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2015 年度 実施状況報告書

ランダムグラフとパーシステントホモロジー

研究課題

研究課題/領域番号 26610025
研究機関九州大学

研究代表者

白井 朋之  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 教授 (70302932)

研究分担者 平岡 裕章  東北大学, AIMR, 准教授 (10432709)
樋口 雄介  昭和大学, 教養部, 講師 (20286842)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードパーシステントホモロジー / ランダム複体 / エルデシュ・レンニランダムグラフ / リニアル・メシュラム複体 / ランダムセル複体
研究実績の概要

パーシステントホモロジーは2000年頃から応用分野を中心にデータ解析の手法の一つとして使われて始めた比較的新しい理論である.複体の増大列(フィルトレーション)に対して定義されるパーシステントホモロジー論を調べることによりホモロジー類のみならずその時間的な発展を詳しく理解することができる.点データからはある手続きでフィルトレーションを構成することにより,点データの位相的性質を調べることが可能である.データ解析であらわれるデータにはノイズが入っているのでランダム点データを取り扱うことになる.ランダムな点データに対してはランダムなフィルトレーションが対応するため,本研究ではランダムフィルトレーションの研究を行っている.26年度はランダム複体のパーシステント図における一般論と特にエルデシュ・レンニランダムグラフの拡張であるリニアル・メシュラム複体のパーシステント図の汎関数の研究を行ったが,27年度はその研究を踏まえてランダムベルヌイセル複体についてその全域非輪体とパーシステント図における生存時間の和についての研究を行った.ランダムベルヌイセル複体はd次元格子上のベルヌイボンドパーコレーションの問題の自然な複体への拡張で,d次元格子スケルトンに(d-1)-単体をランダムに貼ったものである.ベルヌイボンドパーコレーションでこれまで知られている結果を拡張するためには,まず問題設定自身を適切に行う必要がある.今年度の研究ではその設定をするための準備的な研究として,ランダムベルヌイセル複体とランダムクラスター測度とのカップリングについての考察および相関不等式についての考察を行った.特に高次元のパーコレーションの適切な問題設定とその解決は今後の研究に重要な意味を持つことが期待される.

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

リニアル・メシュラム複体の場合について行ったパーシステントホモロジーの平均生存時間についての考察をクリーク複体過程に対して行ったが現在の所最善の結果には到達していない.そのかわり視点をかえてランダムセル複体について考察を行ないその平均生存時間については最善の結果を得たため.

今後の研究の推進方策

クリーク複体のパーシステントホモロジーに関しては引き続き研究を行なう.またこれまで得られたランダム抽象単体複体に対する研究により得られた知見を利用して,幾何学的ランダムグラフや幾何学的ランダム複体に対するパーシステントホモロジー(パーシステント図)に対する解析を行う予定である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] ランダム複体とパーシステントホモロジー2015

    • 著者名/発表者名
      白井朋之
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研講究録

      巻: 1986 ページ: 55ー70

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ランダム複体とパーシステントホモロジー2015

    • 著者名/発表者名
      白井朋之
    • 学会等名
      平成27年度RIMS共同研究「デザイン,符号,グラフおよびその周辺」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-07-08 – 2015-07-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Persistent homology and minimum spanning acycle for random simplicial complexes2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Shirai
    • 学会等名
      Group Representations in Dynamical Systems and Geometry
    • 発表場所
      CIRM, Marseille, France
    • 年月日
      2015-07-03 – 2015-07-03
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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