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逆問題の解構成アルゴリズムの開発とビジュアル化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18540110
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 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関群馬大学

研究代表者

松浦 勉  群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80181692)

研究分担者 齋藤 三郎  群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10110397)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,820千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード逆問題 / 再生核理論 / アルゴリズム / 可視化 / ラプラス実逆変換 / チコノフ正則化 / 無限精度計算 / 実ラプラス逆変換
研究概要

我々の開発した再生核理論と正則化理論の融合理論は,従来難問として解き得なかった様々な逆問題の有効な解法として用いることができる.
(1)熱伝導問題の逆問題も難問として有名であるが,我々はこの問題に対しチコノフ正則化を用いて具体的な逆問題計算のアルゴリズムを与え,数値実験も行い有効性を確認した.また,解法の有用性を明示するため,解のビジュアル化を工夫した.これら一連の進展によって熱伝導の逆問題は一応の解決を見たといってよい.
(2)無限精度計算の計算環境をハード,ソフトの両面から整えた.これを我々のターゲットであるラプラス変換の実逆変換の計算アルゴリズム開発に適用し,今まで困難とされてきた非適切性の典型的な逆問題の難問と考えられてきたこの問題に対して,十分な精度で計算できることを実証した.
(3)ラプラス実逆変換にシンク関数近似やフレドホルム第2種積分方程式の利用が有効であることを理論的,数値計算的に実証した.また,2重指数関数法が数値計算上,非常に有効であることを多くの数値計算で示すことができた.
(4)ラプラス実逆変換に特異値分解が有効であることを理論的に示した.また,この計算には高精度数値計算(多倍長,無限精度)が必須であることを示し,この方法論と用いられる数値テーブルを確立し,京都大学と共同で特許申請を行った.これは両大学にとって,数学の分野では初めての特許申請であり,日本数学会でも注目されており,内外の逆問題の研究者からも問い合わせがある.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (18件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Real Inversion of the Laplace Transform in Numerical Singular Value Decomposition2008

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara, T. Ma七suura, S. Saitoh-and Y. Sawano
    • 雑誌名

      Journal of Analysis and Applications 6

      ページ: 55-68

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real Inversion of the Laplace Transform in Numerical Singular Value Decomposition2008

    • 著者名/発表者名
      H. Fujiwara, T. Matsuura, S. Saitoh and Y. Sawano
    • 雑誌名

      Journal of Analysis and Applications 6 (1)

      ページ: 55-68

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real Inversion of the Laplace Transform in Numerical Singular Value Deeomposition2008

    • 著者名/発表者名
      H.Fujiwara, T.Matsuura, S.Saitoh and Y.Sawano
    • 雑誌名

      Journal of Analysis and Applications 6

      ページ: 55-68

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Real Inversion Formulas of the Laplace Transform by Using the Sinc Functions2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura, A. AI-Shuaibi, H. Fujiwara, S. Saitoh and M. Sugihara
    • 雑誌名

      Far East Journal of Mathematical Sciences 27

      ページ: 1-14

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Representations of Inverse Functions by the Integral Transform with the Sign Kernel2007

    • 著者名/発表者名
      M. Yamada, T. Matsuura and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Fractional Calculus and Applied Analysis 10

      ページ: 161-168

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Real Inversion Formulas of the Laplace Transform by using a Fredholm integral equation of the second kind2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura, A. Al-Shuaibi, H. Fujiwara and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Journal of Analysis and Applications 5

      ページ: 123-136

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical and Numerical Solutions of the Inhomogeneous Heat Equation2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Journal of Concrete and Applicable Mathematics 15

      ページ: 237-254

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Real Inversion Formulas of the Laplace Transform by Using the Sinc Functions2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura, A. Al-Shuaibi, H. Fujiwara, S. Saitoh and M. Sugihara
    • 雑誌名

      Far East Journal of Mathematical Sciences 27 (1)

      ページ: 1-14

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Representations of Inverse Functions by the Integral Transform with the Sign Kernel2007

    • 著者名/発表者名
      M. Yamada, T. Matsuura and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Fractional Calculus and Applied Analysis 10 (2)

      ページ: 161-168

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analytical and Numerical Solutions of the Inhomogeneous Heat Equation2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Journal of Concrete and Applicable Mathematics Vol15-3

      ページ: 237-254

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerieal Real Inversion Formulas of the Laplace Transform by Usting the Sinc Functions2007

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuura, A.Al-Shuaibi, H.Fujiwara, S.Saitoh and M.Sugihara
    • 雑誌名

      Far East Journal of Mathematical Sciences 27

      ページ: 1-14

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Representations of Inverse Funetions by the Integral Transform with the Sign Kernel2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yamada, T.Matsuura and S.Saitoh
    • 雑誌名

      Fractional Calculus and ApPlied Analysis 10

      ページ: 161-168

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numberieal Real Inversion Formulas of the Laplace Transformby using a Fredholm integral equation of the second kind2007

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuura, A.Al-Shuaibi, H.Fujiwara and S.Saitoh
    • 雑誌名

      Journal of Analysis and Applications 5

      ページ: 123-136

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical and Numerical Solutions of the Inhomogeneous Heat Equation2007

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuura, S.Saitoh
    • 雑誌名

      Journal of Concrete and Applicable Mathematics Vol.5-3

      ページ: 237-254

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Analytical and numerical inversion formulas in the Gaussian convolution by using the Paley-Wiener spaces2006

