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レーベンバーグ・マルカート法の高速化と安定化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14550402
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 システム工学
研究機関九州大学(芸術工学研究院)

研究代表者

坂本 博康  九州大学, 大学院・芸術工学研究院, 教授 (70112357)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード非線形最適化法 / 最小2乗法 / 表面張力測定装置 / レーベンバーグ・マルカート法 / レーベンバーグ・マルカート・モリソン法 / 擬似ニュートン・ガウス法 / 複数の局所最小値問題 / コスト関数の形状 / 非線形計画法 / モリソン法 / 最急降下法 / ニュートン・ガウス法 / 最小2乘法
研究概要

本研究は,非線形最適化の代表手法であるレーベンバーグ・マルカート法(LM法,LMM法)を高速化・安定化するため,従来の拘束条件(C1)[マルカート数×単位行列]を,(C2)[対角行列]及び(C3)[ヤコビ行列の積の平方根行列]へ拡張する方法を提案し,その有効性を明らかにした。同時に,本研究を開始した動機であり実際的な応用である,表面張力測定システムにおける効用を示した。
表面張力測定システムへの適用では,従来法より3〜10倍の高速化を実現して,その結果を論文発表し,手法の特許出願を行った。同時に,福岡県産業・科学振興財団からの援助により,測定装置の製品化を行った。本装置では,実用上十分な高速化を達成した。
次に,提案法の幾何学的な解釈として,対象コスト関数の表面形状に適切に当てはまる制約条件を課すことによって収束の高速化と安定化を実現できることを明らかにし,多くの数値シミュレーションによりその効果を示した。特に拡張法(C3)はコスト関数の形状に添う滑らかな収束が可能であり,多重の局所最小値検索において,初期値による検索領域の制御のために有用なことがわかった。
以上の研究成果を電子情報通信学会英文論文誌A分冊へ投稿(2004年1月5日)した。報告書の様式14に記したように,2名の査読者のうち1名は「大変興味深く論文として採録するのが妥当…」との意見だった。しかし他の1名は,「本方法は擬似ニュートン法と形式上は等しいLMM法である」という本論文の主張を根拠も無く「ただの擬似ニュートン法」と否定し,さらに過制約条件の1次方程式の解法に反する「LMM法の修正ベクトルを与える式の解がゼロ」という理由から,本手法が無効であると述べた。その結果,本投稿論文は不採録となった。上の理由は,従来のLMM法も全部無効とすることに等価で,明らかな誤りである。現在,担当編集委員と連絡を取り,再投稿を準備している。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] Hiroyasu SAKAMOTO: "A Simple Acceleration Technique of Levenberg-Marquardt Method"International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 439-442 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坂本 博康: "画像処理による表面張力の実時間測定法"映像情報メディア学会誌. 56. 1643-1650 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坂本 博康: "レーベンバーグ・マルカート法の高速化の一方法"電子情報通信学会誌技術研究報告[非線形問題]. 102. 53-58 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坂本 博康: "新しい拘束条件によるレーベンバーグ・マルカート法の高速化と安定化の方法"電気関係学会九州支部連合大会講演論文集. 05-2P-12 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 桑原 梓: "メガピクセルカメラによる表面張力測定装置の高精度化"電気関係学会九州支部連合大会講演論文集. 01-1A-10 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坂本 博康: "曲線当てはめによる静滴の界面張力測定法"電子情報通信学会2004年総合大会講演論文集. D-11-131 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyasu Sakamoto, Azusa Kuwahara, Yoshiteru Hayami: "A Simple Acceleration Technique of Levenberg-Marquardt Method"International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 439-442 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyasu Sakamoto, Akihiro Murao, Yoshiteru Hayami: "Real-time Measurement of Interfacial Tension by Image Processing"The Journal of the Institute of Image information and Television Engineers. 56-10. 1643-1650 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyasu Sakamoto, Azusa Kuwahara, Katsuya Matsumoto, Yoshiteru Hayami: "A Technique for Accelerating Levenberg-Marquardt Method"Technical Report of IEICE. NLP2002-145. 53-58 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Azusa Kuwahara, Hiroyasu Sakamoto, Yoshiteru Hayami: "Improving Accuracy of Interfacial Tension Measurement System by Using a Mega-pixel Camera"Record of 2003 Joint Conference of Electrical and Electronics Engineers in Kyushu. 01-1A-10. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyasu Sakamoto, Katsuya Matsumoto: "An Acceleration and Stabilization Technique of the Levenberg-Marquardt Method by a New Constraint Condition"Record of 2003 Joint Conference of Electrical and Electronics Engineers in Kyushu. 05-2P-12. (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyasu Sakamoto, Yoshiteru Hayami, Ryo Murakami, Makoto Aratono: "An Interfacial Tension Measurement Method for Sessile Drops by Curve Fitting"Proceedings of the 2004 IEICE General Conference. D-11. 131 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyasu SAKAMOTO: "A Simple Acceleration Technique of Levenberg-Marquardt Method"International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 439-442 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 坂本 博康: "画像処理による表面張力の実時間測定法"映像情報メディア学会誌. 56・10. 1643-1650 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 坂本 博康: "レーベンバーグ・マルカート法の高速化の一方法"電子情報通信学会技術研究報告[非線形問題]. 102・725. 53-58 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 坂本 博康: "新しい拘束条件によるレーベンバーグ・マルカート法の高速化と安定化の方法"電気関係学会九州支部第56回連合大会講演論文集. 05-2P-12 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 桑原 梓: "メガピクセルカメラによる表面張力測定装置の高精度化"電気関係学会九州支部第56回連合大会講演論文集. 01-1A-10 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 坂本 博康: "曲線当てはめによる静滴の界面張力測定法"電子情報通信学会2004年総合大会講演論文集. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyasu SAKAMOTO: "A Simple Acceleration Technique of Levenberg-Marquardt Method"International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 439-442 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 坂本 博康: "画像処理による表面張力の実時間測定法"映像情報メディア学会誌. 56・10. 1643-1650 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 坂本 博康: "レーベンバーグ・マルカート法の高速化の一方法"電子情報通信学会技術研究報告[非線形問題]. 102・725. 53-58 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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