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不確実データを含む多目的最適化問題に対する効率的解法の開発と多クラス判別への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20J21961
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
研究機関京都大学

研究代表者

田辺 広樹 (2020-2021)  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

特別研究員 田辺 広樹 (2022)  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2022年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2021年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード多目的最適化問題 / 近接勾配法 / メリット関数 / パレート最適解 / PL条件 / エラーバウンド / 降下法 / 加速法 / FISTA / 大域的収束 / 大域的収束率
研究開始時の研究の概要

本研究では,観測誤差などの不確実データを含む多目的最適化問題に対して,パレート解を高精度に列挙できる降下法を開発し,それを用いて,直感的に利用可能かつ高い汎化性能を有する多クラス判別手法を開発することを目指す.これまでクラスタリング問題の内部で用いるパラメータの調整には多くの労力や専門的知識が必要とされていたが,本研究により,誰でも簡単に扱うことのできるクラスタリング技術を実現することを目指す.
ここで,パレート解とは,多目的最適化問題において複数の目的関数のトレードオフを表す解のことである.パレート解は一般には唯一には定まらず,複数の点を含む集合を成す.

研究実績の概要

本研究は、不確実データを含む多目的最適化問題に対してパレート解を高精度に列挙できる降下法を開発し、それを用いて,直観的に利用可能かつ高い汎化性能を有する多クラス判別手法を開発することを3か年の目的としている。最終年度は、単一目的最適化問題においてエラーバウンドとの等価性が知られているPL条件が、多目的最適化問題においても同様にエラーバウンド性を誘導することを示したほか、これまで厳密に証明されていなかった、直線探索を伴う近接勾配法の大域的収束率を証明した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Convergence rates analysis of a multiobjective proximal gradient method2022

    • 著者名/発表者名
      Tanabe, H., Fukuda, E., and Yamashita, N.
    • 雑誌名

      Optimization Letters

      巻: - 号: 2 ページ: 333-350

    • DOI

      10.1007/s11590-022-01877-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多目的最適化問題に対する加速付き近接勾配法におけるステップ幅の一般化と点列の収束性について2022

    • 著者名/発表者名
      田辺広樹, 福田エレン秀美, 山下信雄
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 公開座談会 ~OR研究の現在と未来~2022

    • 著者名/発表者名
      腰塚武志, 原田耕平, 井上文彰, 五十嵐歩美, 田辺広樹, 永野清仁
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An accelerated proximal gradient method for multiobjective optimization2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tanabe, Ellen. H. Fukuda, and Nobuo Yamashita
    • 学会等名
      SIAM Conference on Optimization 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多目的最適化問題に対する加速付き近接勾配法2021

    • 著者名/発表者名
      田辺広樹, 福田エレン秀美, 山下信雄
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2021年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多目的最適化問題に対する新しいメリット関数2021

    • 著者名/発表者名
      田辺広樹, 福田エレン秀美, 山下信雄
    • 学会等名
      京都大学第15回ICTイノベーション
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-12-25  

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