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2014 年度 実績報告書

グラフ理論と力学系理論に基づくネットワークシステム構造最適化

研究課題

研究課題/領域番号 24560076
研究機関岡山大学

研究代表者

高橋 規一  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60284551)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード複雑ネットワーク / クラスタ係数 / マルチエージェントネットワーク / 代数的連結度 / 平均頂点間距離 / ニューラルネットワーク / 収束条件判定 / 非負値行列因子分解
研究実績の概要

本年度の成果は,a) 完全多部グラフの代数的連結度極大性の証明,b) 短い平均頂点間距離をもつ正則グラフの生成アルゴリズムの提案,c) 大域クラスタ係数を極大にするネットワークの解析,d) マルチエージェントネットワークにおける代数的連結度推定のための分散アルゴリズムの提案,e) 離散時間2値ニューラルネットワークの一収束条件を判定する多項式時間アルゴリズムの提案,f) 非負値行列因子分解のための反復解法の解析,である.a) では,2-switchとよばれるグラフ変換に基づく近傍を考え,完全多部グラフが近傍内のどのグラフよりも高い代数的連結度をもつことを証明した.b) では,与えられた頂点数と次数の下で平均頂点間距離を最小にする正則グラフを自動的に生成するアルゴリズムを提案し,その有効性を数値的に検証した.特に,いくつかの場合では,生成されたグラフの平均頂点間距離が古くから知られている下界と一致した.これにより下界が最小値に等しいことが証明された.c) では複数のクリークが木構造に連結したグラフが大域クラスタ係数極大グラフであることを証明した.平均局所クラスタ係数の場合にも同様の結果が得られていたが,大きな違いは,各クリーク内の頂点数が同一でなくてもよいことである.d) では,マルチエージェントネットワークの代数的連結度を推定するためのアルゴリズムの問題点を指摘し,真に分散的なアルゴリズムを提案し,数値実験によってその妥当性を確認した.e) では,高橋によって与えられた収束条件の判定が多項式時間で行えることを証明した.最後にf)では,乗法型更新と階層的交互最小二乗法の2種類の反復解法について,それら修正版の大域収束性を証明した.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A generalized sufficient condition for global convergence of modified multiplicative updates for NMF2014

    • 著者名/発表者名
      Norikazu Takahashi, Jiro Katayama and Jun'ichi Takeuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: - ページ: 44-47

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New update rules based on Kullback-Leibler, gamma, and Renyi divergences for nonnegative matrix factorization2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Seki and Norikazu Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: - ページ: 48-51

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On graphs that locally maximize algebraic connectivity in the space of graphs with the fixed degree sequence2014

    • 著者名/発表者名
      Takuro Fujihara and Norikazu Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      巻: - ページ: 353-356

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 完全多部グラフの代数的連結度極大性2015

    • 著者名/発表者名
      藤原拓郎,高橋規一
    • 学会等名
      電子情報通信学会2015年総合大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県・草津市)
    • 年月日
      2015-03-13 – 2015-03-13
  • [学会発表] 非負値行列因子分解のための階層的交互最小二乗法の修正とその大域収束性2015

    • 著者名/発表者名
      木村匠,高橋規一
    • 学会等名
      電子情報通信学会2015年総合大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県・草津市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-11
  • [学会発表] 離散時間2値ニューラルネットワークの一収束条件を判定する多項式時間アルゴリズム2015

    • 著者名/発表者名
      平田大貴,高橋規一,神保秀司,山本博章
    • 学会等名
      電子情報通信学会2015年総合大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県・草津市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-11
  • [学会発表] 短い平均頂点間距離をもつ正則グラフの生成法2015

    • 著者名/発表者名
      藤田啓輔,高橋規一
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      兵庫県民会館(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-03-03 – 2015-03-03
  • [学会発表] 離散時間2値ニューラルネットワークの収束条件に関連するある判定問題のNP完全性2014

    • 著者名/発表者名
      平田大貴,高橋規一
    • 学会等名
      平成26年度(第65回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 発表場所
      福山大学(広島県・福山市)
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-25
  • [学会発表] 非負値行列因子分解のためのKL, Gamma, Renyiダイバージェンスに基づく新たな更新式の導出2014

    • 著者名/発表者名
      関真慧,高橋規一
    • 学会等名
      電子情報通信学会信号処理研究会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-11
  • [学会発表] 2-switchに基づく代数的連結度最大グラフ探索法と次数3の正則グラフへの適用2014

    • 著者名/発表者名
      藤原拓郎,高橋規一
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      ビッグハート出雲(島根県・出雲市)
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-26
  • [備考] 情報数理工学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.momo.cs.okayama-u.ac.jp/~takahashi/lab.ja.html

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公開日: 2016-06-03  

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