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2021 年度 実施状況報告書

通信符号のための巡回差集合族の構成とその探索に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K13845
研究機関大阪工業大学

研究代表者

地嵜 頌子  大阪工業大学, 情報科学部, 講師 (90778250)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードドロップアウトデザイン / SBBD / DSS
研究実績の概要

2021年度は巡回差集合族と関連した構造を持つ組合せデザインの提案及び, 既存デザインの応用研究に費やした.
具体的には, 完全二部グラフの部分グラフに関する組合せ構造(spanning bipartite block design)の提案と構成法に関する研究, および, 深層学習に用いられるドロップアウトデザインの構成法の提案とその有用性に関する実証実験を行った. 主な研究成果は以下の通りである.
(1) 巡回型ドロップアウトデザインの構成法を示した. この結果は国際論文誌 Designs, Codes and Cryptographyに掲載された.
(2) 完全二部グラフの部分グラフに関する組合せ構造 Spanning Bipartite Block Design(SBBD) を提案し, いくつかの構成法を示した. また, SBBDを実験計画法に適用した際に, variance balancedであることを証明した. Variance balancedを満たす計画はA-最適であることが知られているがその逆は示されていない. 数値シミュレーションにおいてもSBBDが最適値を取ることを確認した. この成果は国際論文誌に投稿中である.
(3) ドロップアウトデザインを用いた深層学習の計算機実験を行った. 具体的には, ドロップアウトデザインとドロップアウト法それぞれの方法で正則化を行った多層ニューラルネットワークの全結合層に対して, 訓練時の性能及びテストデータ使用時の汎化性能を評価した. データセットはCIFAR-10を使用した. この成果を国内の組合せ論の会議において発表した.

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

2021度の成果としては, 実績の概要の通り, 新たな組合せ構造の提案とその構成法の証明など, 順調に進んでいると言える.
次年度以降もこれらの研究を引き続き発展させていきたいと考える.

今後の研究の推進方策

2022年度は, 前年度に引き続き巡回差集合族とその関連構造に関する研究を発展させていく.
また, デザインの有用性に関する実証実験については, 強い有用性を主張できる十分な結果を得られていない. これに関しても引き続き様々な条件での実験を行っていきたいと考える.

次年度使用額が生じた理由

Covid-19の影響で学会参加のための出張がなくなり旅費の支出ができなかったこと, 半導体不足の影響のため年度後半において納期との折り合いが付かず物品購入ができなかったことで, 次年度使用額が生じた.
次年度以降, 出張および必要な書籍・ソフトウェア・機器の購入費用として使用する.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] A construction for circulant type dropout designs2021

    • 著者名/発表者名
      Chisaki Shoko、Fuji-Hara Ryoh、Miyamoto Nobuko
    • 雑誌名

      Designs, Codes and Cryptography

      巻: 89 ページ: 1839~1852

    • DOI

      10.1007/s10623-021-00890-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Spanning bipartite block design とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子, 藤原 良叔, 宮本 暢子
    • 学会等名
      応用統計学会 2021 年 年会
  • [学会発表] Spanning bipartite block design と最適性2021

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子, 栗木 進ニ, 藤原 良叔, 宮本 暢子
    • 学会等名
      Japanese Conference on Combinatorics and its Applications 2021・離散数学とその応用研究集会 2021 ミニシンポジウム「符号・暗号・人工知能」
    • 招待講演
  • [学会発表] ドロップアウトデザインの深層学習への適用と性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      熊澤努, 地嵜頌子, 中川智之, 室井浩明, 渡邉卓也
    • 学会等名
      Japanese Conference on Combinatorics and its Applications 2021・離散数学とその応用研究集会 2021 ミニシンポジウム「符号・暗号・人工知能」
    • 招待講演
  • [学会発表] A construction for spanning bipartite block designs2021

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子, 藤原 良叔, 宮本 暢子
    • 学会等名
      日本数学会 統計数学分科会
  • [学会発表] Spanning bipartite block designとその構成2021

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子
    • 学会等名
      代数的組合せ論セミナー (早稲田大学)
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimality of spanning bipartite block designs2021

    • 著者名/発表者名
      地嵜頌子, 栗木進二, 藤原 良叔, 宮本 暢子
    • 学会等名
      日本数学会 統計数学分科会

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公開日: 2022-12-28  

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