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2012 年度 実績報告書

記憶領域制限シナリオにおける計算限界の解明

計画研究

研究領域多面的アプローチの統合による計算限界の解明
研究課題/領域番号 24106004
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

浅野 哲夫  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (90113133)

研究分担者 上原 隆平  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (00256471)
垂井 淳  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (00260539)
小野 廣隆  九州大学, 経済学研究科(研究院), 准教授 (00346826)
清見 礼  横浜市立大学, 総合科学部, 准教授 (30447685)
研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2017-03-31
キーワードアルゴリズム / 省メモリ / 計算量 / 下界
研究実績の概要

本研究では,制約されたメモリモデルでの非自明な下界の確立に向けて強力な解析技法の開発をめざしている.また,最短経路問題に代表されるグラフ問題や幾何的最短経路問題などを,計算量下界の解析手法検討の領域全体の共通の課題として提案することも重要な目的である.一般のグラフでの最短経路問題には有力な下界が証明されているため,具体的な問題として,どのグラフ族を対象にすべきかを詳細に検討した上で課題提供を行い,他班と共同で様々な解析技法の適用を試みた.
制約されたメモリモデルについても,従来からの作業領域を入力サイズの対数程度に制限したシナリオ(対数領域計算モデル)だけに限定することなく,アルゴリズムの実行時に利用可能なメモリを最大限に利用して,そのメモリ制約の下で最も効率の良いアルゴリズムを開発することを目指すというシナリオについても研究を進めた.そのようなアルゴリズムのことを環境適応型アルゴリズムと呼ぶことにしている.最近の通信用高性能端末への応用では,正に実行時に利用可能なメモリで最も高速に動作するアルゴリズムが求められている.これに関しては,基本的な問題である直近上位要素発見問題に対する環境適応型アルゴリズムの開発を行った.それだけではなく,この問題に対する計算量の下界についても初期的な結果を得ることができた.その結果は現在国際会議に投降中である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計算量の下界に関する研究は,理論計算機科学の分野でも最も困難であることは衆目の一致するところである.その意味で,与えられた読み出し専用配列の各要素に対して,そこから最も近くにある上位要素(値の大きい要素)を求める問題(直近上位要素発見問題)に対して環境適応型のアルゴリズムを開発しただけでなく,ポインタマシンモデルながら,自明でない計算量の下界が得られたことは十分な研究成果である.この研究成果以外にも,計算幾何学問題とグラフに関する問題において省メモリアルゴリズムに関する研究に進展があり,国際会議にも発表していることから概ね順調に研究が進んでいるものと自己評価している.

今後の研究の推進方策

計算幾何学とグラフ理論に関連する諸問題について他の班と連携を取りながら,かつ海外の連携研究者とも緊密な連携を保ちながら研究を進める.最も関心が高いのは,省メモリアルゴリズムの基本的な対象である直近上位要素発見問題とグラフ理論における最重要問題である最短経路問題である.両者に対して計算量の新たな下界を求めることは勿論最重点課題であるが,計算量の上界についても積極的に検討を進めたい.特に,入力を読み出し専用配列に置くという仮定に関しても積極的にその意味を考察し,幅広い応用につなげたい.

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (29件) (うち査読あり 29件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Efficient algorithms for a simple network design problem2013

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Nakano, Ryuhei Uehara, and Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Networks

      巻: 62 ページ: 96-104

    • DOI

      10.1002/net.21500

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tractabilities and Intractabilities on Geometric Intersection Graphs2013

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Algorithms

      巻: 6(1) ページ: 60-83

    • DOI

      10.3390/a6010060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coverage with k-Transmitters in the Presence of Obstacles2013

    • 著者名/発表者名
      B. Ballinger, N. Benbernou, P. Bose, M. Damian, E.D. Demaine, V. Dujmovic, R. Flatland, F. Hurtado, J. Iacono, A. Lubiw, P. Morin, V. Sacristan, D. Souvaine, and R. Uehara
    • 雑誌名

      Journal of Combinatorial Optimization

      巻: 25(2) ページ: 208-233

    • DOI

      doi:10.1007/s10878-012-9475-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Route-Enabling Graph Orientation Problems2013

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Yuichiro Miyamoto, Hirotaka Ono, Hisao Tamaki, and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: 65 ページ: 317-338

    • DOI

      DOI:10.1007/s00453-011-9589-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Small-Space Algorithm for Removing Small Connected Components from a Binary Image2013

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano and Revant Kumar
    • 雑誌名

      IEICE Trans. EA, Special Section on Discrete Mathematics and Its Applications

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstruction Algorithms for Permutation Graphs and Distance-Hereditary Graphs2013

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kiyomi, Toshiki Saitoh, and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Inf. Syst.

