2022/08/09 更新

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タカハシ ノリカズ
高橋 規一
TAKAHASHI Norikazu
所属
自然科学学域 教授
職名
教授

学位

  • 博士(工学) ( 九州大学 )

研究キーワード

  • 非線形システム

  • 情報数理工学

  • Nonlinear Systems

  • Optimization

  • Graph Theory

  • Network Science

  • Information and Mathematical Engineering

  • 最適化

  • グラフ理論

  • ネットワーク科学

研究分野

  • 情報通信 / 情報学基礎論

学歴

  • 九州大学    

    - 1996年

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    国名: 日本国

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  • 九州大学   Graduate School, Division of Engineering  

    - 1996年

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  • 九州大学    

    - 1993年

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    国名: 日本国

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  • 九州大学   Graduate School, Division of Engineering  

    - 1993年

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  • 九州大学   Faculty of Engineering   Department of Computer Science and Communication Engineering

    - 1991年

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  • 九州大学   School of Engineering  

    - 1991年

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    国名: 日本国

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経歴

  • Visiting Professor,Kumamoto University

    2014年 - 2015年

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  • 熊本大学

    2014年 - 2015年

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  • - Professor,Graduate School of Natural Science and Technology,Okayama University

    2013年

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  • - 岡山大学自然科学研究科 教授

    2013年

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  • 公益財団法人九州先端科学技術研究所 特別研究員

    2008年 - 2016年

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  • Associate Professor

    2007年 - 2013年

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  • 九州大学

    2007年 - 2013年

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  • Associate Professor

    1998年 - 2007年

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  • 九州大学

    1998年 - 2007年

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  • Research Associate

    1996年 - 1998年

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  • 九州大学

    1996年 - 1998年

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  • Visiting Scholar,University of California, Berkeley

    1996年 - 1997年

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  • カリフォルニア大学バークレー校 訪問研究員

    1996年 - 1997年

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所属学協会

委員歴

  • おかやまAI・セキュアIoT共創コンソーシアム   会長  

    2020年3月 - 現在   

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    団体区分:その他

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  • 電子情報通信学会非線形問題研究専門委員会   委員長  

    2018年6月 - 2019年5月   

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    団体区分:学協会

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  • 電子情報通信学会非線形問題研究専門委員会   副委員長  

    2017年6月 - 2018年5月   

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    団体区分:学協会

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論文

  • Distributed HALS algorithm for NMF based on simple average consensus algorithm 査読

    Keiju Hayashi, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2021 IEEE International Conference on Progress in Informatics and Computing   41 - 47   2021年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • An algorithm for randomized nonnegative matrix factorization and its global convergence 査読

    Takao Masuda, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2021 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence   1 - 7   2021年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Uncalibrated photometric stereo using superquadrics with cast shadow 査読

    Takumi Nasu, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 27th International Workshop on Frontiers of Computer Vision (Communications in Computer and Information Science, vol.1405)   267 - 280   2021年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1007/978-3-030-81638-4_22

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  • A genetic algorithm for finding regular graphs with minimum average shortest path length 査読

    Reiji Hayashi, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2020 IEEE Symposium Series of Computational Intelligence   2431 - 2436   2020年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Distributed algorithm for principal component analysis based on power method and average consensus algorithm 査読

    Norikazu Takahashi, Mutsuki Oura, Tsuyoshi Migita

    Proceedings of the 2020 International Conference on Progress in Informatics and Computing   16 - 21   2020年12月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Element-wise alternating least squares algorithm for nonnegative matrix factorization on one-hot encoded data 査読

    Zhuo Wu, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 27th International Conference on Neural Information Processing (Communications in Computer and Information Science, vol.1333)   342 - 350   2020年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1007/978-3-030-63823-8_40

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  • Uncalibrated photometric stereo using quadric surfaces with two cameras 査読

    Takumi Nasu, Tsuyoshi Migita, Takeshi Shakunaga, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 26th International Workshop on Frontiers of Computer Vision (Communications in Computer and Information Science, vol.1212)   318 - 332   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文  

    DOI: 10.1007/978-981-15-4818-5_24

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  • New rules for choosing values of consensus weights in distributed training of neural networks 査読

    Kazuaki Harada, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   17 - 20   2019年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A distributed HALS algorithm for Euclidean distance-based nonnegative matrix factorization 査読

    Yohei Domen, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2019 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence   1333 - 1338   2019年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • An infinity norm-based pseudo-decentralized discrete-time algorithm for computing algebraic connectivity 査読

    Katsuki Shimada, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2019 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence   1292 - 1298   2019年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A genetic algorithm for maximizing algebraic connectivity of graphs by adding multiple edges 査読

    Hiroki Tajiri, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   138 - 141   2019年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Mutual relationship between the neural network model and linear complexity for pseudorandom binary number sequence 査読

    Yuki Taketa, Yuta Kodera, Shogo Tanida, Takuya Kusaka, Yasuyuki Nogami, Norikazu Takahashi, Satoshi Uehara

    Proceedings of the Seventh International Symposium on Computing and Networking Workshops   394 - 400   2019年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A damped Newton algorithm for nonnegative matrix factorization based on alpha-divergence 査読

    Takehiro Sano, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2019 6th International Conference on Systems and Informatics   350 - 355   2019年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Reconstruction of CT images using iterative least-squares methods with nonnegative constraint 査読

    Hiromasa Kohno, Yuichi Tanji, Ken'ichi Fujimoto, Hiroyuki Kitajima, Yo Horikawa, Norikazu Takahashi

    Journal of Signal Processing   23 ( 2 )   41 - 48   2019年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2299/jsp.23.41

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  • Band-restricted diagonally dominant matrices: Computational complexity and application 査読

    Takahashi Norikazu, Hirata Daiki, Jimbo Shuji, Yamamoto Hiroaki

    Journal of Computer and System Sciences   101   100 - 111   2019年3月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcss.2018.10.006

    Web of Science

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  • A novel NMF algorithm for detecting clusters in directed networks 査読

    Yoshito Usuzaka, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2019 International Conference on Computing, Networking and Communications   148 - 152   2019年2月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1109/ICCNC.2019.8685549

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  • Depth-first search algorithms for finding a generalized Moore graph 査読

    Yoshiki Satotani, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2018 IEEE Region 10 Conference   832 - 837   2018年10月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1109/TENCON.2018.8650418

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  • A simple sufficient condition for convergence of projected consensus algorithm 査読

    Norikazu Takahashi, Kosuke Kawashima

    IEEE Control Systems Letters   2 ( 3 )   537 - 542   2018年6月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/LCSYS.2018.2843679

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  • A unified global convergence analysis of multiplicative update rules for nonnegative matrix factorization 査読

    Norikazu Takahashi, Jiro Katayama, Masato Seki, Jun’ichi Takeuchi

    Computational Optimization and Applications   71 ( 1 )   1 - 30   2018年3月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10589-018-9997-y

    Web of Science

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  • Reconstruction of CT images by iterative least squares methods with nonnegative constraint 査読

    Hiromasa Kohno, Yuichi Tanji, Ken'ichi Fujimoto, Hiroyuki Kitajima, Yo Horikawa, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   132 - 135   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A distributed algorithm for solving Sandberg-Willson equations 査読

    Masaaki Takeuchi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   259 - 262   2018年

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Gauss-Seidel HALS algorithm for nonnegative matrix factorization with sparseness and smoothness constraints 査読

    Takumi Kimura, Norikazu Takahashi

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   E100A ( 12 )   2925 - 2935   2017年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electronics, Information and Communication, Engineers, IEICE  

    Nonnegative Matrix Factorization (NMF) with sparseness and smoothness constraints has attracted increasing attention. When these properties are considered, NMF is usually formulated as an optimization problem in which a linear combination of an approximation error term and some regularization terms must be minimized under the constraint that the factor matrices are nonnegative. In this paper, we focus our attention on the error measure based on the Euclidean distance and propose a new iterative method for solving those optimization problems. The proposed method is based on the Hierarchical Alternating Least Squares (HALS) algorithm developed by Cichocki et al. We first present an example to show that the original HALS algorithm can increase the objective value. We then propose a new algorithm called the Gauss-Seidel HALS algorithm that decreases the objective value monotonically. We also prove that it has the global convergence property in the sense of Zangwill. We finally verify the effectiveness of the proposed algorithm through numerical experiments using synthetic and real data.

