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2014 年度 実績報告書

データ圧縮に基づく知識発見の理論と応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23300051
研究機関東北大学

研究代表者

篠原 歩  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (00226151)

研究分担者 成澤 和志  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (40583323)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード機械学習 / 人工知能 / データ圧縮 / 知識発見 / アルゴリズム
研究実績の概要

まず,機械学習に関して,正の例と負の例の個数の割合が著しく異なるクラス不均衡データからの学習に対して,効率のよい学習アルゴリズムを提案した.これは,経験的カーネル平均を用いるもので,既存方法に比べて精度を同程度に保ちながらより高速に処理できる方法である.
また,文字列の多重集合であるマルチトラック文字列を対象として,トラック間の置換を許した順列パターン照合を高速に行うための索引構造として,縮約マルチトラックポジションヒープを提案した.これは長さnの時系列データN本からなるマルチトラックに対してO(n)領域に収まるデータ構造であり,O(nN)領域を必要としていた既存のマルチトラック接尾辞木やマルチトラックポジションヒープと比較して,はるかに省メモリである.このデータ構造について理論解析とともに,実データに対する実験を行い,その効果を検証した.
さらに,時系列データに対する近似照合の観点から,順序保存照合に取り組んだ.順序保存照合は,数値そのものではなく,前後との順序関係にのみ着目するものであり,ノイズによるデータの揺らぎやシフトに対して頑健な照合が行えるものとして注目されている.この課題に対し,まず順序保存nグラムをオンラインで計算するアルゴリズムを開発した.与えられた時系列データに対するすべてのnグラムを計算するために,既存方式では特殊なデータ構造や整列アルゴリズムが必要なためオフラインでしか計算ができなかった.我々は,これをオンラインで計算できる符号化法とアルゴリズムを開発した.さらに,順序保存照合に適したフィルタを提案し,これをSIMD演算を用いて実装することで,実データに対して高速に順序保存照合が行えることを確かめた.
一方,ゲームAIに関して,2プレイヤの完全情報ゲームである三並べを拡張した一般化三並べにおいて,盤面をトーラス状にしたときのゲームの勝敗を解析した.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Detecting regularities on grammar-compressed strings2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro I, Wataru Matsubara, Kouji Shimohira, Shunsuke Inenaga, Hideo Bannai, Masayuki Takeda, Kazuyuki Narisawa, and Ayumi Shinohara
    • 雑誌名

      Information and Computation

      巻: 240 ページ: 74-89

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.ic.2014.09.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Filtering Multi-set Tree: Data Structure for Flexible Matching Using Multi-track Data2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Narisawa, Takashi Katsura, Hiroyuki Ota, and Ayumi Shinohara
    • 雑誌名

      Interdisciplinary Information Sciences

      巻: 20 ページ: 37-47

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.4036/iis.2015.37

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Average number of occurrences of repetitions in a necklace2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Kusano and Ayumi Shinohara
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 163 ページ: 334-342

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.dam.2013.05.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 一般化三並べの拡張:目標動物の組合せ2014

    • 著者名/発表者名
      ディプタラマ,成澤和志,篠原歩
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 55 ページ: 2336-2346

    • DOI

      http://id.nii.ac.jp/1001/00106952/

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 一般化三並べの拡張:一手p石2014

    • 著者名/発表者名
      ディプタラマ,成澤和志,篠原歩
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 55 ページ: 2344-2352

    • DOI

      http://id.nii.ac.jp/1001/00106953/

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 順序保存照合に対する増減フィルタの拡張と高速な実装2015

    • 著者名/発表者名
      上木庸平,成澤和志,篠原歩
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-01-28 – 2015-01-30
  • [学会発表] 接尾辞係数表現による順序保存符号nグラム出現頻度の効率的な計算2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤雄介,成澤和志,篠原歩
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-01-28 – 2015-01-30
  • [学会発表] Position Heaps for Permuted Pattern Matching on Multi-Track String2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Katsura, Yuhei Otomo, Kazuyuki Narisawa, and Ayumi Shinohara
    • 学会等名
      The 41st International Conference on Current Trends in Theory and Practice of Computer Science
    • 発表場所
      ペプポドシュネツコ,チェコ共和国
    • 年月日
      2015-01-24 – 2015-01-29
  • [学会発表] 順序保存符号化n-gramの高速な出現頻度計算手法2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤雄介,成澤和志,篠原歩
    • 学会等名
      情報処理学会アルゴリズム研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2015-01-13 – 2015-01-14
  • [学会発表] A Simple Classification Method for Class Imbalanced Data using the Kernel Mean2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sato, Kazuyuki Narisawa, Ayumi Shinohara
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Knowledge Discovery and Information Retrieval
    • 発表場所
      ローマ,イタリア
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-24
  • [学会発表] A note on minimum consistent DFA from prefix samples2014

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Shinohara
    • 学会等名
      ELC Workshop on Learning Theory and Complexity
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-09-16
  • [学会発表] マルチトラック文字列上の順列パターン照合のための省メモリな索引構造2014

    • 著者名/発表者名
      桂敬史,大友雄平,成澤和志,篠原歩
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2014-09-02
  • [学会発表] トーラス盤面における一般化三並べ2014

    • 著者名/発表者名
      石黒裕也,成澤和志,篠原歩
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      山口県岩国市
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-19
  • [学会発表] クラス不均衡データに対するカーネル平均を用いた分類手法2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤雄介,成澤和志,篠原歩
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      山口県岩国市
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-19

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公開日: 2016-06-01  

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