      巻: E96-D (3) ページ: 426-432

    • DOI

      DOI:10.1587/transinf.E96.D.426

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Algorithm for Reporting All Segment Intersections Using Work Space of Arbitrary Size2013

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Konagaya and Tetsuo Asano
    • 雑誌名

      IEICE Trans. EA, Special Section on Discrete Mathematics and Its Applications

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complexity of the stamp folding problem2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Umesato, Toshiki Saitoh, Ryuhei Uehara, Hiro Ito, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      DOI:10.1016/j.tcs.2012.08.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational Complexity of Piano-Hinged Dissections2013

    • 著者名/発表者名
      Zachary Abel, Erik D. Demaine, Martin L. Demaine, Takashi Horiyama and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Proc. The European Workshop on Computational Geometry (EuroCG 2013)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Base location problems for base-monotone regions2013

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Chun, Takashi Horiyama, Takehiro Ito, Natsuda Kaothanthong, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Takeshi Tokuyama, Ryuhei Uehara and Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Proc. 7th International Workshop on Algorithms and Computation (WALCOM 2013), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 7748 ページ: 53-64

    • DOI

      DOI:10.1007/978-3-642-36065-7_7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-place Algorithm for Erasing a Connected Component in a Binary Image2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano
    • 雑誌名

      Theory of Computing Systems

      巻: 50(1) ページ: 111-123

    • DOI

      DOI:10.1007/s00224-011-9335-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NP-completeness of generalized Kaboozle2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano, Erik D. Demaine, Martin L. Demaine, and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 20 (3) ページ: 713-718

    • DOI

      DOI:10.2197/ipsjjip.20.713

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Faster Computation of the Robinson-Foulds Distance between Phylogenetic Networks2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano, Jesper Jansson, Kunihiko Sadakane, Ryuhei Uehara, and Gabriel Valiente
    • 雑誌名

      Information Sciences

      巻: 197 ページ: 77-90

    • DOI

      doi:10.1016/j.ins.2012.01.038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ghost Chimneys2012

    • 著者名/発表者名
      David Charlton, Erik D. Demaine, Martin L. Demaine, Vida Dujmovic, Pat Morin, and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      International Journal of Computational Geometry and Applications

      巻: 22(3) ページ: 207-214

    • DOI

      DOI:10.1142/S0218195912500057

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bipartite Permutation Graphs are Reconstructible2012

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kiyomi, Toshiki Saitoh, and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Discrete Mathematics, Algorithms and Applications

      巻: 4(3) ページ: 1250039:1-14

    • DOI

      doi:10.1142/S1793830912500395

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On space complexity of self-stabilizing leader election in mediated population protocol2012

    • 著者名/発表者名
      Ryu Mizoguchi, Hirotaka Ono, Shuji Kijima, and Masafumi Yamashita
    • 雑誌名

      Distributed Computing

      巻: 25(6) ページ: 451-460

    • DOI

      doi:10.1007/s00446-012-0173-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On bipartite powers of bigraphs2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Okamoto, Yota Otachi, and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Discrete Mathematics and Theoretical Computer Science

      巻: 14(2) ページ: 11-20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Covering of Any Point Configuration by Disjoint Unit Disks2012

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Okayama, Masashi Kiyomi, and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Geombinatorics

      巻: XXI(1) ページ: 14-23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Covering points with disjoint unit disks2012

    • 著者名/発表者名
      Greg Aloupis, Robert Hearn, Hirokazu Iwasawa and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Proc. The 24th Canadian Conference on Computational Geometry (CCCG 2012)

