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新しいモンテカルロ法の確率的画像処理問題への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21540396
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関首都大学東京

研究代表者

岡部 豊  首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 教授 (60125515)

研究期間 (年度) 2009 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2009年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードモンテカルロ法 / 画像処理 / 領域分割 / Mumford-Shah モデル / グラフカット法 / GPU / 並列計算 / クラスターフリップ / GPU / Mumford-Shahモデル / レベルセット法 / XYモデル / KT転移 / 有限サイズスケーリング / 画像修復 / basin hopping
研究概要

新しいモンテカルロ法を用いて、複雑な相転移を示すモデルを調べた。具体的に一般化XYモデルの相転移がパラメータよらずKT転移だけであることを示し、さらに転移温度によらない有限サイズスケーリング解析を行い、KT転移のユニバーサリティーを示した。一方、画像領域分割の問題にモンテカルロ法を適用し、その有効を示した。さらに、graphic processing unit (GPU) をモンテカルロ法の高速計算に適用することを示した。

報告書

(5件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 23件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] lti-cluster algorithm for the simulation of two-dimensional q-state Potts model2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Komura and Y. Okabe
    • 雑誌名

      Comp. Phys. Commun

      巻: 184 ページ: 40-44

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-GPU-based Swendsen-Wang multi-cluster algorithm for the simulation of two-dimensional q-state Potts model2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Komura
    • 雑誌名

      Comp. Phys. Commun.

      巻: 184 号: 1 ページ: 40-44

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2012.08.006

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-Scale Monte Carlo Simulation of Two-Dimen-sional Classical XY Model Using Multiple GPUs2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Komura and Y. Okabe
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 81

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU-based Swendsen-Wang multi-cluster algori-thm for the simulation of two-dimen-sional classical spin systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Komura and Y. Okabe
    • 雑誌名

      Comp. Phys. Commun

      巻: 183 ページ: 1155-1161

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference of energy density of states in the Wang-Landau algorithm2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Komura and Y. Okabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 85

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-Scale Monte Carlo Simulation of Two-Dimensional Classical XY Model Using Multiple GPUs2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Komura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 81 号: 11 ページ: 113001-113001

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.113001

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU-based single-cluster algorithm for the simulation of the Ising model2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Komura, Y.Okabe
    • 雑誌名

      J.Comp.Phys.

      巻: 231 号: 4 ページ: 1209-1215

    • DOI

      10.1016/j.jcp.2011.09.029

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference of energy density of states in the Wang-Landau algorithm2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Komura, Y.Okabe
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E

      巻: 85 号: 1

    • DOI

      10.1103/physreve.85.010102

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU-based Swendsen-Wang multi-cluster algorithm for the simulation of two-dimensional classical spin systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Komura, Y.Okabe
    • 雑誌名

      Comp.Phys.Commun.

      巻: 183 号: 6 ページ: 1155-1161

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2012.01.017

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU-based single-cluster algorithm for the simulation of the Ising model2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Komura and Y. Okabe
    • 雑誌名

      J. Comp. Phys

      巻: 31 ページ: 1209-1215

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reply to the Comment on 'Phase transition of a two-dimensional generalized XY model2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Komura and Y. Okabe
    • 雑誌名

      J. Phys. A: Math. Theor

      巻: 44

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio molecular dynamics simulation on SiN + CH and SiC + NH reactions2011

    • 著者名/発表者名
      J. Yamamoto and Y. Okabe
    • 雑誌名

      Comput. Theor. Chem

      巻: 963 ページ: 24-33

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase transition of a two-dimensional generalized XY model2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Komura and Y. Okabe
    • 雑誌名

      J. Phys. A: Math. Theor

      巻: 44

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monte Carlo methods for optimizing the piecewise constant Mumford-Shah segmentation model.2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, S. Sashida, Y. Okabe and H. K. Lee
    • 雑誌名

      New J. Phys

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reply to the Comment on 'Phase transition of a two-dimensional gener alized XY model2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Komura, Y.Okabe
    • 雑誌名

      J.Phys.A : Math.Theor.

      巻: 44 号: 20 ページ: 208002-208002

    • DOI

      10.1088/1751-8113/44/20/208002

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monte Carlo methods for optimizing the piecewise constant Mumford-Shah segmentation model2011

    • 著者名/発表者名
      H.Watanabe, S.Sashida, Y.Okabe, H.K.Lee
    • 雑誌名

      New J.Phys.

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase transition of a two-dimensional generalized XY model2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Komura, Y.Okabe
    • 雑誌名

      J.Phys.A : Math.Theor.

      巻: 44

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio molecular dynamics simulation on SiN + CH and SiC + NH reactions2011

    • 著者名/発表者名
      J.Yamamoto, Y.Okabe
    • 雑誌名

      Comput.Theor.Chem.

