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2010 Fiscal Year Annual Research Report

クリロフ部分空間法による最小二乗問題の解法

Research Project

Project/Area Number 21560072
Research InstitutionNational Institute of Informatics

Principal Investigator

速水 謙  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (20251358)

Keywords最小二乗問題 / 反復解法 / 前処理 / クリロフ部分空間法 / 内部反復 / 逆問題 / 薬物動態モデル / パラメタ推定
Research Abstract

(1)内部反復による前処理を用いた最小二乗問題の反復解法の開発
内部反復による前処理を用いたクリロフ部分空間反復解法を提案し、その有効性を検証した。具体的には、NR-SOR法やCimmino法といった、最小二乗問題のための定常反復法を前処理として、一般化残差最小化法(GMRES法)の右前処理または左前処理として用いる手法である。まず、提案手法の理論的な妥当性や性質を導いた。次に、手法の有効性を大規模、悪条件、ランク落ちを含めた優決定の最小二乗問題に対する数値実験により検証した結果、従来法より顕著に優れていることを確認した。成果を国際学会で発表し(招待講演も含む)、英論文誌に投稿した。
さらに、劣決定の最小二乗問題に対しても提案手法を適用する方法を考案し、その有効性や理論的な性質に関する初期的な成果を得た。
(2)劣決定逆問題の解法の開発
薬物動態モデルにおけるパラメタ推定などで生じる、非線形常微分方程式系のパラメタを測定結果(出力)から同定する劣決定の逆問題に対する解法を開発し、その有効性を検証した。同手法は、まず順問題の関数をパラメタの初期推定値の集合の近傍で優決定の最小二乗法を用いて線形化する。次に、得られた劣決定の最小二乗問題に対して、前回の解(パラメタの推定値)に一番近い解を求める。これを繰り返すことにより、制約の範囲で複数のパラメタ推定値を得る。数値実験の結果、従来手法より遙かに高速に有用な解集合を得られることを確認した。成果を英論文にまとめているところである。

  • Research Products

    (14 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] A geometric view of Krylov subspace methods on singular systems2011

    • Author(s)
      Hayami, K. and Sugihara, M.
    • Journal Title

      Numerical Linear Algebra with Applications

      Volume: Vol.18 Pages: 449-469

    • DOI

      DOI:10.1002/nla.737

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GMRES methods for least squares problems2010

    • Author(s)
      Hayami, K., Yin, J.-F., Ito, T.
    • Journal Title

      SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications

      Volume: 31 Pages: 2400-2430

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 劣決定最小二乗問題に対するGMRES法の内部反復前処理2011

    • Author(s)
      保國恵一, 速水謙
    • Organizer
      日本応用数理学会 平成23年 研究部会 連合発表会
    • Place of Presentation
      電気通信大学
    • Year and Date
      2011-03-07
  • [Presentation] Inner-Iteration Preconditioners for Least Squares Problems2010

    • Author(s)
      Morikuni, K., Hayami, K.
    • Organizer
      The Third International Conference on Numerical Algebra and Scientific Computing (NASC10)
    • Place of Presentation
      Beijing(招待講演)
    • Year and Date
      20101023-20101027
  • [Presentation] 最小二乗法法を用いた薬物動態モデルの係数集合推定法2010

    • Author(s)
      青木康憲, 速水謙, 小長谷明彦
    • Organizer
      日本応用数理学会2010年度年会
    • Place of Presentation
      明治大学 駿河台キャンパス
    • Year and Date
      20100906-20100909
  • [Presentation] Inner iteration preconditioning for least squares problems2010

    • Author(s)
      保國恵一, 速水謙
    • Organizer
      日本応用数理学会2010年度年会 ポスターセッション
    • Place of Presentation
      明治大学 駿河台キャンパス
    • Year and Date
      20100906-20100909
  • [Presentation] 平野法の拡張による非線形連立方程式の数値解法2010

    • Author(s)
      石井政行, 布広永示, 速水謙
    • Organizer
      日本応用数理学会2010年度年会 ポスターセッション
    • Place of Presentation
      明治大学 駿河台キャンパス
    • Year and Date
      20100906-20100909
  • [Presentation] 特異な系に対するクリロフ部分空間法2010

    • Author(s)
      速水謙
    • Organizer
      2010年度数値解析研究集会
    • Place of Presentation
      国立信州高遠 青少年自然の家(特別講演)
    • Year and Date
      20100830-20100901
  • [Presentation] Iterative preconditioners for least squares problems2010

    • Author(s)
      Morikuni, K., Hayami, K
    • Organizer
      15^<th> International Congress on Computational and Applied Mathematics (ICCAM 2010)
    • Place of Presentation
      Leuven, Belgium
    • Year and Date
      20100705-20100709
  • [Presentation] Inner-Iteration Preconditioners for Least Squares Problems2010

    • Author(s)
      Hayami, K., Morikuni, K.
    • Organizer
      Applied Mathematics International Conference 2010 (AMIC 2010) & The 6^<th> East Asia SIAM Conference 2010 (EASIAM)
    • Place of Presentation
      Kuala Lumpur, Malaysia(招待講演)
    • Year and Date
      20100622-20100624
  • [Presentation] 最小二乗問題に対するSOR内部反復前処理2010

    • Author(s)
      保國恵一, 速水謙
    • Organizer
      日本応用数理学会「行列・固有値の解法とその応用」研究部会,第10回研究会
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所
    • Year and Date
      2010-11-24
  • [Presentation] 最小二乗法を用いた劣決定逆問題数値解法の開発と薬物動態モデルへの応用2010

    • Author(s)
      青木康憲, 速水謙, 小長谷明彦
    • Organizer
      日本応用数理学会「行列・固有値の解法とその応用」研究部会,第10回研究会
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所
    • Year and Date
      2010-11-24
  • [Remarks]

    • URL

      http://researchmap.jp/KenHayami/

  • [Remarks]

    • URL

      http://research.nii.ac.jp/~hayami/index-j.htm

URL: 

Published: 2012-07-19  

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