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大規模固有値問題に対する高速かつロバストなアルゴリズムの開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K14143
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 計算科学
研究機関法政大学 (2018-2022)
東京大学 (2017)

研究代表者

相島 健助  法政大学, 情報科学部, 准教授 (40609658)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード数値線形代数 / 数値解析 / 固有値問題 / データ駆動 / 線形代数 / 固有値 / 逆問題 / 数値計算手法
研究成果の概要

本研究は,行列計算における行列分解アプローチと射影の技術の応用という観点で,固有値問題における数値計算アルゴリズムを設計した.具体的には,東京女子大学の荻田教授との共同研究の成果として新たな高速反復改良法を提案した.さらに,固有値問題の変種と見なせる応用上重要な数理的問題に対して,高速高精度およびロバストな数値計算アルゴリズムを与えた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

インターネット上のウェブ検索のシステムや,購買のための情報推薦システムは,数理的には行列に関する数値計算に帰着される.行列に関する数値計算の中でも,固有値計算は一つの柱をなす重要なものである.本研究は,固有値計算の計算技術の開発とともに,その計算技術の応用範囲を今以上に広げていくことで社会貢献を行った.

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Statistical modeling and an adaptive averaging technique for strong convergence of the dynamic mode decomposition2023

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Aishima
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 417 ページ: 114551-114551

    • DOI

      10.1016/j.cam.2022.114551

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strong consistency of the projected total least squares dynamic mode decomposition for datasets with random noise2022

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Aishima
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 40 号: 1 ページ: 691-707

    • DOI

      10.1007/s13160-022-00547-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strong convergence for the dynamic mode decomposition based on the total least squares to noisy datasets2020

    • 著者名/発表者名
      Aishima Kensuke
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 12 号: 0 ページ: 33-36

    • DOI

      10.14495/jsiaml.12.33

    • NAID

      130007854061

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formulations and theorems of quadratically convergent methods for inverse symmetric eigenvalue problems2020

    • 著者名/発表者名
      Aishima Kensuke
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 11 号: 3 ページ: 303-326

    • DOI

      10.1587/nolta.11.303

    • NAID

      130007868232

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A quadratically convergent algorithm for inverse generalized eigenvalue problems2020

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Aishima
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 367 ページ: 112485-112485

    • DOI

      10.1016/j.cam.2019.112485

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quadratically convergent algorithm based on matrix equations for inverse eigenvalue problems2018

    • 著者名/発表者名
      Aishima Kensuke
    • 雑誌名

      Linear Algebra and its Applications

      巻: 542 ページ: 310-333

    • DOI

      10.1016/j.laa.2017.05.019

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quadratically convergent algorithm for inverse eigenvalue problems with multiple eigenvalues2018

    • 著者名/発表者名
      Aishima Kensuke
    • 雑誌名

      Linear Algebra and its Applications

      巻: 549 ページ: 30-52

    • DOI

      10.1016/j.laa.2018.03.022

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iterative refinement for symmetric eigenvalue decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      Ogita Takeshi、Aishima Kensuke
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 35 号: 3 ページ: 1007-1035

    • DOI

      10.1007/s13160-018-0310-3

    • NAID

      210000169527

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 数値線形代数と線形回帰分析2022

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      RIMS共同研究 (公開型) 数値解析が拓く次世代情報社会~エッジから富岳まで~
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 制約付きの線形回帰モデルに対する推定量の一致性について2022

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ある線形回帰モデルに対して特異値分解を用いて計算する推定量の一致性について2022

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      2022年並列/分散/協調処理に関するサマー・ワークショップ (SWoPP2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 摂動成分を限定する全最小二乗問題に対する統計モデリングと数値解法の漸近解析2022

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      日本応用数理学会 研究部会 連合発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的モード分解に対して収束を保証する平均化手法について2021

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 低ランク行列近似の数理2021

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      第36回信号処理シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 部分空間を制限する全最小二乗法の効率的な計算手法とその収束解析2021

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2021年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ノイズを含むデータに対する動的モード分解の推定精度の理論解析2020

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      日本応用数理学会2020年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Convergence theorem of iterative projection methods for symmetric eigenvalue problems2019

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Aishima
    • 学会等名
      9th International Congress on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時系列データの適切なノイズ除去を行う動的モード分解の計算手法2019

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      2019年並列/分散/協調処理に関する『北見』サマー・ワークショップ (SWoPP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的モード分解のノイズ除去の効果に対する統計解析2019

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      日本応用数理学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的モード分解に対する確率解析2019

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所 研究集会「諸科学分野を結ぶ基礎学問としての数値解析学」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Matrix Multiplication Based Algorithm for Inverse Eigenvalue Problems and Its Quadratic Convergence2018

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Aishima
    • 学会等名
      18th SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing, 2018, Tokyo
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Quadratically Convergent Algorithm Based on Matrix Equations for Inverse Eigenvalue Problems2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Aishima
    • 学会等名
      The Householder Symposium XX, 2017, The Inn at Virginia Tech
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重複固有値を指定する逆固有値問題に対する二次収束解法について2017

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      日本応用数理学会2017年度年会,武蔵野大学,2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 信号到来方向推定アルゴリズムESPRITの数理構造を用いる動的モード分2017

    • 著者名/発表者名
      相島健助
    • 学会等名
      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24回研究会, 東大
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Research

    • URL

      https://aishima.cis.k.hosei.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://aishima.cis.k.hosei.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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