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誤り訂正符号と多値論理関数との離散フーリエ変換による関係性解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K22850
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関豊田工業大学

研究代表者

松井 一  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80329854)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード準巡回符号 / 自己双対符号 / 自己直交符号 / 反転不変符号 / 巡回符号 / 最小重み / 有限体 / 中国剰余定理 / 可逆符号 / DNA符号 / 離散Fourier変換 / 畳み込み定理 / 多値論理関数 / 高速フーリエ変換 / グレブナー基底 / たたみ込み
研究開始時の研究の概要

研究代表者は,誤り訂正符号の研究の中で,離散フーリエ変換を介して成り立つ多値論理関数とのある種の関係を発見した.これにより,誤り訂正符号の研究成果を多値論理関数に応用でき,特に「畳込み定理」を一般化し,多値論理多項式の積の高速化に応用した.挑戦的研究として,このような誤り訂正符号と多値論理関数との更なる関係解明を行う.また,コンピュータサイエンスにおける様々な未解決問題,例えば離散フーリエ変換やグレブナー基底決定の真の計算量を求める問題に挑戦する.実用面では,誤り訂正符号の高性能化や多値論理関数の新たな応用に繋げる.

研究成果の概要

1.拡大有限体上の巡回符号から得られる準巡回(QC)符号の生成多項式行列を求めた.また,生成多項式行列Gから定まるQC符号Qについて,Qが拡大有限体上のある巡回符号から得られるためのGの必要十分条件を求めた.応用として,拡大有限体上の巡回符号から得られるQC符号が反転不変であるための巡回符号のスペクトラムについての必要十分条件を求めた.
2.一般のQC符号について研究を行い,反転不変符号,自己直交符号,および自己双対符号の生成多項式行列を決定した.本研究の結果を利用した計算機探索によって,最小距離の上限を達成する自己直交である様々な反転不変QC符号を発見することができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

準巡回符号と呼ばれる誤り訂正符号のクラスについて,生成多項式行列を軸とした研究を行った.これまで研究代表者は,双対符号に対する生成多項式行列の公式を求め,自己直交および自己双対符号の構成と探索に応用してきた.本研究では,反転符号に対する生成多項式行列の公式を求め,反転不変符号の構成と探索に応用した.また,素因子分解および中国剰余定理を応用することにより,自己直交符号および反転不変符号の構成と探索が高速化されることが判明したため,この手法によりこれらのクラスの誤り訂正能力の高い符号をリストアップした.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Ain Shams University(エジプト)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Linking Reversed and Dual Codes of Quasi-Cyclic Codes2022

    • 著者名/発表者名
      Ramy Taki ElDin, Hajime Matsui
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E105.A 号: 3 ページ: 381-388

    • DOI

      10.1587/transfun.2021TAP0010

    • NAID

      130008165465

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2022-03-01
    • 関連する報告書
      2021 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] A Modulus Factorization Algorithm for Self-Orthogonal and Self-Dual Quasi-Cyclic Codes via Polynomial Matrices2021

    • 著者名/発表者名
      Hajime Matsui
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104.A 号: 11 ページ: 1649-1653

    • DOI

      10.1587/transfun.2021EAL2021

    • NAID

      130008109904

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2021-11-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Good reversible quasi-cyclic codes via unfolding cyclic codes2020

    • 著者名/発表者名
      Ramy Taki ElDin, Hajime Matsui
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 9 号: 12 ページ: 668-673

    • DOI

      10.1587/comex.2020XBL0117

    • NAID

      130007949978

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2020-12-03
    • 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] On reversibility and self-duality for some classes of quasi-cyclic codes2020

    • 著者名/発表者名
      Ramy Taki ElDin, Hajime Matsui
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 143285-143293

    • DOI

      10.1109/access.2020.3013958

    • 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] On reversibility of some sub-classes of generalized quasi-cyclic codes2019

    • 著者名/発表者名
      Ramy Taki ElDin, Hajime Matsui
    • 雑誌名

      第42回情報理論とその応用シンポジウム予稿集

      巻: 1 ページ: 267-272

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Quasi-cyclic codes via unfolded cyclic codes and their reversibility2019

    • 著者名/発表者名
      Ramy Taki ElDin, Hajime Matsui
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 184500-184508

