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高水準仮想化機能をもつAugmentedリアルビッグデータ利活用基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H04114
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分60080:データベース関連
研究機関筑波大学

研究代表者

北川 博之  筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授 (00204876)

研究分担者 天笠 俊之  筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (70314531)
塩川 浩昭  筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (90775248)
早瀬 康裕  筑波大学, システム情報系, 助教 (40423090)
堀江 和正  筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (60817112)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードビッグデータ / Augmentedデータ / 仮想化 / トレーサビリティ
研究開始時の研究の概要

ビッグデータ処理では,蓄積データやストリーム等の様々な大規模リアルデータに対して,結合・集約処理等に加え,機械学習等を用いた補完・推定処理等の多様なデータ処理を有機的に適用することが求められている.このような複合的データ処理を支援する上で,データ構造や処理の詳細を隠ぺいする仮想化技術が極めて重要である.本研究では,実世界から直接観測・取得されるリアルデータと,機械学習,メタデータ推論,シミュレーション等を適用することにより元データを大幅に拡充・補填するAugmentedデータをシームレスに統合する仮想化技術を確立し,それに立脚したAugmentedリアルビッグデータ利活用基盤の構築を目指す.

研究成果の概要

本研究は,ファクトデータとしてデータベースに蓄積されたリアルデータに,AI・ML等によって得られるAugmentedデータをシームレスに統合可能なAugmentedリアルビッグデータ基盤の実現に向けた技術の構築を目的に研究を実施した.成果として,シークエンスデータに対する時系列パターン処理,データベースにおける複合分析処理,ストリーム処理における複合分析処理,境界点検出,外部情報源と知識ベースの統合,ストリーム処理における集約値計算,空間ストリーム処理基盤の各テーマに関して,Augmentedデータが関わるデータ記述,整合性管理,処理効率化等の視点から新たな概念や手法の提案,検証を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の多くの研究成果は,査読付きの国内外ジャーナル論文,国際会議論文等で発表済である.特に,「リレーショナルデータベースにおけるAI・ML等による Augmented データ生成を含む複合分析処理」の成果はVLDB Journal,「ストリーム処理における集約値 Augmented データ計算」の成果はIEEE TKDEという,当該分野を代表するトップレベル国際ジャーナルに採択され,学術的に高い評価を得ている.本研究で対象としたAI・ML等によるAugmentedデータ生成・利用は,今後急速に社会へ普及することが予想され,本研究の成果は社会的意義も大きいものと確信する.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 1件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] BPF: A Novel Cluster Boundary Points Detection Method for Static and Streaming Data2023

    • 著者名/発表者名
      Vijdan Khalique, Hiroyuki Kitagawa, and Toshiyuki Amagasa
    • 雑誌名

      Knowledge and Information Systems

      巻: - 号: 7 ページ: 1-32

    • DOI

      10.1007/s10115-023-01854-1

    • 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] GeoFlink: An Efficient and Scalable Spatial Data Stream Management System2022

    • 著者名/発表者名
      Salman Ahmed Shaikh, Hiroyuki Kitagawa, Akiyoshi Matono, Komal Mariam, and Kyoung-Sook Kim
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 24909-24935

    • DOI

      10.1109/access.2022.3154063

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Augmented Lineage: Traceability of Data Analysis Including Complex UDF Processing2022

    • 著者名/発表者名
      Masaya Yamada, Hiroyuki Kitagawa, Toshiyuki Amagasa, Akiyoshi Maton
    • 雑誌名

      The VLDB Journal

      巻: - 号: 5 ページ: 963-983

    • DOI

      10.1007/s00778-022-00769-7

    • 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] BPF: An Effective Cluster Boundary Points Detection Technique2022

    • 著者名/発表者名
      Vijdan Khalique and Hiroyuki Kitagawa
    • 雑誌名

      Proc. 33rd International Conference on Database and Expert Systems Applications (DEXA 2022)

      巻: 1 ページ: 404-416

    • DOI

      10.1007/978-3-031-12423-5_31

    • ISBN
      9783031124228, 9783031124235
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] InTrans: Fast Incremental Transformer for Time Series Data Prediction2022

    • 著者名/発表者名
      Savong Bou, Toshiyuki Amagasa, Hiroyuki Kitagawa
    • 雑誌名

      Proc. 33rd International Conference on Database and Expert Systems Applications (DEXA 2022)

      巻: 2 ページ: 47-61

    • DOI

      10.1007/978-3-031-12426-6_4

    • ISBN
      9783031124259, 9783031124266
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TStream: A Framework for Real-time and Scalable Trajectory Stream Processing and Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Salman Ahmed Shaikh, Hiroyuki Kitagawa, Akiyoshi Matono, Kyoung-Sook Kim
    • 雑誌名

