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2014 年度 実績報告書

超高速列挙アルゴリズムを用いた構造データマイニングアルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J01149
研究機関北海道大学

研究代表者

和佐 州洋  北海道大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード列挙アルゴリズム / データマイニング / グラフ / 半構造データ / 機械学習
研究実績の概要

平成26年度は,(i) 高速なデータマイニング技術を開発するための基盤技術である列挙アルゴリズムに関する研究と,(ii) 列挙アルゴリズムを用いた機械学習のための特徴量抽出アルゴリズムの開発を行った.次にこれらの概要を述べる:
(i) 本項では,木構造の一種である,誘導木に注目し,入力グラフからすべての誘導木を漏れなく重複無く列挙するアルゴリズムを開発した.提案のアルゴリズムは,入力グラフの縮退数と呼ばれるパラメタが定数であるときに,最適な列挙アルゴリズムである.縮退数は,グラフの平均次数と密接な関係がある.このアルゴリズムは,平均次数の小さい現実世界のデータに対して,適応可能なアルゴリズムだと考えられる.本結果は,韓国で行われた第25回アルゴリズムと計算に関する国際会議 (ISAAC 2014) に採択された.
(ii) 今日,データベースに含まれる特徴量は膨大であり,それらを組み合わせると,その数は天文学的数字になる.本項では,列挙アルゴリズムと枝刈り法を用いて,機械学習で用いる有用な組み合わせ特徴量の発見するアルゴリズムの開発を目的とした.結果として,既存研究で与えられた特徴量列挙アルゴリズムよりも,省スペースで高速なアルゴリズムを開発できたが,機械学習の性能向上にはつながらなかった.本結果は,第17回情報論的学習理論ワークショップで発表した.性能向上を測るために,今後は,より有用な特徴量のみを列挙するアルゴリズムに関する考察を行いたい.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

列挙アルゴリズムの開発に関しては順調に推移している.しかし,列挙アルゴリズムの並列実行可能性の考察は十分に行えなかった.この点に関しては現在取り組んでいる遷移問題と呼ばれる問題も同時に考えることで,何らかの知見が得られると考えている.また,データマイニングアルゴリズムの開発に関しては,十分な結果が得られていない.これは研究計画上の課題である.これらを踏まえて,達成度はやや遅れていると評価する.

今後の研究の推進方策

列挙アルゴリズムの開発に関しては,順調に成果が出ているため,このまま遂行していく.一方で,データマイニングアルゴリズムの開発に関してはやや遅れている.対応策としては,外部の研究者と積極的に交流を行うことで,現在のアルゴリズムの問題点を明確化し,当初の研究計画を達成したい.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Efficient Enumeration of Induced Subtrees in a K-Degenerate Graph2014

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Wasa, Hiroki Arimura, and Takeaki Uno
    • 雑誌名

      Proc. The 25th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2014)

      巻: LNCS 8889 ページ: 94 -- 201

    • DOI

      10.1007/978-3-319-13075-0_8

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 極大誘導木の存在判定問題と遷移問題2015

    • 著者名/発表者名
      和佐州洋
    • 学会等名
      列挙合宿
    • 発表場所
      群馬県
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-07
  • [学会発表] 隠れマルコフモデルを用いた軌跡データに対するカーネルの設計2015

    • 著者名/発表者名
      岩館 洸太,和佐州洋,有村 博紀
    • 学会等名
      第7回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(第13回日本データベース学会年次大会) (DEIM2015)
    • 発表場所
      福島県
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-04
  • [学会発表] DNF列挙を用いた論理2値属性の自動生成2014

    • 著者名/発表者名
      楠村幸貴,和佐州洋,藤巻遼平
    • 学会等名
      第17回情報論的学習理論ワークショップ
    • 発表場所
      愛知県
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-19
  • [学会発表] 誘導部分グラフ列挙問題2014

    • 著者名/発表者名
      和佐州洋
    • 学会等名
      列挙合宿
    • 発表場所
      群馬県
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
  • [学会発表] 誘導木列挙とその周辺の話題2014

    • 著者名/発表者名
      和佐州洋
    • 学会等名
      ERATO湊離散構造処理系プロジェクト 「2014年度 秋のワークショップ」
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] $K$-縮退グラフに含まれる誘導木の列挙2014

    • 著者名/発表者名
      和佐州洋,有村博紀,宇野毅明
    • 学会等名
      第148回 アルゴリズム研究会
    • 発表場所
      愛媛県
    • 年月日
      2014-06-13 – 2014-06-14
  • [学会発表] 誘導木の効率よい列挙2014

    • 著者名/発表者名
      和佐州洋
    • 学会等名
      列挙合宿
    • 発表場所
      群馬県
    • 年月日
      2014-04-12 – 2014-04-14
  • [備考] Enumeration of Enumeration Algorithms

    • URL

      http://www-ikn.ist.hokudai.ac.jp/~wasa/enumeration_complexity.html

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公開日: 2016-06-01  

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