      巻: - ページ: 41-46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Framework for Connected Components Labeling of Binary Images2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano and Sergey Bereg
    • 雑誌名

      Proc. the 15th International Workshop on Combinatorial Image Analysis

      巻: - ページ: 90-102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small Work Space Algorithms for Some Basic Problems on Binary Images2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano, Sergey Bereg, and Lilian Buzer
    • 雑誌名

      Proc. the 15th International Workshop on Combinatorial Image Analysis

      巻: - ページ: 103-114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Memory-Constrained Algorithms for Simple Polygons2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Asano, Kevin Buchin, Maike Buchin, Matias Korman, Wolfgang Mulzer, Gunter Rote, and Andre Schulz
    • 雑誌名

      Proc. European Workshop on Computational Geometry

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Complexity of Flooding Games on Graphs with Interval Representations2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fukui, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno and Yushi Uno
    • 雑誌名

      Proc. Thailand-Japan Joint Conference on Computational Geometry and Graphs (TJJCCGG 2012)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Algorithms for Computing Optimal Image Segmentation using Quadtree Decomposition2012

    • 著者名/発表者名
      Jinhee Chun, Takashi Horiyama, Takehiro Ito, Natsuda Kaothanthong, Hirotaka Ono, Yota Otachi, Takeshi Tokuyama, Ryuhei Uehara, and Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Proc. Thailand-Japan Joint Conference on Computational Geometry and Graphs (TJJCCGG 2012)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Packing Trominoes is NP-Complete, #P-hard and ASP-Complete2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Horiyama, Takehiro Ito, Keita Nakatsuka, Akira Suzuki and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Proc. The 24th Canadian Conference on Computational Geometry (CCCG 2012)

      巻: - ページ: 219-224

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Polynomial-Time Approximation Scheme for the Geometric Unique Coverage Problem on Unit Squares2012

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Shin-Ichi Nakano, Yoshio Okamoto, Yota Otachi, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno and Yushi Uno
    • 雑誌名

      Proc. 13th Scandinavian Symposium and Workshops on Algorithm Theory (SWAT 2012), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 7357 ページ: 24-35

    • DOI

      DOI:10.1007/978-3-642-31155-0_3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A 4.31-Approximation for the Geometric Unique Coverage Problem on Unit Disks2012

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Shin-Ichi Nakano, Yoshio Okamoto, Yota Otachi, Ryuhei Uehara, Takeaki Uno, and Yushi Uno
    • 雑誌名

      Proc. 23rd Annual International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2012), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 7676 ページ: 372-381

    • DOI

      DOI:10.1007/978-3-642-35261-4_40

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Enumeration of the Directed Binary Perfect Phylogenies bibliographical record in from Incomplete Data2012

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kiyomi, Yoshio Okamoto and Toshiki Saitoh
    • 雑誌名

      Proc. SEA

      巻: 7276 ページ: 248-259

    • DOI

      DOI:10.1007/978-3-642-30850-5_22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Common Developments of Three Different Orthogonal Boxes2012

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Shirakawa and Ryuhei Uehara
    • 雑誌名

      Proc. The 24th Canadian Conference on Computational Geometry (CCCG 2012)

      巻: - ページ: 19-23

    • 査読あり
  • [学会発表] 最大辺支配問題に対する貪欲法の近似率解析2013

    • 著者名/発表者名
      土中哲秀,小野廣隆
    • 学会等名
      火の国情報シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2013-03-14 – 2013-03-15
  • [学会発表] 計算の複雑さと証明の複雑さ2012

    • 著者名/発表者名
      垂井淳
    • 学会等名
      京大数理研研究集会「証明論と複雑性」, 京大数理研講究録
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2012-09-12 – 2012-09-14
    • 招待講演
  • [図書] 折り紙の情報科学への応用(3.1章),『折紙の数理とその応用』2012

    • 著者名/発表者名
      上原隆平(日本応用数理学会監修,野島武敏,萩原一郎編)
    • 総ページ数
      255
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] 近代科学社2012

    • 著者名/発表者名
      上原 隆平(訳), ジョセフ・オルーク(著)
    • 総ページ数
      235
    • 出版者
      折り紙のすうり

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公開日: 2018-02-02  

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