      Proc. 30th ACM SIGSPATIAL International Conference on Advances in Geographic Information Systems 2022 (ACM SIGSPATIAL 2022)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1145/3557915.3560964

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Streaming Augmented Lineage: Traceability of Complex Stream Data Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Masaya Yamada, Hiroyuki Kitagawa, Salman Ahmed Shaikh, Toshiyuki Amagasa, Akiyoshi Matono
    • 雑誌名

      Proc. 24th International Conference on Information Integration and Web Intelligence (iiWAS2022)

      巻: - ページ: 224-236

    • DOI

      10.1007/978-3-031-21047-1_20

    • ISBN
      9783031210464, 9783031210471
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PR-MVI: Efficient Missing Value Imputation over Data Streams by Distance Likelihood2022

    • 著者名/発表者名
      Savong Bou, Toshiyuki Amagasa, Hiroyuki Kitagawa, Salman Ahmed Shaikh, Akiyoshi Matono
    • 雑誌名

      Proc. 24th International Conference on Information Integration and Web Intelligence (iiWAS2022)

      巻: - ページ: 338-351

    • DOI

      10.1007/978-3-031-21047-1_28

    • ISBN
      9783031210464, 9783031210471
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An FPGA-based Accelerator for Regular Path Queries over Edge-labeled Graphs2022

    • 著者名/発表者名
      Kento Miura, Ryohei Kobayashi, Toshiyuki Amagasa, Hiroyuki Kitagawa, Norihisa Fujita, and Taisuke Boku
    • 雑誌名

      Proceedings of 2022 IEEE International Conference on Big Data (IEEE BigData2022)

      巻: - ページ: 415-422

    • DOI

      10.1109/bigdata55660.2022.10020406

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Region-based Sub-Snapshot (RegSnap): Enhanced Fault Tolerance in Distributed Stream Processing with Partial Snapshot2022

    • 著者名/発表者名
      Takdir, Hiroyuki Kitagawa, and Toshiyuki Amagasa
    • 雑誌名

      Proceedings of 2022 IEEE International Conference on Big Data (IEEE BigData2022)

      巻: - ページ: 3374-3382

    • DOI

      10.1109/bigdata55660.2022.10020607

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CPiX: Real-Time Analytics Over Out-of-Order Data Streams By Incremental Sliding-Window Aggregation2021

    • 著者名/発表者名
      Bou Savong、Kitagawa Hiroyuki、Amagasa Toshiyuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering

      巻: - 号: 11 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tkde.2021.3054898

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] VOA*: Fast Angle-Based Outlier Detection over High-Dimensional Data Streams2021

    • 著者名/発表者名
      Khalique Vijdan、Kitagawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Proc. 25th Pacific-Asia Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (PAKDD2021

      巻: - ページ: 40-52

    • DOI

      10.1007/978-3-030-75762-5_4

    • ISBN
      9783030757618, 9783030757625
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Augmented Lineage: Traceability of Data Analysis Including Complex UDFs2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Masaya、Kitagawa Hiroyuki、Amagasa Toshiyuki、Matono Akiyoshi
    • 雑誌名

      Proc. 32nd International Conference on Database and Expert Systems Applications (DEXA2021)

      巻: - ページ: 65-77

    • DOI

      10.1007/978-3-030-86472-9_6

    • ISBN
      9783030864712, 9783030864729
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous Top-k Spatial-Keyword Search on Dynamic Objects2021

    • 著者名/発表者名
      Yuyang Dong, Chuan Xiao, Hanxiong Chen, Jeffrey Xu Yu, Kunihiro Takeoka, Masafumi Oyamada, and Hiroyuki Kitagawa
    • 雑誌名

      The VLDB Journal

      巻: 30 号: 2 ページ: 141-161

    • DOI

      10.1007/s00778-020-00627-4

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] シーケンスデータに対する行パターンマッチングの効率化2021

    • 著者名/発表者名
      中挾晃介,北川博之
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 62 ページ: 302-320

    • NAID

      170000184263

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] StreamingCube: Seamless Integration of Stream Processing and OLAP Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Shaikh Salman Ahmed、Kitagawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 104632-104649

    • DOI

      10.1109/access.2020.2999572

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GeoFlink: A Distributed and Scalable Framework for the Real-time Processing of Spatial Streams2020

    • 著者名/発表者名
      Shaikh Salman Ahmed、Mariam Komal、Kitagawa Hiroyuki、Kim Kyoung-Sook
    • 雑誌名