    DOI: 10.1587/transfun.E100.A.2925

    Web of Science

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  • Derivation of multiplicative update rules for nonnegative matrix factorization with regularization terms 査読

    Akihiro Koso, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   322 - 325   2017年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Analysis of a pseudo-decentralized discrete-time algorithm for estimating algebraic connectivity of multiagent networks 査読

    Tomohisa Urakami, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   427 - 430   2017年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Graphs that locally maximize clustering coefficient in the space of graphs with a fixed degree sequence 査読

    Tatsuya Fukami, Norikazu Takahashi

    DISCRETE APPLIED MATHEMATICS   217 ( 3 )   525 - 535   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    This paper studies the problem of finding graphs that locally maximize the clustering coefficient in the space of graphs with a fixed degree sequence. Such a graph is characterized by the property that the clustering coefficient cannot be increased, no matter how a single 2-switch is applied. First, an explicit formula for the amount of change in the clustering coefficient of a graph caused by a single 2-switch is given. Next, some classes of graphs with the property stated above are presented. An example of such a graph is the one obtained from a tree by replacing its edges with cliques with the same order. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.dam.2016.10.002

    Web of Science

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  • Maximizing algebraic connectivity in the space of graphs with a fixed number of vertices and edges 査読

    Kohnosuke Ogiwara, Tatsuya Fukami, Norikazu Takahashi

    IEEE Transactions on Control of Network Systems   4 ( 2 )   359 - 368   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    The second smallest eigenvalue of the Laplacian matrix, also known as the algebraic connectivity, characterizes the performance of some dynamic processes on networks, such as consensus in multiagent networks, synchronization of coupled oscillators, random walks on graphs, and so on. In a multiagent network, for example, the larger the algebraic connectivity of the graph representing interactions between agents is, the faster the convergence speed of a representative consensus algorithm is. This paper tackles the problem of finding graphs that maximize or locally maximize the algebraic connectivity in the space of graphs with a fixed number of vertices and edges. It is shown that some well-known classes of graphs such as star graphs, cycle graphs, complete bipartite graphs, and circulant graphs are algebraic connectivity maximizers or local maximizers under certain conditions.

    DOI: 10.1109/TCNS.2015.2503561

    Web of Science

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  • A novel newton-type algorithm for nonnegative matrix factorization with alpha-divergence 査読

    Satoshi Nakatsu, Norikazu Takahashi

    Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics)   10634   335 - 344   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Springer Verlag  

    We propose a novel iterative algorithm for nonnegative matrix factorization with the alpha-divergence. The proposed algorithm is based on the coordinate descent and the Newton method. We show that the proposed algorithm has the global convergence property in the sense that the sequence of solutions has at least one convergent subsequence and the limit of any convergent subsequence is a stationary point of the corresponding optimization problem. We also show through numerical experiments that the proposed algorithm is much faster than the multiplicative update rule.

    DOI: 10.1007/978-3-319-70087-8_36

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  • Multiplicative update for a class of constrained optimization problems related to NMF and its global convergence 査読

    Norikazu Takahashi, Masato Seki

    European Signal Processing Conference   2016-   438 - 442   2016年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:European Signal Processing Conference, EUSIPCO  

    Multiplicative updates are widely used for nonnegative matrix factorization (NMF) as an efficient computational method. In this paper, we consider a class of constrained optimization problems in which a polynomial function of the product of two matrices is minimized subject to the nonnegativity constraints. These problems are closely related to NMF because the polynomial function covers many error function used for NMF. We first derive a multiplicative update rule for those problems by using the unified method developed by Yang and Oja. We next prove that a modified version of the update rule has the global convergence property in the sense of Zangwill under certain conditions. This result can be applied to many existing multiplicative update rules for NMF to guarantee their global convergence.

    DOI: 10.1109/EUSIPCO.2016.7760286

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  • A New Decentralized Discrete-Time Algorithm for Estimating Algebraic Connectivity of Multiagent Networks 査読

    Kento Endo, Norikazu Takahashi

    2016 IEEE ASIA PACIFIC CONFERENCE ON CIRCUITS AND SYSTEMS (APCCAS)   232 - 235   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Algebraic connectivity of a network, which is defined as the second smallest eigenvalue of the Laplacian matrix, represents how strongly the network is connected. This paper proposes a new decentralized discrete-time algorithm for the estimation of the algebraic connectivity of multiagent networks. The validity of the proposed algorithm is verified by theoretical analysis and numerical experiments.

    DOI: 10.1109/APCCAS.2016.7803941

    Web of Science

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  • Multiplicative Update for a Class of Constrained Optimization Problems Related to NMF and Its Global Convergence 査読

    Norikazu Takahashi, Masato Seki

    2016 24TH EUROPEAN SIGNAL PROCESSING CONFERENCE (EUSIPCO)   438 - 442   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Multiplicative updates are widely used for nonnegative matrix factorization (NMF) as an efficient computational method. In this paper, we consider a class of constrained optimization problems in which a polynomial function of the product of two matrices is minimized subject to the nonnegativity constraints. These problems are closely related to NMF because the polynomial function covers many error function used for NMF. We first derive a multiplicative update rule for those problems by using the unified method developed by Yang and Oja. We next prove that a modified version of the update rule has the global convergence property in the sense of Zangwill under certain conditions. This result can be applied to many existing multiplicative update rules for NMF to guarantee their global convergence.

    DOI: 10.1109/EUSIPCO.2016.7760286

    Web of Science

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  • A fast method for finding the edge to be added to minimize betweenness centrality of a specified vertex 査読

    Toshiyuki Namba, Tatsuki Kohno, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   614 - 617   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Extensions of a theorem on algebraic connectivity maximizing graphs 査読

    Ryoya Ishii, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2016 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   598 - 601   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Complete multipartite graphs maximize algebraic connectivity in the neighborhood based on 2-switch 査読

    Takuro Fujihara, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   285 - 288   2015年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Global Convergence of a Modified HALS Algorithm for Nonnegative Matrix Factorization 査読

    Takumi Kimura, Norikazu Takahashi

    2015 IEEE 6TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON COMPUTATIONAL ADVANCES IN MULTI-SENSOR ADAPTIVE PROCESSING (CAMSAP)   21 - 24   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Hierarchical alternating least squares (HALS) algorithms are efficient computational methods for nonnegative matrix factorization (NMF). Given an initial solution, HALS algorithms update the solution block by block iteratively so that the error decreases monotonically. However, update rules in HALS algorithms are not well-defined. In addition, due to this problem, the convergence of the sequence of solutions to a stationary point cannot be proved theoretically. In this paper, we consider the HALS algorithm for the Frobenius norm-based NMF, and prove that a modified version has the global convergence property in the sense of Zangwill.

