2021 Fiscal Year Research-status Report
グラフデータベースから類似グラフを検索する計算フレームワークの構築
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20K11835
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
猪口 明博 関西学院大学, 工学部, 教授 (70452456)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | データベース / グラフ / 検索 / 類似グラフ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該研究テーマでは，グラフデータベースに対する検索問題を扱っている．具体的には，複数のグラフ{g1,g2...,gn}から構成されるデータベースDがある．これにクエリグラフqが与えられたときに，ある条件を満たすグラフをデータベースから選択する問題である．本年度は，クエリグラフqの部分グラフが，Dの中のグラフgと類似するとき，そのようなグラフをすべて出力する問題（類似包摂グラフ検索問題）に取り組んだ．この問題を高速に解く手法に関して，研究成果が得られたため，MDPI社の論文誌Algorithmsにその成果をまとめた論文を投稿し，採択，出版された．包摂グラフ検索問題を解く手法はこれまで，様々提案されているが，類似包摂グラフ検索問題を解く試みは他の研究グループと比較しても初の成果である．この問題を解くために，これまで当該研究室で開発してきたCodeTreeに新しいアイデアを組み込み，グラフコード間でグラフの類似性を計算できることを数理的に示した．
また，本研究において，グラフの類似性は，グラフ編集距離で求めている．グラフ編集距離がθ以下のグラフの数は，θの増加に対して，指数関数的に増加する．このため，この問題の入力である閾値θを大きくすると，検索にかかる時間は，指数関数的に増加する．この計算時間を制御するために，得たい検索結果の条件を提案した手法に容易に組み込めることを数理的に実証し，それに対する評価実験を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に記載の通り，類似包摂グラフ検索問題を解く手法を先駆けて提案し，その成果をまとめた論文が，論文誌に採録された．
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| Strategy for Future Research Activity |
当該研究テーマでは，グラフデータベースに対する検索問題を扱っている．具体的には，複数のグラフ{g1,g2...,gn}から構成されるデータベースDがある．これにクエリグラフqが与えられたときに，ある条件を満たすグラフをデータベースから選択する問題である．この研究に該当するグラフ検索問題としては，主に部分グラフ検索問題と包摂グラフ検索問題がある．部分グラフ検索問題とは，qを部分グラフとして含むグラフをDから検索する問題である．一方，包摂グラフ検索問題は，qに部分グラフとして含まれるグラフをDから検索する問題である．部分グラフ検索問題を解くため専用に提案された様々な手法や包摂グラフ検索問題を解くため専用に提案された様々な手法は存在するが，両方を解くことが可能な手法は存在しない．当該研究室では，包摂グラフ検索問題を解く手法として，CodeTreeを提案してきた．本年度は，CodeTreeが部分グラフ検索問題を解くことができるのかに関する研究に着手する．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため，発表を計画していた学会がオンライン開催となった．このため，旅費として捻出予定の金額の一部が未使用となったことが次年度への繰り越しの理由である．
2021年度の旅費は2022年度の物品費として考え，より高速に動作するコンピュータを研究室に導入するなどして，様々な評価実験を行い，研究成果を出していく予定である．
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