      Proc. 29th ACM International Conference on Information and Knowledge Management (CIKM2020)

      巻: - ページ: 3149-3156

    • DOI

      10.1145/3340531.3412761

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] L-BiX: incremental sliding-window aggregation over data streams using linear bidirectional aggregating indexes2020

    • 著者名/発表者名
      Bou Savong、Kitagawa Hiroyuki、Amagasa Toshiyuki
    • 雑誌名

      Knowledge and Information Systems

      巻: - 号: 8 ページ: 3107-3131

    • DOI

      10.1007/s10115-020-01444-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Row Pattern Matching Using Pattern Hierarchies for Sequence OLAP2019

    • 著者名/発表者名
      Nasu Yuya、Kitagawa Hiroyuki、Nakabasami Kosuke
    • 雑誌名

      Proc. 21st International Conference on Big Data Analytics and Knowledge Discovery (DaWak2019)

      巻: 11708 ページ: 89-104

    • DOI

      10.1007/978-3-030-27520-4_7

    • ISBN
      9783030275198, 9783030275204
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Row Pattern Matching over Sequence Data in Spark SQL2019

    • 著者名/発表者名
      Nakabasami Kosuke、Kitagawa Hiroyuki、Nasu Yuya
    • 雑誌名

      Proc. 30th International Conference on Database and Expert Systems Applications (DEXA2019)

      巻: 11706 ページ: 3-17

    • DOI

      10.1007/978-3-030-27615-7_1

    • ISBN
      9783030276140, 9783030276157
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] エンティティリンキング機能を有する知識ベースと外部情報源の統合利用手法2023

    • 著者名/発表者名
      大森雄基, 北川博之, 天笠俊之
    • 学会等名
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 複合的ストリーム処理に対するトレーサビリティの研究2023

    • 著者名/発表者名
      山田真也, 北川博之, Salman Ahmed Shaikh, 天笠俊之, 的野晃
    • 学会等名
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リアルタイム性を考慮した自動睡眠ステージ判定システムの設計2023

    • 著者名/発表者名
      国生泰資, 山田空, 堀江和正, 阿部高志, 北川博之
    • 学会等名
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Big Sequence Data Analysis: From Stream Processing Technology to Applications in Sleep Medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kitagawa
    • 学会等名
      IRI2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ユーザ定義関数を利用した知識ベースと外部情報源の統合利用手法2022

    • 著者名/発表者名
      大森雄基, 北川博之, 天笠俊之
    • 学会等名
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 複合的データ分析処理に対する拡張来歴導出手法と性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      山田真也, 北川博之, 天笠俊之, 的野晃整
    • 学会等名
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 知識ベースと外部情報源の統合利用環境2022

    • 著者名/発表者名
      大森雄基,北川博之,天笠俊之
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会 (IPSJ全国大会 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ストリーム処理の基礎:Velocityへのたゆまざる挑戦2021

    • 著者名/発表者名
      北川博之
    • 学会等名
      最強データベース講義シリーズ#9,日本データベース学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 複合的データ解析を伴う分析処理に対するトレーサビリティの研究2021

    • 著者名/発表者名
      山田真也, 北川博之, 天笠俊之
    • 学会等名
      第13回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] バンディットアルゴリズムとメンション関係を利用した特定トピックに関する特定の地域のツイートの収集2021

    • 著者名/発表者名
      大森雄基,北川博之,天笠俊之
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会 (IPSJ全国大会 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Computing as a Scienceを担うデータベース研究2020

    • 著者名/発表者名
      北川博之
    • 学会等名
      情報処理学会コンピュータサイエンス領域功績賞受賞記念講演,情報処理学会第171回データベースシステム研究会・情報処理学会第140回情報基礎とアクセス技術研究会・電子情報通信学会データ工学研究会合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topic-aware Scheme for Collecting Local Tweets2020

    • 著者名/発表者名
      Carina Miwa Yoshimura, Hiroyuki Kitagawa
    • 学会等名
      第12回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コンテンツ解析を含む大規模データ分析処理に対するトレーサビリティ2020

    • 著者名/発表者名
      山田真也,天笠俊之,北川博之
    • 学会等名
      情報処理学会第82回全国大会 (IPSJ全国大会 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Big Data Analytics and Management: Perspectives from Big Sequence Data Analysis and Research Projects in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kitagawa
    • 学会等名
      The 36th CCF National Database Conference (NDBC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 筑波大学 知識・データ工学研究室

    • URL

      https://www.kde.cs.tsukuba.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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