    DOI: 10.1109/CAMSAP.2015.7383726

    Web of Science

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  • Proposal of a truly decentralized algorithm for estimating algebraic connectivity of multi-agent networks 査読

    Kazuma Yamane, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   277 - 280   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A generalized sufficient condition for global convergence of modified multiplicative updates for NMF 査読

    Norikazu Takahashi, Jiro Katayama, Jun'ichi Takeuchi

    Proceedings of the 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   44 - 47   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • On graphs that locally maximize algebraic connectivity in the space of graphs with the fixed degree sequence 査読

    Takuro Fujihara, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   353 - 356   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • New update rules based on Kullback-Leibler, gamma, and Renyi divergences for nonnegative matrix factorization 査読

    Masato Seki, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   48 - 51   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Global convergence of modified multiplicative updates for nonnegative matrix factorization 査読

    Norikazu Takahashi, Ryota Hibi

    COMPUTATIONAL OPTIMIZATION AND APPLICATIONS   57 ( 2 )   417 - 440   2014年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Nonnegative matrix factorization (NMF) is the problem of approximating a given nonnegative matrix by the product of two nonnegative matrices. The multiplicative updates proposed by Lee and Seung are widely used as efficient computational methods for NMF. However, the global convergence of these updates is not formally guaranteed because they are not defined for all pairs of nonnegative matrices. In this paper, we consider slightly modified versions of the original multiplicative updates and study their global convergence properties. The only difference between the modified updates and the original ones is that the former do not allow variables to take values less than a user-specified positive constant. Using Zangwill's global convergence theorem, we prove that any sequence of solutions generated by either of those modified updates has at least one convergent subsequence and the limit of any convergent subsequence is a stationary point of the corresponding optimization problem. Furthermore, we propose algorithms based on the modified updates that always stop within a finite number of iterations.

    DOI: 10.1007/s10589-013-9593-0

    Web of Science

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  • New classes of clustering coefficient locally maximizing graphs 査読

    Tatsuya Fukami, Norikazu Takahashi

    DISCRETE APPLIED MATHEMATICS   162   202 - 213   2014年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    A simple connected undirected graph G is called a clustering coefficient locally maximizing graph if its clustering coefficient is not less than that of any simple connected graph obtained from G-by-rewiring an edge, that is, removing an edge and adding a new edge. In this paper, we present some new classes of clustering coefficient locally maximizing graphs. We first show that any graph composed of multiple cliques with orders greater than two sharing one vertex is a clustering coefficient locally maximizing graph. We next show that any graph obtained from a tree by replacing edges with cliques with the same order other than four is a clustering coefficient locally maximizing graph. We also extend the latter result to a more general class. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.dam.2013.09.013

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  • On Graphs that Locally Maximize Global Clustering Coefficient 査読

    Tetsuro Teraji, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2013 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   130 - 133   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Finding Items Associated with Varied Members in A Pairwise Data Stream 査読

    Heejae Kim, Norikazu Takahashi, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, Masafumi Yamashita

    Proceedings of the 16th Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation   52 - 58   2013年

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  • Explicit proof of an inequality related to the Omega-matrix 査読

    Tetsuo Nishi, Shin'ichi Oishi, Norikazu Takahashi

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE   4 ( 4 )   430 - 450   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 電子情報通信学会  

    The authors recently published a paper on some properties of the solution curves for the last n-1 equations of F(x)+Ax=b where x=[x1,x2,...,xn]T is a variable, F(x):Rn → Rn is a nonlinear function of which the first and second derivatives are strictly positive, A ∈ Rn × n is an Ω-matrix, and b ∈ Rn is a constant vector. In that paper, the authors showed that any solution curve possesses neither maximal points nor inflection points with respect to x1, by making use of a fundamental property of Ω-matrices, which is expressed in the form of inequality. However, the proof was a little unclear as shown in Introduction. The objective of this paper is to give an explicit proof for the property of Ω-matrices, which makes the author's previous result more rigorous.

    DOI: 10.1587/nolta.4.430

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  • Boundedness of modified multiplicative updates for nonnegative matrix factorization 査読

    Jiro Katayama, Norikazu Takahashi, Jun'Ichi Takeuchi

    2013 5th IEEE International Workshop on Computational Advances in Multi-Sensor Adaptive Processing, CAMSAP 2013   252 - 255   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    There have been proposed various types of multiplicative updates for nonnegative matrix factorization. However, these updates have a serious drawback in common: they are not defined for all pairs of nonnegative matrices. Furthermore, due to this drawback, their global convergence in the sense of Zangwill's theorem cannot be proved theoretically. In this paper, we consider slightly modified versions of various multiplicative update rules, that are defined for all pairs of matrices in the domain, and show that many of them have the boundedness property. This property is a necessary condition for update rules to be globally convergent in the sense of Zangwill's theorem. © 2013 IEEE.

    DOI: 10.1109/CAMSAP.2013.6714055

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  • A New Continuous-Time Algorithm for Calculating Algebraic Connectivity of Multi-Agent Networks 査読

    Tatsuya Fukami, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   45 - 48   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Some Properties of Solution Curves of a Class of Nonlinear Equations and the Number of Solutions 招待 査読

    Tetsuo Nishi, Shin'ichi Oishi, Norikazu Takahashi

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE   3 ( 3 )   301 - 335   2012年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 電子情報通信学会  

    This paper gives several theorems on solution curves of a class of nonlinear equations consisting of n variables and (n-1) equations. In particular we give a remarkable theorem on the rank of a Jacobian matrix associated with the above equations. For the proof of these theorems the Ω-matrix, which one of the authors defined previously, and the irreducible matrix play a definitely important role. As the result we show that the solution curves consist of only two types of curves.

    DOI: 10.1587/nolta.3.301

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  • A Theorem on a Solution Curve of a Class of Nonlinear Equations

    Tetsuo Nishi, Shin'ichi Oishi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   288 - 291   2012年

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  • A Modified Multiplicative Update Algorithm for Convex Quadratic Programming Problems with Nonnegativity Constraints

    Jiro Katayama, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   431 - 434   2012年

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  • Information Theoretic Limit of Single-Frame Super-Resolution 査読

    Kotaro Yamaguchi, Masanori Kawakita, Norikazu Takahashi, Jun'ichi Takeuchi

    2012 THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON EMERGING SECURITY TECHNOLOGIES (EST)   82 - 85   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC  

    We elucidate the potential limit of single-frame super-resolution by information theory. Though various algorithms for super-resolution have been proposed, there exist only few works that evaluate the performance of super-resolution to our knowledge. Our key idea is that "single-frame super-resolution task can be regarded as channel coding in information theory." Based on this recognition, we can apply some techniques of information theory to the analysis of single-frame super-resolution. As its first step, we clarify the potential limit of single-frame super-resolution. For this purpose, we use a model of Yang et al. (2008) as a statistical model of natural images. As a result, we elucidate the condition that "arbitrary high-resolution natural image can be potentially recovered with arbitrarily small error by single-frame super-resolution." This condition depends on S/N ratio and blurring parameter. We investigate numerically whether this condition is satisfied or not for several situations.

