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2012 年度 実施状況報告書

平面構造のコンパクトなデータ構造に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23500005
研究機関群馬大学

研究代表者

中野 眞一  群馬大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30227855)

キーワード平面グラフ / アルゴリズム
研究概要

大規模な平面構造のコンパクトなデータ構造を開発することが本研究の目的である。計算機の能力は年々向上しているが、扱うデータはそれ以上のスピードで巨大化している。本研究により、大規模な平面構造を扱う新たな手法を開発する。
本年度は、長方形をいくつかの長方形に分割した方形描画とよばれる平面構造をきわめてコンパクトに格納する新しいデータ構造を設計した。方形描画は様々な構造のモデルとなる重要な描画である。必要なbit数はわずかに4f-B-3 bit である。これは従来最もコンパクトなデータ構造よりもB bit だけ少ない。ここでB は外周の長方形の一番下の辺に接する長方形の個数である。この符号は、深さ優先探索とスタックに基づくものであり、実装も容易である。また、矩形描画を辺の長さも含めてコンパクトに格納する新しいデータ構造を開発した。さらに、従来の符号では、4次点を扱えなかったが、これも扱えるような新しいデータ構造を開発した。また、モザイクフロアプランというクラスのグラフの描画に対して、新しいコンパクトな符号を開発した。これは、知られている最も短い符号よりもさらに短い符号となっている。
いくつかの平面構造に関するアルゴリズムを開発した。例えば、葉の個数と内点の個数が指定された順序木を、重複も抜けもなく、きわめて高速に列挙するアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムはそのような順序木を1個あたりわずかO(1)時間で列挙する。理論的に最速なアルゴリズムである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

すでにいくつもの結果を論文としてまとめ発表している。A Compact Encoding of Rectangular Drawings with Edge Lengths
という論文が電子情報通信学会英文論文誌に採録となり2013年6月号に掲載される。
格子L字描画のコンパクトな符号という論文が電子情報通信学会和文論文誌に4月に採録となり、9月号頃に掲載予定である。
どちらも平面構造を、これまで知られていた手法よりも
少ないメモリで格納する方法について報告している。

今後の研究の推進方策

さらに広いクラスの平面構造についてコンパクトなデータ構造を開発する。
実際の電子地図や回路図や路線図等への応用について検討する。
コンパクトに格納したまま、さまざまなデータを取り出すしくみ(クエリ)を
サポートする方法についても検討開発評価する。

次年度の研究費の使用計画

内外の研究者とアイディアや成果や課題を交換するために旅費を使用する。
開発したデータ構造の実装や実験のためにPC等を購入する。
関連する論文等を調べるために図書を購入する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] A Compact Encoding of Rectangular Drawings with Edge Lengths2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yamanaka and S. Nakano
    • 雑誌名

      IEICE TRANS. FUNDAMENTALS, Special Section, Discrete Mathematics and Its Applications,

      巻: E96-A ページ: 掲載決定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 格子L字描画のコンパクトな符号2013

    • 著者名/発表者名
      斎藤雅士, 中野眞一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D

      巻: Vol.J96-D ページ: 採録決定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Enumeration of Ordered Trees with k leaves2012

    • 著者名/発表者名
      K. Yamanaka, Y. Otachi and S. Nakano
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 442 ページ: 22-27

    • DOI

      http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030439751100051X

    • 査読あり
  • [学会発表] Another Optimal Binary Representation of Mosaic Floorplans2013

    • 著者名/発表者名
      山中克久, 中野眞一
    • 学会等名
      情報処理学会アルゴリズム研究会
    • 発表場所
      小樽商科大学
    • 年月日
      20130517-20130518
  • [学会発表] A New Compact Encoding of Rectangular Drawings2013

    • 著者名/発表者名
      斎川勇人, 中野眞一
    • 学会等名
      情報処理学会アルゴリズム研究会
    • 発表場所
      福島市
    • 年月日
      20130301-20130301
  • [学会発表] Two Compact Codes for Rectangular Drawings with Degree Four Vertices2012

    • 著者名/発表者名
      Masashi Saito and Shin-ichi Nakano
    • 学会等名
      第11回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      法政大学
    • 年月日
      20120904-20120906
  • [学会発表] 大規模グラフのspannerを生成するストリーミングアルゴリズムの実装2012

    • 著者名/発表者名
      石島 正大・中野 眞一
    • 学会等名
      第11回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      法政大学
    • 年月日
      20120904-20120906

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公開日: 2014-07-24  

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