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2010 年度 実績報告書

グラフパターン言語の計算論的学習理論とグラフマイニングへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 20500016
研究機関九州大学

研究代表者

正代 隆義  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 准教授 (50226304)

研究分担者 内田 智之  広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (70264934)
キーワードグラフパターン / グラフ言語 / グラフアルゴリズム / グラフ構造データ / データマイニング / 機械学習 / 機械発見 / 帰納推論
研究概要

本研究課題の目的は、グラフ構造データベースに蓄積された膨大な情報から役に立つ科学的知識を学習するための理論構築とグラフマイニングシステム開発である。平成22年度は、これまで得られた研究成果の基礎理論の確立、および実データに対する構造パターン発見の実証を行った。
与えられたグラフデータに、指定されたグラフパターンが現れるか否かを問う問題は、グラフマイニングにおける最も基本的な問題である。これをグラフパターン照合問題と呼ぶ。グラフパターンとは、適当な条件下で任意のグラフと置き換え可能な内部変数を持つグラフ構造を指す。これまでに本課題では、化学化合物のデータベースに対して、グラフパターン照合問題などのグラフマイニングにおける基本的な問題に効率の良いアルゴリズムを与え、興味深いグラフパターンの抽出に成功してきた。平成22年度は、グラフパターンの一般化を目的とし、グラフの木幅を考慮したグラフパターンを提案し、そのグラフパターン照合問題に対するアルゴリズムを提案した。実際、化学化合物のほとんど全てが小さい木幅のグラフで表現できることが知られており、本結果により化学化合物のほとんど全てを効率の良いグラフパターンマイニングの対象とすることができる。
次に、パターン発見アルゴリズムの効果的な利用として、ダークネットで観測されたデータのスクリーニング手法を提案した。インターネットにおける脅威の一つとしてボットネットなどによる不正アクセスがある。その脅威を早期に検知するためには、ダークネットなどのネットワーク観測による脅威の傾向把握が必要である。本課題では、脅威の傾向を明確にするために、ありふれた不正パケット群を、頻出時系列パターン発見によって取り除くデータスクリーニング手法を提案し、実データに対して満足すべき効果が得られることを確認した。
以上が、本年度に得た研究成果の概要である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 辺縮約制約を持つ部分k-木への辺縮約問題に対する多項式時間アルゴリズム2011

    • 著者名/発表者名
      山田貴志, 正代隆義
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告.AL,アルゴリズム研究会報告

      巻: 2011-AL-133(2) ページ: 1-8

  • [雑誌論文] Frequent Sequential Pattern Discovery for Data Screening2011

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Tsuruta, Takayoshi Shoudai, Jun'ichi Takeuchi
    • 雑誌名

      Proc.Int.MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2011 (IMECS2011)

      巻: I ページ: 315-322

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Pattern Matching on Graph Patterns of Bounded Treewidth2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamada, Takayoshi Shoudai
    • 雑誌名

      Electronic Notes in Discrete Mathematics

      巻: (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Algorithm Using Expanded LZ Compression Scheme for Compressing Tree Structured Data2010

    • 著者名/発表者名
      Yuko Itokawa, et al.
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Electrical Engineering

      巻: 52 ページ: 333-346

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Graph Pattern Matching with Expressive Outerplanar Graph Patterns2010

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Yamasaki, et al.
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Electrical Engineering

      巻: 70 ページ: 231-243

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ダークネット観測データの時系列パタン発見によるスクリーニングについて2010

    • 著者名/発表者名
      鶴田悠, 正代隆義, 竹内純一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告.IA,インターネットアーキテクチャ

      巻: 110(78) ページ: 7-12

  • [学会発表] Efficient Pattern Matching on Graph Patterns of Bounded Treewidth2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamada
    • 学会等名
      LAGOS'11-VI Latin-American Algorithms, Graphs and Optimization Symposium
    • 発表場所
      エーデルワイスホテル,バリローチェ,アルゼンチン
    • 年月日
      2011-03-29
  • [学会発表] Frequent Sequential Pattern Discovery for Data Screening2011

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Tsuruta
    • 学会等名
      International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2011 (IMECS2011)
    • 発表場所
      ロイヤルガーデンホテル,香港
    • 年月日
      2011-03-18
  • [学会発表] Cographによるグラフパタン表現とその照合アルゴリズムについて2011

    • 著者名/発表者名
      吉村友太
    • 学会等名
      情報処理学会九州支部 火の国情報シンポジウム2011
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] 辺縮約制約を持つ部分k-木への辺縮約問題に対する多項式時間アルゴリズム2011

    • 著者名/発表者名
      山田貴志
    • 学会等名
      情報処理学会アルゴリズム研究会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2011-01-12
  • [学会発表] ダークネット観測データの時系列パタン発見によるスクリーニングについて2010

    • 著者名/発表者名
      鶴田悠
    • 学会等名
      電子情報通信学会インターネットアーキテクチャ研究会
    • 発表場所
      京都大学学術情報メディアセンター
    • 年月日
      2010-06-17

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公開日: 2012-07-19  

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