    DOI: 10.1109/EST.2012.32

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  • Global Asymptotic Stability of Nonlinear Circuits Related to Maximum Flow Problems 査読

    Norikazu Takahashi

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE   2 ( 4 )   432 - 442   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 電子情報通信学会  

    Global asymptotic stability of the nonlinear circuit similar to the one proposed by Sato et al. for solving the maximum flow problem is studied in this paper. The circuit consists of two independent DC voltage sources, capacitors and nonlinear resistors. It is proved rigorously that the circuit has a unique equilibrium point which is globally asymptotically stable. From the viewpoint of dynamical systems, the circuit is a cooperative system, and thus some fundamental results concerning the convergence property of cooperative systems play important roles.

    DOI: 10.1587/nolta.2.432

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  • Maximum Clustering Coefficient of Graphs with Given Number of Vertices and Edges 査読

    Saki Koizuka, Norikazu Takahashi

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE   2 ( 4 )   443 - 457   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 電子情報通信学会  

    The clustering coefficient is one of the most important quantities characterizing complex networks. It is often said that many networks in the real world have high clustering coefficients. However, properties of the clustering coefficient itself have not been discussed much in the literature. In this paper, some fundamental properties of the clustering coefficient are studied. First we try to find the maximum value of the clustering coefficient of graphs with the given number of vertices and edges. Next we present some classes of graphs such that each member maximizes the clustering coefficient among its neighbors having the same number of vertices and edges.

    DOI: 10.1587/nolta.2.443

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  • A Modified Multiplicative Update Algorithm for Euclidean Distance-Based Nonnegative Matrix Factorization and Its Global Convergence 査読

    Ryota Hibi, Norikazu Takahashi

    NEURAL INFORMATION PROCESSING, PT II   7063   655 - 662   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG BERLIN  

    Nonnegative matrix factorization (NMF) is to approximate a given large nonnegative matrix by the product of two small nonnegative matrices. Although the multiplicative update algorithm is widely used as an efficient computation method for NMF, it has a serious drawback that the update formulas are not well-defined because they are expressed in the form of a fraction. Furthermore, due to this drawback, the global convergence of the algorithm has not been guaranteed. In this paper, we consider NMF in which the approximation error is measured by the Euclidean distance between two matrices. We propose a modified multiplicative update algorithm in order to overcome the drawback of the original version and prove its global convergence.

    DOI: 10.1007/978-3-642-24958-7_76

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  • On Topology of Networked Multi-Agent Systems for Fast Consensus 査読

    Kohnosuke Ogiwara, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   56 - 59   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Controlling Clustering Coefficient of Graphs by Means of 2-Switch Method

    Tatsuya Fukami, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2011 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   64 - 67   2011年

  • ある種のブロックグラフの次数保存クラスター係数極大性

    深海 竜也, 高橋 規一

    電気関係学会九州支部連合大会講演論文集   2011   393 - 393   2011年

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    出版者・発行元:電気・情報関係学会九州支部連合大会委員会  

    クラスター係数は,ネットワークがどの程度クラスター化されているかを表す1つの重要な指標である.現実の複雑なネットワークのほとんどはこのクラスター係数が大きいという性質を有している.以前に著者らは,グラフの各頂点の次数を変化させないような最小の辺の入れ替えを行ったときのクラスター係数の変化分を陽に示した.また,BAモデルの各頂点の次数を変化させずにクラスター係数を0.8前後まで大きくするアルゴリズムを与えた.本研究では,これらの結果を用いてクラスター係数に関する次数保存極大性という概念を導入し,ある種のブロックグラフが次数保存極大であることを示す.

    DOI: 10.11527/jceeek.2011.0_393

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  • ある種の正則グラフの代数的連結度極大性に関する一考察

    荻原 幸之助, 高橋 規一

    電気関係学会九州支部連合大会講演論文集   2011   394 - 395   2011年

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    出版者・発行元:電気・情報関係学会九州支部連合大会委員会  

    グラフラプラシアンの第2固有値(代数的連結度)はネットワークマルチエージェントシステムの合意形成における収束の速さを決定する重要な指標である.著者らは,以前に,与えられた頂点数と辺数の下で代数的連結度を最大または極大にする無向グラフを求める問題について考察し,いくつかのクラスに対して代数的連結度最大性または極大性が成立することを示した.本研究では,全ての頂点の次数が等しいグラフつまり正則グラフの代数的連結度極大性について考察する.

    DOI: 10.11527/jceeek.2011.0_394

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  • NMFに対する終了条件付き修正乗法型更新アルゴリズム

    日比 亮太, 高橋 規一

    電気関係学会九州支部連合大会講演論文集   2011   77 - 77   2011年

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    出版者・発行元:電気・情報関係学会九州支部連合大会委員会  

    Nonnegative Matrix Factorizaion(NMF)は与えられた大規模非負行列を二つの小規模非負行列の積で近似することである.NMFの効率的計算法としてLeeとSeungによって提案された乗法型更新アルゴリズムが広く利用されているが,幾つかの問題点がある.我々はこの問題点を解決するために修正乗法型更新アルゴリズムを提案した.このアルゴリズムは,更新式から生成される変数の列の任意の収束部分列の極限が停留点となることを保証している.本発表では,修正乗法型更新アルゴリズムに終了条件を加えた新しいアルゴリズムを提案し,それが有限回の反復で終了することを示す.

    DOI: 10.11527/jceeek.2011.0_77

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  • Sufficient conditions for one-dimensional cellular neural networks to perform connected component detection 査読

    Norikazu Takahashi, Ken Ishitobi, Tetsuo Nishi

    NONLINEAR ANALYSIS-REAL WORLD APPLICATIONS   11 ( 5 )   4202 - 4213   2010年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD  

    It is well known that one-dimensional cellular neural networks (1D CNNs) with the template A = [1, 2, -1] can perform connected component detection (CCD). However, this has been confirmed only by numerical and laboratory experiments. In this paper, sufficient conditions for 1D CNNs to perform CCD are obtained through theoretical analysis. Main result shows that a wide class of templates including A = [1, 2, -1] can be used for CCD. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.nonrwa.2010.05.007

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  • Global Asymptotic Stability Analysis of Nonlinear Circuits for Solving the Maximum Flow Problem

    Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2010 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   358 - 361   2010年

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  • Analysis of Signal Propagation in 1-D CNNs with the Antisymmetric Template

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi, Hajime Hara

    Proceedings of 12th IEEE International Workshop on Cellular Nanoscale Networks and their Applications   2010年

  • On Clustering Coefficients of Graphs with the Fixed Numbers of Vertices and Edges 査読

    Norikazu Takahashi

    2009 EUROPEAN CONFERENCE ON CIRCUIT THEORY AND DESIGN, VOLS 1 AND 2   814 - 817   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    The problem of finding the minimum and maximum values of the clustering coefficients of graphs with the fixed numbers of vertices and edges is considered. It is shown that when a graph has n vertices and the average degree is n/2 the clustering coefficient can take values from 0 to 1 1/2(n 1).