      巻: 963 ページ: 24-33

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of critical bubble in stretched fluid of square-gradient density-functional model with triple-parabolic free energy2010

    • 著者名/発表者名
      M.Iwamatsu and Y. Okabe
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 133

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Dimensional Oxygen and Helical Oxygen Nanotubes inside Carbon Nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      K.Hanami, T. Umesaki, K.Matsuda, Y. Miyata, H. Kataura, Y. Okabe, and Y. Maniwa
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 79

    • NAID

      210000108188

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of critical bubble in stretched fluid of square-gradient density-functional model with triple-parabolic free energy2010

    • 著者名/発表者名
      M.Iwamatsu, Y.Okabe
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys.

      巻: 133

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Dimensional Oxygen and Helical Oxygen Nanotubes inside Carbon Nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      K.Hanami, T.Umesaki, K.Matsuda, Y.Miyata, H.Kataura, Y.Okabe, Y.Maniwa
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 79

      ページ: 23601-23601

    • NAID

      210000108188

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 繰り込み群と物性物理学-臨界現象,そして多様な展開へ2009

    • 著者名/発表者名
      菊池誠, 岡部豊
    • 雑誌名

      数理科学 553

      ページ: 29-35

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The Large-Scale Cluster Labeling Algorithm with Multiple GPUs2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Komura and Y. Okabe
    • 学会等名
      GTC 2013, GPU Technology Conference 2013
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Multi-GPU-based calculation of percolation problem on the TSUBAME 2.0 Supercomputer, SC122012

    • 著者名/発表者名
      Y.Komura and Y. Okabe
    • 学会等名
      The Internationa Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis
    • 発表場所
      Salt Lake City, Utah, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] GPUを用いた融液流動を伴う反応生成物の成長と運動のマルチフェーズフィールド法開発2012

    • 著者名/発表者名
      野本 祐春,小村 幸浩, 岡部豊
    • 学会等名
      日本機械学会 第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド南地区
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] マルチGPUを用いた大規模なSwendsen-Wangマルチクラスターアルゴリズムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      小村幸浩,岡部豊
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] TSUBAME2.0を用いた,大規模な領域分割アルゴリズム:パーコレション問題への応用2012

    • 著者名/発表者名
      小村幸浩,岡部豊
    • 学会等名
      GTC Japan 2012
    • 発表場所
      東京ミッドタウンホール¥&カンファレンス
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 古典スピン系におけるGPUコンピューティングの応用2012

    • 著者名/発表者名
      小村幸浩,岡部豊
    • 学会等名
      第17回計算工学講演会
    • 発表場所
      京都教育文化センター
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Multi-GPU-based calculation of percolation problem on the TSUBAME 2.0 Supercomputer2012

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Komura
    • 学会等名
      SC12, The Internationa Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis
    • 発表場所
      Salt Lake City, Utah, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] TSUBAME2.0を用いた,大規模な領域分割アルゴリズム:パーコレション問題への応用2012

    • 著者名/発表者名
      小村幸浩
    • 学会等名
      GTC Japan 2012
    • 発表場所
      東京ミッドタウンホール&カンファレンス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マルチGPUを用いた大規模なSwendsen-Wangマルチクラスターアルゴリズムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      小村幸浩
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GPUを用いた融液流動を伴う反応生成物の成長と運動のマルチフェーズフィールド法開発2012

    • 著者名/発表者名
      野本祐春
    • 学会等名
      日本機械学会 第 25 回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド南地区
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Mumford-Shah segmentationモデルによる画像領域分割における三手法の数値比較II2011

    • 著者名/発表者名
      佐次田哲, 岡部豊
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] グラフィック処理ユニット(GPU)を用いたq状態ポッツモデルのマルチクラスターアルゴリズムの開発2011

    • 著者名/発表者名
      小村幸浩,岡部豊
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] 酸素を内包したカーボンナノチューブの構造と磁性2010

    • 著者名/発表者名
      花見圭一, 梅崎智之, 松田和之, 柳和宏, 門脇広明, 岡部豊, 真庭豊, 宮田耕充, 片浦弘道
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] モンテカルロ法によるMumford-Shahエネルギー汎関数を用いた画像修復2010

    • 著者名/発表者名
      佐次田哲, 岡部豊
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] モンテカルロ法による確率的画像領域分割2009

    • 著者名/発表者名
      佐次田哲, 岡部豊
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      日本物理学会
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] モンテカルロ法による確率的画像領域分割2009

    • 著者名/発表者名
      佐次田哲, 岡部豊
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ベイズ理論に基づく画像処理におけるWang-Landau法を用いた尤度関数の計算2009

    • 著者名/発表者名
      佐次田哲, 岡部豊
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      立教大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 2次元q状態Pottsモデルのボンド希釈の相転移2009

    • 著者名/発表者名
      小村幸浩,岡部豊, 大関真之
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      立教大学
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2019-07-29  

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