の項日に焦点を当てて研究を行った.文字列解析,画像検索,組み合わせ最適化問題に対するアルゴリズムをFPGAの回路に置き換えたものを開発し、実験的にも性能を確認した。文字列解析では,文字列の性質を規定する文法規則Gと文字列xが与えられたときに,文字列xが文法規則Gに適合するかを判定する問題である.判定アルゴリズムは,文字列xを前後に走査しながら,文法のどの部分と適合しているかの判定を繰り返す.実際に回路を設計し,計算時間を純粋のソフトウェアでの実行と比較したところ,最高3000倍の高速化を実現できていることが判明した.
画像検索に関しては、工場などでよく使われるマークの認識を応用例として回路の実装と実験を行った.昨年度は,質問画像Pに対して画像Piが与えられたとき,PとPiの類似度を求める専用回路をFPGA上に構成し,純粋のソフトウェアでの実行と比較し、最高300倍の高速化が達成できることを示したが、今年度は画像の回転も扱えるように工夫した。
最終年度には、組み合わせ最適化間題への適用や,メタプログラミングツールの開発にも力を注ぐが,その土台となる研究を今年度から開始し,実現に向けて確かな感触を得ている.
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[Publications] T.Asano, N.Katoh, K.Obokata, T.Tokuyama: "Matrix Rounding under the Lp-Discrepancy Measure and Its Application to Digital Halftoning"SIAM Journal on Computing. (採録決定).
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[Publications] T.Asano, N.Katoh, H.Tamaki, T.Tokuyama: "The structure and number of global roundings of a graph"Theoretical Computer Science. (採録決定).
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[Publications] T.Asano, M.deBerg, O.Cheong, L.Guibas, J.Snoeyink, H.Tamaki: "Spanning Trees Corssing Few Barriers"Discrete and Computational Geometry. (採録決定).
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[Publications] T.Asano, D.G.Kirkpatrick, C.K.Yap: "Pseudo-approximation algorithm with applications to optimal motion planning"Discrete and Computational Geometry. (採録決定).
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[Publications] T.Asano, Y.Kawamura, R.Klette, K.Obokata: "Digital Curve Approximation with Length Evaluation"IEICE Trans. on Fundamentals. E86-A,5. (2003)
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[Publications] T.Asano, N.Katoh, K.Obokata, T.Tokuyama: "Combinatorial an Geometric Problems Related to Digital Halftoning"Lecture Notes of Computer Science. LNCS 2616. 58-71 (2003)