    DOI: 10.1109/ECCTD.2009.5275108

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  • A Two-Phase Decomposition Algorithm for Solving Convex Quadratic Programming Problems

    Yuta Kobayashi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2009 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   576 - 579   2009年

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  • Stable Patterns Realized by a Class of One-Dimensional Two-Layer CNNs 査読

    Norikazu Takahashi, Makoto Nagayoshi, Susumu Kawabata, Tetsuo Nishi

    IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS   55 ( 11 )   3607 - 3620   2008年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    Stable patterns that can be realized by a class of 1-D two-layer cellular neural networks (CNNs) are studied in this paper. We first introduce the notions of potentially stable pattern, potentially stable local pattern, and local pattern set. We then show that all of 256 possible sets can be realized as the local pattern set of the two-layer CNN, while only 59 sets can be realized as the local pattern set of the single-layer CNN. We also propose a simple,way to optimize the template values of the CNN, which is formulated as a set of linear programming problems, and present the obtained values for all of 256 sets.

    DOI: 10.1109/TCSI.2008.925828

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  • Global convergence of SMO algorithm for support vector regression 査読

    Norikazu Takahashi, Jun Guo, Tetsuo Nishi

    IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS   19 ( 6 )   971 - 982   2008年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    Global convergence of the sequential minimal optimization (SMO) algorithm for support vector regression (SVR) is studied in this paper. Given l training samples, SVR is formulated as a convex quadratic programming (QP) problem with l pairs of variables. We prove that if two pairs of variables violating the optimality condition are chosen for update in each step and subproblems are solved in a certain way, then the SMO algorithm always stops within a finite number of iterations after finding an optimal solution. Also, efficient implementation techniques for the SMO algorithm are presented and compared experimentally with other SMO algorithms.

    DOI: 10.1109/TNN.2007.915116

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  • An Efficient Algorithm for Multi-class Support Vector Machines 査読

    Jun Guo, Norikazu Takahashi, Wenxin Hu

    2008 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED COMPUTER THEORY AND ENGINEERING   327 - +   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC  

    A novel algorithm for multi-class support vector machines (SVMs) is proposed in this paper The tree constructed in our algorithm consists of a series of two-class SVMs. Considering both separability and balance, in each iteration multi-class patterns are divided into two sets according to the distances between pairwise classes and the number of patterns in each class. This algorithm can well treat with the unequally distributed problems. The efficiency of the proposed method are verified by the experimental results.

    DOI: 10.1109/ICACTE.2008.48

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  • A New Decomposition Algorithm for Solving Convex Quadratic Programming Problems

    Norikazu Takahashi, Yuta Kobayashi, Bo Chen

    Proceedings of 2008 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   73 - 76   2008年

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  • Global Convergence Analysis of Decomposition Methods for Support Vector Regression 査読

    Jun Guo, Norikazu Takahashi

    ADVANCES IN NEURAL NETWORKS - ISNN 2008, PT I, PROCEEDINGS   5263   663 - +   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG BERLIN  

    Decomposition method has been widely used to efficiently solve the large size quadratic programming (QP) problems arising in support vector regression (SVR). In a decomposition method, a large QP problem is decomposed into a series of smaller QP subproblems, which can be solved much faster than the original one. In this paper, we analyze the global convergence of decomposition methods for SVR. We will show the decomposition methods for the convex programming problem formulated by Flake and Lawrence always stop within a finite number of iterations.

    DOI: 10.1007/978-3-540-87732-5_74

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  • On Asymptotic Behavior of State Trajectories of Piecewise-Linear Recurrent Neural Networks Generating Periodic Sequence of Binary Vectors 査読

    Norikazu Takahashi, Yasuhiro Minetoma

    2008 IEEE INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE ON NEURAL NETWORKS, VOLS 1-8   484 - 489   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Recently a sufficient condition for the recurrent neural network with the piecewise-linear output characteristic to generate a prescribed periodic sequence of binary vectors such that every two consecutive vectors differ in exactly one component has been derived. If a recurrent neural network satisfies this condition, it is guaranteed that any state trajectory of the network passes through the periodic sequence of regions corresponding to the periodic sequence of binary vectors. However, the asymptotic behavior of the state trajectories has not been clarified yet. In this paper, we study asymptotic behavior of state trajectories of recurrent neural networks satisfying the above-mentioned sufficient condition, and derive a criterion for state trajectories to converge a unique limit cycle.

    DOI: 10.1109/IJCNN.2008.4633836

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  • Stable patterns realized by a class of one-dimensional two-layer CNNs 査読

    Norikazu Takahashi, Makoto Nagayoshi, Susumu Kawabata, Tetsuo Nishi

    IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers   55 ( 11 )   3607 - 3620   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Stable patterns that can be realized by a class of 1-D two-layer cellular neural networks (CNNs) are studied in this paper. We first introduce the notions of potentially stable pattern, potentially stable local pattern, and local pattern set. We then show that all of 256 possible sets can be realized as the local pattern set of the two-layer CNN, while only 59 sets can be realized as the local pattern set of the single-layer CNN. We also propose a simple way to optimize the template values of the CNN, which is formulated as a set of linear programming problems, and present the obtained values for all of 256 sets. © 2008 IEEE.

    DOI: 10.1109/TCSI.2008.925828

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  • A New Working Set Selection for Decomposition-Type SVM Learning Algorithms

    Norikazu Takahashi, Masashi Kuranoshita, Yusuke Kawazoe, Jun Guo, Jun'ichi Takeuch

    Proceedings of 2007 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   280 - 283   2007年

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  • Sufficient conditions for 1-D CNNs with opposite-sign templates to perform connected component detection 査読

    Norikazu Takahashi, Ken Ishitobi, Tetsuo Nishi

    2007 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS, VOLS 1-11   3159 - +   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Connected component detection (CCD) is an important image processing task done by one-dimensional cellular neural networks (1-D CNNs). Recently, some sufficient conditions for 1-D CNNs with the antisymmetric template A = [s,p, -s] to perform CCD have been derived under the assumption that the outputs of the boundary cells are set to 1 or -1. In this paper, we extend these results to I-D CNNs with the opposite-sign template A = [r,p, -s]. It is shown that the 1-D CNN can perform CCD for a wide range of parameter space. Therefore we can design I-D CNNs which not only can perform CCD but also are robust against small perturbations of the parameters.

    DOI: 10.1109/ISCAS.2007.378101

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  • A Stability Condition for a Simple Type of Two-Dimensional Discrete-Time Binary Cellular Neural Networks

    Hajime Hara, Tomotaka Ogura, Toshio Asano, Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2007 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   19 - 22   2007年

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  • Necessary and sufficient conditions for one-dimensional discrete-time autonomous binary cellular neural networks to be stable 査読

    Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi, Hajime Hara

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E89A ( 12 )   3693 - 3698   2006年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    We give the necessary and sufficient conditions for a one-dimensional discrete-time autonomous binary cellular neural networks to be stable in the case of fixed boundary. The results are complete generalization of our previous one [16] in which the symmetrical connections were assumed. The conditions are compared with some stability conditions so far known.

    DOI: 10.1093/ietfec/e89-a.12.3963

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  • Global convergence of decomposition learning methods for support vector machines 査読

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS   17 ( 6 )   1362 - 1369   2006年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    Decomposition methods are well-known techniques for solving quadratic programming (QP) problems arising in support vector machines (SVMs). In each iteration of a decomposition method, a small number of variables are selected and a QP problem with only the selected variables is solved. Since large matrix computations are not required,. decomposition methods are applicable to large QP problems. In this paper,. We will make a rigorous analysis of the global convergence of general decomposition methods for SVMs. We first introduce a relaxed version of the optimality condition for the QP problems and then prove that a decomposition method reaches a solution satisfying this relaxed optimality condition within a finite number of iterations under a very mild condition on how to select variables.