    • DOI

      10.1109/access.2019.2960569

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 有理整数剰余環上の反転不変な誤り訂正符号2022

    • 著者名/発表者名
      尾白典文,松井一
    • 学会等名
      日本数学会年会応用数学分科会講演アブストラクト,pp.3-6
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ある種の準巡回符号の因子分解された自己双対符号が反転不変になるための十分条件2022

    • 著者名/発表者名
      尾白典文,松井一
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会基礎・境界ソサイエティ講演論文集A-2-1,p.23
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 整数剰余環上の反転不変な符号に対する素因子分解を用いた構成2021

    • 著者名/発表者名
      尾白典文,松井一
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム,研究速報セッション
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 反転不変かつ自己双対な準巡回符号の構成とその高速化2021

    • 著者名/発表者名
      兼子駿,松井一
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム,研究速報セッション
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Factorization and composition of reversible quasi-cyclic codes by Chinese remainder theorem2021

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Ojiro, Kakeru Kaneko, Hajime Matsui
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム,pp.25-28
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 誤り訂正能力が高い反転不変かつ自己双対な準巡回符号の探索2021

    • 著者名/発表者名
      兼子駿,尾白典文,松井一
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム,pp.29-33
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ZDDを用いた誤り訂正符号の探索における自己双対と最小距離による制約2021

    • 著者名/発表者名
      川口将生,松井一
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会基礎・境界講演論文集A-2-4,p.23
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 最小重みが大きい可逆かつ自己双対な準巡回符号の探索2021

    • 著者名/発表者名
      兼子駿,松井一
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会,D6-3
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 反転について不変な準巡回符号の中国剰余定理による構成2021

    • 著者名/発表者名
      尾白典文,松井一
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会,D6-4
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SATソルバーを用いた自己双対と最小重みの制約による誤り訂正符号の探索2021

    • 著者名/発表者名
      宮田陸,松井一
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会,D6-5
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Finding self-dual quasi-cyclic codes with large minimum weight via polynomial matrices2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kawaguchi, Hajime Matsui
    • 学会等名
      International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generator polynomial matrices of reversed and reversible quasi-cyclic codes2020

    • 著者名/発表者名
      Ramy Taki ElDin, Hajime Matsui
    • 学会等名
      International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 準巡回符号に対する64元体上のHermitian自己双対符号の最小重みを用いた探索2020

    • 著者名/発表者名
      川口将生,松井一
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己双対な準巡回符号の素因子分解による8元体上での生成行列および次元を用いた構成2020

    • 著者名/発表者名
      山路大樹,川口将生,松井一
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 素因子分解を用いた準巡回符号の探索への16元体上のHermitian自己双対符号の利用2020

    • 著者名/発表者名
      笠井純,川口将生,松井一
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高性能な準巡回符号の構成に対するPCクラスタを用いた高速化2020

    • 著者名/発表者名
      山路大樹,松井一
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 準巡回符号の構成における中国剰余定理の利用と最小重みの評価2020

    • 著者名/発表者名
      江口広樹,山路大樹,松井一
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 準巡回符号に対する素因子分解によるメニーコアCPUを用いた探索2019

    • 著者名/発表者名
      川口将生,山路大樹,松井一
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A modulus factorization algorithm for self-orthogonal and self-dual quasi-cyclic codes2019

    • 著者名/発表者名
      Hajime Matsui
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 論理多項式を用いたベイズ推定における実対数閾値の評価2019

    • 著者名/発表者名
      山田拓実,松井一
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 準巡回性を持つ自己双対な誤り訂正符号の探索2019

    • 著者名/発表者名
      前田篤輝,山路大樹,松井一
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 誤り訂正符号入門(第2版)2019

    • 著者名/発表者名
      イエルン・ユステセン,トム・ホーホルト,阪田省二郎(訳),栗原正純(訳),松井一(訳),藤沢 匡哉(訳)
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      森北出版
    • ISBN
      9784627817128
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 豊田工業大学情報通信研究室

    • URL

      https://www.toyota-ti.ac.jp/Lab/Denshi/InfoComm/index_ja.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 豊田工業大学研究者情報システム

    • URL

      http://ttiweb.toyota-ti.ac.jp/public/user.php?s=1&id=4672&t=1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] Toyota Technological Institute: Hajime Matsui

    • URL

      https://www.toyota-ti.ac.jp/english/research/staff/elec/post-12.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Information and Communication Engineering Lab

    • URL

      https://www.toyota-ti.ac.jp/english/research/labolatories/elec/post-9.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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