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Applicable Analysis 85

      ページ: 901-915

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical and numerical inversion formulas in the Gaussian convolution2006

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura and S. Saitoh
    • 雑誌名

      Applicable Analysis 85 (8)

      ページ: 901-915

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analytical and numerical inversion formulas in the Gaussian convolution by using the Paley-Wiener spaces2006

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuura, S.Saitoh
    • 雑誌名

      Applicable Analysis Vol.85-8

      ページ: 901-915

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 荷重付L2空間のラプラス変換のコンパクト性に関して2008

    • 著者名/発表者名
      澤野嘉宏, 藤原宏志, 齋藤三郎, 松浦勉
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      東大阪(近畿大学)
    • 年月日
      2008-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] About compactness of Laplace Transform in weighted L2 space2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Sawano, H. Fujiwara, S. Saitoh and T. Matsuura
    • 学会等名
      Mathematical Society of Japan
    • 発表場所
      Kinki University
    • 年月日
      2008-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 荷重付L2空間のラプラス変換のコンパクト性に関して2008

    • 著者名/発表者名
      澤野 嘉宏, 藤原 宏志, 齋藤 三郎, 松浦 勉
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      東大阪市(近畿大学)
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ラプラス変換の実逆変換の困難性と克服について2007

    • 著者名/発表者名
      松浦勉、齋藤三郎、藤原宏志
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      仙台(東北大)
    • 年月日
      2007-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] About some difficulties and those conquests in real inversion of Laplace transform2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura, S. Saitoh and H. Fujiwara
    • 学会等名
      Mathematical Society of Japan
    • 発表場所
      Tohoku University
    • 年月日
      2007-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ラプラス変換の実逆変換の困難性と克服について2007

    • 著者名/発表者名
      松浦 勉, 齋藤 三郎, 藤原 宏志
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      仙台(東北大学)
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Measurement fo space variant PSF and its application to restoring severely degraded images2007

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ito, Rutsuko Ichikawa, Koishi Ryotaro, Yusaku Fujii, Naoya Ohta, Saburou Saitoh, Tsutomu Matsuura and Takao Yamamoto
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2007
    • 発表場所
      高松(香川大)
    • 年月日
      2007-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Measurement of space variant PSF and its application to restoring severely degraded images2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, R. Ichikawa, K. Ryotaro, Y. Fujii, N. Ohta, S. Saitoh T. Matsuura and T. Yamamoto
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2007
    • 発表場所
      Kagawa University
    • 年月日
      2007-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Measurement of space variant PSF and its application to restoring severely degraded images2007

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ito, Rutsuko Ichikawa, Koishi Ryotaro, Yusaku Fujii, Naoya Ohta, Saburou Saitoh, Tsutomu Matsuura and Takao Yamamoto
    • 学会等名
      SICE Annua1 Conference 2007
    • 発表場所
      高松(香川大学)
    • 年月日
      2007-09-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Numerical real inversion formulas of the Laplace Transform2007

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Matsuura
    • 学会等名
      ISAAC2007
    • 発表場所
      アンカラ(トルコ)
    • 年月日
      2007-08-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Numerical real inversion formulas of the Laplace Transform2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura
    • 学会等名
      ISAAC2007
    • 発表場所
      Ankara (Turkey)
    • 年月日
      2007-08-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Numerical real inversion formulas of the Laplace transform2007

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Matsuura
    • 学会等名
      ISAAC2007
    • 発表場所
      アンカラ(トルコ)
    • 年月日
      2007-08-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Numerical real inversion formulas of the Laplace transform by using a Fredholm integral equation of the second kind2007

    • 著者名/発表者名
      松浦勉, A. Al-Shuaibi, 藤原宏志, 齋藤三郎
    • 学会等名
      解析学における問題の計算機による解法研究集会
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Numerical Real Inversion Formulas of the Laplace Transform by a sinc method2007

    • 著者名/発表者名
      松浦勉、藤原宏志、齋藤三郎、杉原正顕、A. Al-Shuaibi
    • 学会等名
      解析学における問題の計算機による解法研究集会
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Numerical real inversion formulas of the Laplace transform by using a Fredhoim integral equation of the second kind2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura, A. Shuaibi, H. Fujiwara and S. Saitoh
    • 学会等名
      Solution methods by computers analysis, (RIMS)
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Numerical Real Inversion Formulas of the Laplace Transform by a sinc method2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura, H. Fujiwara, S. Saitoh, M. Sugihara and A. Shuaibi
    • 学会等名
      Solution methods by computers analysis, (RIMS)
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Analytical and Numerical Real Inversion Formulas of the Laplace Trans form Using the Tikhonov Regularization2006

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Matsuura
    • 学会等名
      A. N. Tikhonov and Contemporary Mathematics
    • 発表場所
      モスクワ(ロシア)
    • 年月日
      2006-06-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Analytical and Numerical Real Inversion Formulas of the Laplace. Transform Using the Tikhonov Regularization2006

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuura
    • 学会等名
      Tikhonov and Contemporary Mathematics
    • 発表場所
      Moscow (Russia)
    • 年月日
      2006-06-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 特許権2007

    • 発明者名
      松浦勉, 齋藤三郎, 藤原宏志
    • 権利者名
      群馬大学, 京都大学
    • 産業財産権番号
      2007-210946
    • 出願年月日
      2007-08-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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