    DOI: 10.1109/TNN.2006.880584

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  • Necessary and sufficient conditions for a 1-D DBCNN with an input to be stable in terms of connection coefficients 査読

    Tetsuo Nishi, Hajime Hara, Norikazu Takahashi

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E89A ( 10 )   2825 - 2832   2006年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    We give necessary and sufficient conditions for a I-D DBCNN (1-dimensional discrete-time binary cellular neural network) with an external input to be stable in terms of connection coefficients. The results are generalization of our previous one [18], [19] in which the input was assumed to be zero.

    DOI: 10.1093/ietfec/e89-a.10.2825

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  • An efficient method for simplifying decision functions of support vector machines 査読

    Jun Guo, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E89A ( 10 )   2795 - 2802   2006年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    A novel method to simplify decision functions of support vector machines (SVMs) is proposed in this paper. In our method, a decision function is determined first in a usual way by using all training samples. Next those support vectors which contribute less to the decision function are excluded from the training samples. Finally a new decision function is obtained by using the remaining samples. Experimental results show that the proposed method can effectively simplify decision functions of SVMs without reducing the generalization capability.

    DOI: 10.1093/ietfec/e89-a.10.2795

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  • Necessary and sufficient condition for a class of planar dynamical systems related to CNNs to be completely stable 査読

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS II-EXPRESS BRIEFS   53 ( 8 )   727 - 733   2006年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    We study global dynamical behavior of cellular neural networks (CNNs) consisting of two cells. Since the output characteristic of each cell is expressed by a piecewise-linear function, a CNN with two cells is considered as a planar piecewise-linear dynamical system. We present the necessary and sufficient condition for such a CNN to be completely stable under the assumptions that: 1) self-coupling coefficients take the same value greater than one and 2) biases are set to zero. The condition is explicitly expressed in terms of coupling coefficients between cells.

    DOI: 10.1109/TCSII.2006.876466

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  • A novel sequential minimal optimization algorithm for support vector regression 査読

    Jun Guo, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    NEURAL INFORMATION PROCESSING, PT 1, PROCEEDINGS   4232   827 - 836   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG BERLIN  

    A novel sequential minimal optimization (SMO) algorithm for support vector regression is proposed. This algorithm is based on Flake and Lawrence's SMO in which convex optimization problems with iota variables are solved instead of standard quadratic programming problems with 2 iota variables where iota is the number of training samples, but the strategy for working set selection is quite different. Experimental results show that the proposed algorithm is much faster than Flake and Lawrence's SMO and comparable to the fastest conventional SMO.

    DOI: 10.1007/11893028_92

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  • Study on the Number of Equilibrium Points for a 1-D DBCNN with No Input

    Hajime Hara, Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2006 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   727 - 730   2006年

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  • Further Analysis on Condition for 1-D CNNs to Perform Connected Component Detection

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings of 2006 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   735 - 738   2006年

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  • Convergence proof of a sequential minimal optimization algorithm for support vector regression 査読

    Jun Guo, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    2006 IEEE INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE ON NEURAL NETWORK PROCEEDINGS, VOLS 1-10   355 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    A sequential minimal optimization (SMO) algorithm for support vector regression (SVR) has recently been proposed by Flake and Lawrence. However, the convergence of their algorithm has not been proved so far. In this paper, we consider an SMO algorithm, which deals with the same optimization problem as Flake and Lawrence's SMO, and give a rigorous proof that it always stops within a finite number of iterations.

    DOI: 10.1109/IJCNN.2006.246703

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  • A sufficient condition for 1-D CNNs with antisymmetric templates to perform connected component detection 査読

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    2006 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS, VOLS 1-11, PROCEEDINGS   2169 - 2172   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Global dynamical behavior of one-dimensional cellular neural networks (1-D CNNs) with the antisymmetric template A = [s, p, -s] is studied in this paper. Under the assumption that the outputs of the boundary cells are fixed to 1 or -1, a new sufficient condition for such CNNs to perform connected component detection will be presented.

    DOI: 10.1109/ISCAS.2006.1693048

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  • Rigorous proof of termination of SMO algorithm for support vector machines

    N Takahashi, T Nishi

    IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS   16 ( 3 )   774 - 776   2005年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    Sequential minimal optimization (SMO) algorithm is one of the simplest decomposition methods for learning of support vector machines (SVMs). Keerthi and Gilbert have recently studied the convergence property of SMO algorithm and given a proof that SMO algorithm always stops within a finite number of iterations. In this letter, we point out the incompleteness of their proof and give a more rigorous proof.

    DOI: 10.1109/TNN.2005.844857

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  • A learning algorithm for enhancing the generalization ability of support vector machines

    J Guo, N Takahashi, T Nishi

    2005 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS (ISCAS), VOLS 1-6, CONFERENCE PROCEEDINGS   3631 - 3634   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    We propose an innovative learning algorithm for enhancing the generalization ability of support vector machines (SVMs), when the Gausssian radial basis function (RBF) is used and when the parameter sigma, is very small. As learning patterns it uses not only the prescribed learning patterns but also newly inserted patterns in their neighbourhoods. In spite of the inserted many patterns, the size of the proposed optimization problem can be reduced to be same as the original one by using the averaging method. Many simulation results show the effectiveness of the proposed algorithm.

    DOI: 10.1109/ISCAS.2005.1465416

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  • A learning algorithm for enhancing the generalization ability of support vector machines 査読

    Jun Guo, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems   3631 - 3634   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    We propose an innovative learning algorithm for enhancing the generalization ability of support vector machines (SVMs), when the Gausssian radial basis function (RBF) is used and when the parameter σ is very small. As learning patterns it uses not only the prescribed learning patterns but also newly inserted patterns in their neighbourhoods. In spite of the inserted many patterns, the size of the proposed optimization problem can be reduced to be same as the original one by using the averaging method. Many simulation results show the effectiveness of the proposed algorithm. © 2005 IEEE.

    DOI: 10.1109/ISCAS.2005.1465416

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  • Realization of limit cycles by neural networks with piecewise linear activation function

    N Takahashi, T Yamakawa, T Nishi

    PROCEEDINGS OF THE 2005 EUROPEAN CONFERENCE ON CIRCUIT THEORY AND DESIGN, VOL 3   7 - 10   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    A simple method of realizing a prescribed limit cycle by means of a continuous-time recurrent neural network with the piecewise-linear activation function is proposed. Since the proposed method is formulated as a set of linear inequalities, we can easily determine parameters of the network by using, for example, the simplex method.

    DOI: 10.1109/ECCTD.2005.1523047

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  • On complete stability of three-Cell CNNs with opposite-sign templates 査読

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems   4673 - 4676   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    A new sufficient condition for three-cell cellular neural networks (CNNs) with the opposite-sign template to be completely stable is presented in this paper. It is also shown that even though the self-coupling is greater than unity the state trajectory which never enters a total saturation region can exist. © 2005 IEEE.

    DOI: 10.1109/ISCAS.2005.1465675

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  • On complete stability of three-cell CNNs with opposite-sign templates

    N Takahashi, T Nishi

    2005 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS (ISCAS), VOLS 1-6, CONFERENCE PROCEEDINGS   4673 - 4676   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    A new sufficient condition for three-cell cellular neural networks (CNNs) with the opposite-sign template to be completely stable is presented in this paper. It is also shown that even though the self-coupling is greater than unity the state trajectory which never enters a total saturation region can exist.

