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2022 年度 実績報告書

大規模グラフ構造圧縮データに対する並列グラフマイニングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12103
研究機関広島市立大学

研究代表者

内田 智之  広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (70264934)

研究分担者 正代 隆義  福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (50226304)
宮原 哲浩  広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (90209932)
鈴木 祐介  広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (10398464)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードグラフマイニング / グラフ構造データ / グラフ構造圧縮 / Graph Neural Networks
研究実績の概要

本研究課題の目的は、データの走査時間を削減しかつグラフマイニングに要する計算時間を短縮するために、グラフ構造データを可逆圧縮して得られるグラフ構造圧縮データから、陽に解凍することなく特徴を表すグラフパターンを高速かつ省メモリで獲得する、並列分散処理環境下で稼働するGPGPUに対応した超並列グラフマイニングシステムを開発することである。
2021年度に行なった方針転換によって、最終年度を含む研究期間内の成果は以下の通りである。研究テーマ(1)では、前年度までの成果である、多重圧縮順序木集合に対する頻出項木パターン並列枚挙アルゴリズム、進化計算を用いた頂点ラベル付きタグ木パターンとTTSPグラフパターン抽出手法、1変数項木パターンの枚挙アルゴリズムの開発に加え、形式グラフ体系(FGS)に関する多項式時間PAC学習可能性の証明を行った。また、項木パターンを拡張することで、多重圧縮順序木集合に対する頻出項木パターンマッチングアルゴリズムを改良した成果を2023年度に報告予定である。また、研究テーマ(3)では、頻出1変数項木パターン枚挙アルゴリズムの開発、進化的学習による区間グラフパターンや複合的なワイルドカード付きタグ木パターンの獲得手法の開発を行った。さらに、研究テーマ(4)と(5)では、文字列、順序木あるいは無順序木の2値分類集合を学習させた超高精度グラフ畳み込みネットワーク(Graph Convolutional Networks, GCN)をオラクルとし、1つの正例と線形回数の所属性質問を用いて正則パターン、順序項木パターンあるいは木パターンをそれぞれ同定する質問学習アルゴリズムの開発とその解析、非線形項木パターンに対するマッチングアルゴリズムと頻出1変数項木パターン枚挙への応用を行った。GPGPUのひとつであるGCNを活用した超並列グラフマイニングシステムの基盤を作った。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Parameterized Formal Graph Systems and Their Polynomial-Time PAC learnability2023

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi SHOUDAI, Satoshi MATSUMOTO, Yusuke SUZUKI, Tomoyuki UCHIDA, Tetsuhiro MIYAHARA
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E106-A(6) ページ: to appear

    • DOI

      10.1587/transfun.2022EAP1052

    • 査読あり
  • [学会発表] 非線形項木パターンに対するマッチングアルゴリズムと頻出1変数項木パターン枚挙への応用2023

    • 著者名/発表者名
      片山 悠, 鈴木 祐介, 内田 智之, 宮原 哲浩
    • 学会等名
      火の国情報シンポジウム2023
  • [学会発表] 超高精度グラフ畳み込みネットワークをオラクルとする無順序木パターンの質問学習モデル2023

    • 著者名/発表者名
      石灘 洸樹, 正代 隆義, 内田 智之, 松本 哲志
    • 学会等名
      情報処理学会 第85回全国大会
  • [学会発表] 学習済超高精度GCNをオラクルとする順序項木パターンの質問学習モデルの解析と実データでの評価2023

    • 著者名/発表者名
      東山 的生, 野口 大悟, 内田 智之, 正代 隆義, 松本 哲志
    • 学会等名
      情報処理学会 第86回全国大会
  • [学会発表] 特徴的な区間グラフパターンを獲得する進化的学習における遺伝的操作2022

    • 著者名/発表者名
      山本 柊一朗, 宮原 哲浩, 正代 隆義, 鈴木 祐介, 内田 智之, 久保山 哲二
    • 学会等名
      2022 IEEE SMC Hiroshima Chapter 若手研究会
  • [学会発表] 線形パターンの質問学習アルゴリズムによる深層学習モデルの予測根拠の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      武田 直人, 内田 智之, 正代 隆義, 松本 哲志, 鈴木 祐介, 宮原 哲浩
    • 学会等名
      2022年度 人工知能学会全国大会(第36回)
  • [学会発表] 順序木パターンの質問学習アルゴリズムによるグラフ畳み込みネットワークの予測根拠の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      小田 直季, 内田 智之, 正代 隆義, 松本 哲志, 鈴木 祐介, 宮原 哲浩
    • 学会等名
      2022年度 人工知能学会全国大会(第36回)
  • [学会発表] ラベル情報を利用した進化的学習による複合的なワイルドカード付きタグ木パターンの獲得2022

    • 著者名/発表者名
      宮原 哲浩, 鈴木 祐介, 久保山 哲二, 内田 智之
    • 学会等名
      2022年度 人工知能学会全国大会 (第36回)

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公開日: 2023-12-25  

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