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代数曲面の近似・変形・補間の各操作に適する数値・数式融合計算の開発と検証

研究課題

研究課題/領域番号 19K11827
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
研究機関神戸大学

研究代表者

長坂 耕作  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (70359909)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
キーワード数値・数式融合計算 / 近似GCD / 近似Groebner基底 / SLRA / 補間法 / Bernstein基底 / 数値数式融合計算 / 近似代数 / 計算機代数 / Groebner basis detection / NewtonSLRA / 有理関数近似 / 代数曲面 / 代数曲線
研究開始時の研究の概要

代数曲面(代数曲線を含む)は,平面や空間における形状データ生成にも使われるが,単一の代数曲面で複雑な形状を実現しようとすると,著しく高い次数の多項式が必要となってしまう。本研究課題では,数値・数式融合計算(近似GCD,近似因数分解,近似グレブナー基底など)を用いることで,様々な形で厳密な代数式を近似した形で扱えうることに着目し,代数曲面の近似・変形・補間の各操作に最適となる数値・数式融合計算の開発と検証を行う。

研究成果の概要

実践的な計算において不可避の誤差が含まれると,多項式の性質が悪化し取り扱いが困難となる。そこで基礎的な多項式操作として,連立方程式の解を求める方法に対応するGCDやGroebner基底の研究を推進した。研究成果として,誤差への耐性を基底変換により改善する方法,誤差を軽減する既知の方法の改善方法,多項式の次数や変数の個数が多い場合にも計算を可能とする新しい方法などを提案し,最終的に,これまでの方法では解くことが難しい問題の計算例などを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

単一の代数曲面(代数曲線を含む)で複雑な形状を実現しようとすると,著しく高い次数の多項式が必要となってしまう。本研究課題では,数値・数式融合計算(厳密だが遅い計算方法と,高速だが不正確な計算方法を融合させる計算)を用いることで,様々な形で厳密な代数式を近似した形で扱えうることに着目し,実践的な計算において不可避の誤差を含んだ多項式に対して,種々の操作の基盤となる計算アルゴリズムの開発を行い,その有効性を計算例により示した。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Conditional Groebner Basis: Groebner Basis Detection with Parameters2023

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kosaku、Oshimatani Ryo
    • 雑誌名

      ACM Communications in Computer Algebra

      巻: 57 号: 3 ページ: 160-164

    • DOI

      10.1145/3637529.3637540

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SLRA Interpolation for Approximate GCD of Several Multivariate Polynomials2023

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kosaku
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2023 International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation, ISSAC 2023

      巻: - ページ: 470-479

    • DOI

      10.1145/3597066.3597116

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二変数多項式の近似GCD2023

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2255

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] パラメータを伴ったGroebner基底の構造的な検出について2022

    • 著者名/発表者名
      大島谷遼, 長坂耕作
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2224 ページ: 79-94

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 近似Groebner基底の逐次算法に向けて(再訪)2022

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2224 ページ: 95-102

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relaxed NewtonSLRA for Approximate GCD2021

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kosaku
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12865 ページ: 272-292

    • DOI

      10.1007/978-3-030-85165-1_16

    • ISBN
      9783030851644, 9783030851651
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 近似GCDでのNewtonSLRAアルゴリズムの効果的な利用に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2185 ページ: 16-21

    • NAID

      120007141777

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Approximate square-free part and decomposition2021

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kosaku
    • 雑誌名

      Journal of Symbolic Computation

      巻: 104 ページ: 402-418

    • DOI

      10.1016/j.jsc.2020.08.004

    • NAID

      120006952743

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximate GCD by Bernstein Basis, and its Applications2020

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kosaku
    • 雑誌名

      Proceedings of the 45th International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation, ISSAC 2020

      巻: - ページ: 372-379

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バーンスタイン基底関数を用いた近似GCDの評価について2020

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2159 ページ: 132-136

    • NAID

      120006956633

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 多変数多項式の近似GCD2023

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      研究集会 Computer Algebra - Foundations and Applications
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Conditional Groebner Basis: Groebner Basis Detection with Parameters2023

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Nagasaka, Ryo Oshimatani
    • 学会等名
      The 48th International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation (ISSAC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SLRA Interpolation for Approximate GCD of Several Multivariate Polynomials2023

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Nagasaka
    • 学会等名
      The 48th International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation (ISSAC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二変数多項式の近似GCD2022

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      研究集会 Computer Algebra - Foundations and Applications
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Groebner basis detection with parameters2022

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Nagasaka, Ryo Oshimatani
    • 学会等名
      Computer Algebra in Scientific Computing: 24th International Workshop, CASC 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パラメータを伴ったGroebner基底の構造的な検出法の改善2022

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      日本数式処理学会第31回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 近似Groebner基底の逐次算法に向けて(再訪)2021

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      研究集会 Computer Algebra - Theory and its Applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Relaxed NewtonSLRA for Approximate GCD2021

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Nagasaka
    • 学会等名
      The 23rd International Workshop on Computer Algebra in Scientific Computing, CASC 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approximate GCD by relaxed NewtonSLRA algorithm2021

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Nagasaka
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation (ISSAC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NewtonSLRAの緩和アルゴリズムとその効果2021

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      日本数式処理学会第30回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 近似GCDでのNewtonSLRAアルゴリズムの効果的な利用に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      研究集会 Computer Algebra - Theory and its Applications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 近似GCD関連問題におけるNewtonSLRAアルゴリズムの評価2020

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      日本数式処理学会第29回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Approximate GCD by Bernstein Basis, and its Applications2020

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kosaku
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Symbolic and Algebraic Computation, ISSAC 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バーンスタイン基底関数を用いた近似GCDの評価について2019

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      研究集会 Computer Algebra - Theory and its Applications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 近似GCDとその応用2019

    • 著者名/発表者名
      長坂耕作
    • 学会等名
      長坂耕作 第28回 日本数式処理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] LIBSNAP

    • URL

      https://wwwmain.h.kobe-u.ac.jp/~nagasaka/research/snap/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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