    DOI: 10.1109/ISCAS.2005.1465675

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  • An Efficient Method for Searching Optimal Kernel Parameter of Support Vector Machines

    Keisuke Arima, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2005 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   238 - 241   2005年

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  • A learning algorithm for improving the classification speed of support vector machines

    J Guo, N Takahashi, T Nishi

    PROCEEDINGS OF THE 2005 EUROPEAN CONFERENCE ON CIRCUIT THEORY AND DESIGN, VOL 3   381 - 384   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    A novel method for training support vector machines (SVMs) is proposed to speed up the SVMs in test phase. It has three main steps. First, an SVM is trained on all the training samples, thereby producing a number of support vectors. Second, the support vectors, which contribute less to the shape of the decision surface, are excluded from the training set. Finally, the SVM is re-trained only on the remaining samples. Compared to the initially trained SVM, the efficiency of the finally trained SVM is highly improved, without system degradation.

    DOI: 10.1109/ECCTD.2005.1523140

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  • Necessary and sufficient conditions for 2-dimensional discrete-time systems described by the signum function to be stable

    H Hara, T Nishii, N Takahashi

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E87A ( 6 )   1500 - 1502   2004年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    In this paper we give the necessary and sufficient conditions for 2-dimensional discrete-time systems described by the signum function to be stable.

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  • Realization of Limit Cycles with Length 8 or 4 by Three-Dimensional Binary State Equations

    Hajime Hara, Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2004 International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications   7B2L-4-1-7B2L-4-4   2004年

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  • Necessary and Sufficient Conditions for One-Dimensional Discrete-Time Binary Cellular Neural Network to be Stable - No Input Case -

    Tetsuo Nishi, Hajime Hara, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 8th IEEE International Workshop on Cellular Neural Networks and their Applications   453 - 458   2004年

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  • On stable patterns realized by a class of one-dimensional two-layer CNNs

    M Nagayoshi, N Takahashi, T Nishi

    2004 47TH MIDWEST SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS, VOL I, CONFERENCE PROCEEDINGS   1   385 - 388   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    This paper presents some properties of stable patterns that can be realized by a certain type of one-dimensional two-layer cellular neural networks (CNNs). We first introduce a notion of admissible local pattern (ALP) set. All the stable patterns of a CNN can be completely determined by the ALP set. We next show that all of 256 possible ALP sets can be realized by twolayer CNNs, while only 59 can be realized by single-layer CNNs. This means two-layer CNNs have a much higher potential for signal processing than single-layer CNNs.

    DOI: 10.1109/MWSCAS.2004.1354008

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  • Necessary and Sufficient Conditions for One-Dimensional Discrete-Time Binary Cellular Neural Network

    Hajime Hara, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings of 2004 IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems   1   389 - 392   2004年

  • Global convergence analysis of decomposition methods for support vector machines

    N Takahashi, T Nishi

    2004 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS, VOL 5, PROCEEDINGS   5   728 - 731   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Convergence property of decomposition methods for solving quadratic optimization problems arising in support vector machines is studied. It is shown that under a mild condition any decomposition method converges to an optimal solution.

    DOI: 10.1109/ISCAS.2004.1329911

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  • An Efficient Decomposition Learning Method for Support Vector Regression

    Masashi Kuranoshita, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings of 2004 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   705 - 708   2004年

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  • A Design Method of Cellular Neural Networks for Associative Memories based on Linear Programming

    Tsuyoshi Yamakawa, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings of 2004 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   641 - 644   2004年

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  • A Learning Method for Robust Support Vector Machines

    Jun Guo, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings of 2004 International Symposium on Neural Networks   474 - 479   2004年

  • An improvement of the design method of cellular neural networks based on generalized eigenvalue minimization

    R Bise, N Takahashi, T Nishi

    IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS   50 ( 12 )   1569 - 1574   2003年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    Realization of associative memories by cellular neural networks (CNNs) with binary output is studied. Concerning this problem, a CNN design method based upon generalized eigenvalue minimization (GEVM) has recently been proposed. In this brief, a new CNN design method which is based on the GEVM-based method will be presented. We first give some analytical results related to the basin of attraction of a memory vector. We then derive the design method by combining these analytical results and the GEVM-based method. We finally show through computer simulations that the proposed method can achieve higher recall probability than the original GEVM-based method.

    DOI: 10.1109/TCSI.2003.819827

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  • An improvement of the design method of cellular neural networks based on generalized eigenvalue minimization 査読

    Ryoma Bise, Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications   50 ( 12 )   1569 - 1574   2003年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Realization of associative memories by cellular neural networks (CNNs) with binary output is studied. Concerning this problem, a CNN design method based upon generalized eigenvalue minimization (GEVM) has recently been proposed. In this brief, a new CNN design method which is based on the GEVM-based method will be presented. We first give some analytical results related to the basin of attraction of a memory vector. We then derive the design method by combining these analytical results and the GEVM-based method. We finally show through computer simulations that the proposed method can achieve higher recall probability than the original GEVM-based method.

    DOI: 10.1109/TCSI.2003.819827

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  • A method for solving optimization problems with equality constraints by using the SPICE program

    J Guo, T Nishi, N Takahashi

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E86A ( 9 )   2325 - 2332   2003年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    Analog Hopfield neural networks (HNNs) have so far been used to solve many kinds of optimization problems, in particular, combinatorial problems such as the TSP, which call be described by an objective function and some equality constraints. When we solve a minimization problem with equality constraints by using HNNs, however, the constraints are satisfied only approximately. In this paper we propose a circuit which rigorously realizes the equality constraints and whose energy function corresponds to the prescribed objective function. We use the SPICE program to solve circuit equations corresponding to the above circuits. The proposed method is applied to several kinds of optimization problems and the results are very satisfactory.

    Web of Science

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  • Effect of Biases on the Complete Stability of Planar Dynamical Systems related to CNNs

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings of the 2003 Workshop on Nonlinear Dynamics of Electronic Systems   263 - 266   2003年

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  • An Analog Circuit for Solving a kind of Constrained Optimization Problems

    Jun Guo, Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2003 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems   192 - 197   2003年

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  • A Consideration on the Stability of the Third-Order Discrete-Time Systems Including Signum Function

    Hajime Hara, Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of International Symposium on Information Science and Electrical Engineering 2003   22 - 25   2003年

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  • On Termination of SMO Algorithm for Support Vector Machines

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings of International Symposium on Information Science and Electrical Engineering 2003   187 - 190   2003年

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  • Necessary and Sufficient Condition for the Second-Order Discrete-Time Systems Described by the Signum Function to be Stable

    Hajime Hara, Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of the 2003 International Technical Conference on Circuits, Systems, Computers and Communications   585 - 588   2003年

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  • A generalization of some complete stability conditions for cellular neural networks with delay

    N Takahashi, T Nishi

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E85A ( 9 )   2044 - 2051   2002年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    This paper gives a new sufficient condition for cellular neural networks with delay (DCNNs) to be completely stable. The result is a generalization of two existing stability conditions for DCNNs, and also contains a complete stability condition for standard CNNs as a special case. Our new sufficient condition does not require the uniqueness of equilibrium point of DCNNs and is independent of the length of delay.

