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2009 年度 実績報告書

巨大情報からの超高速情報抽出アルゴリズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21500014
研究機関京都大学

研究代表者

伊藤 大雄  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (50283487)

研究分担者 岩間 一雄  京都大学, 情報学研究科, 教授 (50131272)
キーワードグラフ / ネットワーク / アルゴリズム / 定数時間 / 下界値 / 乱択 / 性質検査 / 近似アルゴリズム
研究概要

主にグラフの次数制限モデル上の準線形時間アルゴリズムについて研究をし、以下の成果を得た。まずグラフの節点を一様ランダム抽出し、その周りを探索することによって独立集合を求めるアルゴリズムについて、探索方法をランダム探索では無く、最良値探索を導入することで、従来のものより高速なアルゴリズムを得た。具体的には、節点数n、次数上限dのグラフに関して、極大マッチングの(1,εn)近似を0(d^4/ε^2)時間で得ることができる。これは2008年のFOCSでNguyenとOnakの与えた算法の計算時間が0(2^0(d)/ε^2)時間と、dに関して指数だったのを多項式にした点で画期的である。このアルゴリズムを用いることで、最小節点被覆の(2,εn)近似を同じ計算時間で得ることができるほか、さらに本アルゴリズムをサブルーチンとして用いることで、最大マッチングの(1,εn)近似をd^0(1/ε^2)(1/ε)^0(1/ε)時間で求めることができる。これは上記の従来算法ではガd^0(1/ε)時間であったものをやはり指数的に改善している。なお、このアルゴリズムの改良自体は単純であるが、その計算時間を正しく評価するのは難解であった。この結果はSTOC2009に採録され、高く評価されている。また、性質検査の下界値についても成果をあげた。この分野では有用な帰着法の開発が研究分野の進捗に対する重要な鍵となるが、我々はクエリ数を線形の範囲で保存する2種類の新たな帰着法である「強間隔保存局所帰着(strong gap-preserving local reduction)」と「強L帰着(strong Lreduction)」を提案し、それを用いて、「3辺彩色」「有向(無向)ハミルトン閉路」「3次元マッチング」「Schaeferの3SATの諸問題」の各問の次数制限版での検査がすべて線形数のクエリを必要とすることを証明した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Testing k-edge-connectivity of digraphs2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Toshida, H.Ito
    • 雑誌名

      Journal of System Science and Complexity 23

      ページ: 91-101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Query-number preserving reductions and linear lower bounds for testing2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Toshida, H.Ito
    • 雑誌名

      IEICE Transactions E93-D(2)

      ページ: 233-240

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enumeration of isolated cliques and pseudo-cliques2009

    • 著者名/発表者名
      H.Ito, K.Iwama
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Algorithms 5(4)

      ページ: Article 40

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An improved constant-time approximation algorithm for maximum matchings2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Toshida, M.Yamamoto, H.Ito
    • 雑誌名

      Proceedings of the 41st ACM Symposium on Theory of Computing (STOC 2010)

      ページ: 225-234

    • 査読あり
  • [学会発表] An almost optimal algorithm for Winkler's sorting pairs in bins2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ito, J.Teruyama, Y.Yoshida
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピューテーション研究会
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 年月日
      2010-01-25
  • [学会発表] 大規模ネットワーク問題のための定数時間アルゴリズム2009

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄
    • 学会等名
      甲南大学 知的情報通信研究所 シンポジウム「ネットワークと情報処理」
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2009-12-26
  • [学会発表] Arrangements of n points whose incident-linenumbers are at most n/22009

    • 著者名/発表者名
      J.Akiyama, H.Ito, M.Kobayashi, G.Nakamura
    • 学会等名
      JCCGG2009
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2009-11-11
  • [学会発表] Arrangements of eleven points in the plane, each with five incident lines2009

    • 著者名/発表者名
      J.Akiyama, H.Ito, M.Kobayashi, G.Nakamura
    • 学会等名
      JCCGG2009
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2009-11-11
  • [学会発表] 無秩序の代償(price of anarchy)の理論への招待2009

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄
    • 学会等名
      FIT2009
    • 発表場所
      東北工業大学 八木山キャンパス
    • 年月日
      2009-09-02
  • [学会発表] ジョルダン閉曲線上の4点からは作れない四角形2009

    • 著者名/発表者名
      秋山仁, 伊藤大雄, 小林みどり, 中村義作
    • 学会等名
      離散数学とその応用研究集会
    • 発表場所
      茨城大学工学部日立キャンパス
    • 年月日
      2009-08-07
  • [学会発表] Constant-time approximations using minimum value search for independent sets and matchings2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshida, M.Yamamoto, H.Ito
    • 学会等名
      The 2nd Annual Meeting of Asian Association for Algorithms and Computation (AAAC2009)
    • 発表場所
      Hangzhou(杭州),中国
    • 年月日
      2009-04-11
  • [図書] パズル・ゲームで楽しむ数学2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤大雄
    • 総ページ数
      164
    • 出版者
      森北出版

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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