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超高精度カーネル求積法の効率的構成及び理論の構築とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20J22570
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12040:応用数学および統計数学関連
研究機関東京大学

研究代表者

大城 隆之介  東京大学, 情報理工学系研究科, 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 完了 (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)
キーワード数値積分 / 再生核Hilbert空間 / Wasserstein距離 / 最適輸送 / グラフ / カーネル求積 / グラフ求積 / 再生核ヒルベルト空間
研究開始時の研究の概要

本研究では,カーネル求積法のより効率的な求積法とその応用を行うものである.カーネル求積法とは再生核ヒルベルト空間を用いた数値積分法であり,機械学習など様々な応用がある.このカーネル求積法においては点配置が精度に大きく影響する.したがって,できる限り良い点配置を求めたいが,良い点配置を求めることは一般的には難しい問題である.この点配置を求める効率的な手法を求めることが本研究の一番の目標である.さらに,そうして設計されたカーネル求積法を様々な実世界の問題に応用していくことも本研究では目指していく.

研究実績の概要

本年度の研究ではグラフ上の数値積分に取り組んだ。数値積分は科学技術計算および近年発展の著しいデータサイエンスにおいて必要不可欠なものである。そして、積分の対象となる関数もその応用先に合わせて非常に多岐にわたっている。近年発展の著しいデータサイエンス分野ではモノとモノを繋ぐネットワーク上の関数がよく現われる。そして、これらネットワーク上の関数に対するいくつかの問題はグラフ上の数値積分としてとらえられる。グラフ上の数値積分は近年注目され始めており、様々な研究がなされている。
本研究ではグラフ上の数値積分公式の構成及びその高精度化、高速化について取り組んだ。
昨年度まで取り組んでいたグラフ上の再生核Hilbert空間に基づく数値積分については、新たな知見を得ることができた。一方、再生核Hilbert空間に基づく手法のさらなる高性能化については上手くいっていない。
また、本年度はグラフ上の数値積分公式を構成する上での別のフレームワークである1-Wasserstein距離に基づく手法についても新たに研究を進めた。こちらの手法についても、1-Wasserstei距離に基づく誤差、およびテスト関数に対する誤差の意味で一定の性能を示す手法を新たに提案することができた。1-Wasserstein距離に基づく手法については、学会発表を1回行ったほか、当該研究内容をまとめた論文の投稿にむけ、現在準備を進めている。
また、本年度は当研究課題の最終年度にあたるため、研究内容の取りまとめを行った。

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 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Quadratures over graphs via the Frank-Wolfe method and its variant2022

    • 著者名/発表者名
      Oshiro Ryunosuke、Tanaka Ken'ichiro
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 14 号: 0 ページ: 41-44

    • DOI

      10.14495/jsiaml.14.41

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 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
  • [学会発表] 最適輸送問題によるグラフ求積の定式化への K-メデ ィアン問題・DC計画によるアプローチ2022

    • 著者名/発表者名
      大城隆之介、田中健一郎
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2022 年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] カーネル求積によるグラフ求積とその収束解析2021

    • 著者名/発表者名
      大城隆之介,田中健一郎
    • 学会等名
      2021年度応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] グラフ求積へのFrank-Wolfe法の適用2021

    • 著者名/発表者名
      大城隆之介,田中健一郎
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グラフ上の再生核ヒルベルト空間と求積公式2020

    • 著者名/発表者名
      大城隆之介,田中健一郎
    • 学会等名
      異分野・異業種研究交流2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グラフと数値積分2020

    • 著者名/発表者名
      大城隆之介
    • 学会等名
      応用数学フレッシュマンセミナー2020
    • 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: 2024-03-26  

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