スケルトン並列プログラミング手法による高速・大規模脳情報処理の実現

• 研究課題/領域番号: 25330088
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ソフトウェア
• 研究機関: 高知工科大学
• 研究代表者: 松崎 公紀 高知工科大学, 工学部, 准教授 (30401243)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 並列プログラミング / 脳情報処理 / 計算パターン / 超解像処理 / MapReduce / ソフトウェア / fMRI / 超解像 / 並列化 / 脳科学

研究成果の概要

本研究は，研究代表者らがこれまでに行ってきた系統的並列プログラミング手法を脳神経科学分野に対して応用するものである．課題1) 並列・分散化による脳画像処理の高速化，課題2) 脳画像データベースに向けた並列・分散フレームワークの研究の2つの課題に取り組んだ．課題1に対しては，fMRI画像の超解像処理を対象に，並列化を含むプログラム高速化手法を3通り適用することで，それぞれ約3倍の高速化を達成した．課題2に対しては，大規模データ処理フレームワーク MapReduce をデータ依存性のある計算に対して適用する手法ならびに，Hadoop MapReduce の計算モデルの定式化を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Functional Models of Hadoop MapReduce with Application to Scan (2016)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Matsuzaki
  • 雑誌名: International Journal of Parallel Programming 巻: (online) 号: 2 ページ: 362-381
  • DOI: 10.1007/s10766-016-0414-9
  • NAID: 110009850860
  • 査読あり
• [雑誌論文] fMRI画像に対する超解像処理とその効果についての検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松崎 公紀，宮崎 玲奈
  • 雑誌名: 高知工科大学紀要 巻: 12
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An Automatic Fusion Mechanism for Variable-Length List Skeletons in SkeTo (2014)
  • 著者名/発表者名: Kento Emoto, Kiminori Matsuzaki
  • 雑誌名: International Journal of Parallel Programming 巻: 42(4) 号: 4 ページ: 546-563
  • DOI: 10.1007/s10766-013-0263-8
  • NAID: 120005728994
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Accumulative Computation on MapReduce (2014)
  • 著者名/発表者名: Yu Liu, Kento Emoto, Kiminori Matsuzaki, Zhenjiang Hu
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌プログラミング 巻: 7 ページ: 18-27
  • NAID: 130003394611
  • 査読あり
• [学会発表] プログラム高速化の効果の検証 －超解像処理を題材として (2016)
  • 著者名/発表者名: 畑中 涼, 松崎 公紀
  • 学会等名: 第18回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ（PPL2016）
  • 発表場所: 岡山県
  • 年月日: 2016-03-07
• [学会発表] MR画像に対する超解像化とその高速化に関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松崎 公紀
  • 学会等名: 医用画像情報学会平成27年度春季(第174回)大会
  • 発表場所: 広島県
  • 年月日: 2016-02-06
• [学会発表] MRI Image Processing with OpenCL (2015)
  • 著者名/発表者名: Juan Luis Soler Ferrer, Kiminori Matsuzaki
  • 学会等名: 第32回日本ソフトウェア科学会大会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] Parallel Tree Accumulations on MapReduce (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Matsuzaki, Reina Miyazaki
  • 学会等名: 7th International Symposium on High-level Parallel Programming and Applications (HLPP 2014)
  • 発表場所: アムステルダム，オランダ
  • 年月日: 2014-07-03 – 2014-07-04
• [学会発表] A Generic Implementation of Tree Skeletons (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Sato, Kiminori Matsuzaki
  • 学会等名: 7th International Symposium on High-level Parallel Programming and Applications (HLPP 2014)
  • 発表場所: アムステルダム，オランダ
  • 年月日: 2014-07-03 – 2014-07-04
• [学会発表] A Tree-Division Tool for Practical Huge XML Trees (Poster) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Takayuki, Kiminori Matsuzaki
  • 学会等名: 11th Asian Symposium on Programming Languages and Systems (APLAS2013)
  • 発表場所: メルボルン，オーストラリア
• [学会発表] An Automatic Fusion Mechanism for Variable-Length List Skeletons in SkeTo (2013)
  • 著者名/発表者名: Kento Emoto, Kiminori Matsuzaki
  • 学会等名: International Symposium on High-level Parallel Programming and Applications
  • 発表場所: パリ，フランス