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  • Necessary and sufficient conditions for one-dimensional discrete-time binary cellular neural networks with unspecified fixed boundaries to be stable

    H Sato, T Nishi, N Takahashi

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E85A ( 9 )   2036 - 2043   2002年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    This paper investigates the behavior of one-dimensional discrete-time binary cellular neural networks with both the A- and B-templates and gives the necessary and sufficient conditions for the above network to be stable for unspecified fixed boundaries.

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  • One-dimensional Discrete-time Binary Cellular Neural Networks and Some Examples for Signal Processing

    Sato Hidenori, Takahashi Norikazu, Nishi Tetsuo

    Research reports on information science and electrical engineering of Kyushu University   7 ( 2 )   93 - 98   2002年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:九州大学  

    This paper studies on the behavior of one-dimensional discrete-time binary cellular neural networks (abbreviated as a 1-D DBCNN). In general cellular neural networks (CNN) are characterized by the A- and the B-templates and the threshold value θ.Our final aim is to exhaustively examine the behavior of the 1-D DBCNN with arbitrary A-template, B-template and θ from the viewpoint of signal processing. In this paper we will give some partial solutions to this problem. We first show necessary and sufficient conditions for the system to be stable, and then give several numerical examples to illustrate the above results.

    DOI: 10.15017/1525450

    CiNii Article

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    その他リンク: http://hdl.handle.net/2324/1525450

  • ハイブリッド型学習による隠れ素子付き連想記憶モデル

    綴木潤, 高橋規一, 石井信

    システム制御情報学会論文誌   15 ( 11 )   600 - 606   2002年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.5687/iscie.15.600

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  • On the design method of cellular neural networks for associative memories based on generalized eigenvalue problem 査読

    R Bise, N Takahashi, T Nishi

    CELLULAR NEURAL NETWORKS AND THEIR APPLICATIONS   515 - 522   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD  

    This paper presents a design technique which is used to realize associative memories via cellular neural networks. The proposed method can store every prototype vector as a memory vector and maximize the areas of basin of attraction of memory vectors in a certain sense. The network parameters are obtained by solving optimization problems known as generalized eigenvalue problems. Simulation results proves that our method is better than the existing ones.

    Web of Science

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  • Necessary and Sufficient Condition for Two-Cell CNNs with Space-Invariant Connections to be Globally Stable

    Norikazu Takahashi, Tetsuo Nishi

    Proceedings of 2002 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   611 - 614   2002年

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  • Necessary and sufficient conditions for one-dimensional discrete-time binary cellular neural networks with both A- and B-templates to be stable

    Tetsuo Nishi, Hidenori Sato, Norikazu Takahashi

    Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems   1   633 - 636   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We give the necessary and sufficient conditions for a one-dimensional discrete-time binary cellular neural networks with both the A- and B-templates to be stable for a fixed boundary.

    DOI: 10.1109/ISCAS.2002.1009920

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  • One-dimensional Discrete-time Binary Cellular Neural Networks with A- and B-templates

    Hidenori Sato, Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi

    Proceedings of 2001 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications   1   51 - 54   2001年

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  • A new sufficient condition for complete stability of cellular neural networks with delay

    N Takahashi

    IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-FUNDAMENTAL THEORY AND APPLICATIONS   47 ( 6 )   793 - 799   2000年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    DOI: 10.1109/81.852931

    Web of Science

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  • On the complete stability of nonsymmetric cellular neural networks

    N Takahashi, LO Chua

    IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-FUNDAMENTAL THEORY AND APPLICATIONS   45 ( 7 )   754 - 758   1998年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    This paper gives a new sufficient condition for complete stability of a nonsymmetric cellular neural network (CNN). The convergence theorem of the Gauss-Seidel method, which is an iterative technique for solving a linear algebraic equation, plays an important role in our proof. It is also shown that the existence of a stable equilibrium point does not imply complete stability of a nonsymmetric CNN.

    DOI: 10.1109/81.703843

    Web of Science

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  • A test for nonnegativity of real polynomials 査読

    T Nishi, N Takahashi

    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART III-FUNDAMENTAL ELECTRONIC SCIENCE   81 ( 5 )   58 - 65   1998年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SCRIPTA TECHNICA-JOHN WILEY & SONS  

    A rigorous method to determine whether a polynomial f(x) is nonnegative for all x in an interval is proposed, Conventionally, a method which determines whether the multiplicity of every zero of f(x) is even has been used for this problem. The conventional method is, however, somewhat complicated because the Sturm function sequence must be generated repeatedly and the number of variations of sign must be investigated for each sequence. The method proposed in this paper determines whether f(x) + epsilon (epsilon is a sufficiently small positive number) is positive for all x in the interval. This method is simpler than the conventional one in the sense that only two Sturm function sequences art. generated. Moreover, the determination can easily be made with the number of variations of sign of the function sequence made by concatenating two Sturm function sequences. (C) 1998 Scripta Technica.

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  • A new sufficient condition for nonsymmetric CNN's to have a stable equilibrium point

    N Takahashi, LO Chua

    IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-FUNDAMENTAL THEORY AND APPLICATIONS   44 ( 11 )   1092 - 1095   1997年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    This letter gives a new sufficient condition for nonsymmetric CNN's to have at least one stable equilibrium point. Existence of a stable equilibrium point is important for nonsymmetric CNN's because it is a necessary condition for complete stability. It is shown that our sufficient condition is a generalization of a previous result concerning the existence of a stable equilibrium point, and that it can easily be applied to space-invariant CNN's with a 3 x 3 neighborhood.

    DOI: 10.1109/81.641777

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  • ある種の巡回形結合行列をもつニューラルネットワークの平衡点の個数と引き込み領域について

    高橋 規一, 西 哲生

    Research reports on information science and electrical engineering of Kyushu University   1 ( 1 )   101 - 104   1996年9月

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    出版者・発行元:九州大学  

    A method of synthesis of mutually coupled neural networks possessing many equilibrium points whose basins of the attraction are of almost the same size is given. The connection matrix of the network is a cyclic matrix with all diagonal elements vanishing.

    DOI: 10.15017/1474975

    CiNii Article

    CiNii Books

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  • A Test for Nonnegativity of Real Polynomials

    Tetsuo Nishi, Norikazu Takahashi

    The Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Enigneers A   J79-A ( 4 )   930 - 936   1996年

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  • 実係数をもつ多項式の非負値性の判定法

    西哲生, 高橋規一

    電子情報通信学会誌A   J79-A ( 4 )   930 - 936   1996年

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  • ON THE NUMBER OF SOLUTIONS OF A CLASS OF NONLINEAR EQUATIONS RELATED TO NEURAL NETWORKS WITH TAPERED CONNECTIONS

    T NISHI, N TAKAHASHI

    IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES   E78A ( 10 )   1299 - 1305   1995年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    The number of solutions of a nonlinear equation x = sgn(Wx) is discussed. The equation is derived for the determination of equilibrium points of a kind of Hopfield neural networks. We impose some conditions on W. The conditions correspond to the case where a Hopfield neural network has n neurons arranged on a ring, each neuron has connections only from k preceding neurons and the magnitude of k connections decrease as the distance between two neurons increases. We show that the maximum number of solutions for the above case is extremely few and is independent of the number of neurons, n, if k is less than or equal to 4. We also show that the number of solutions generally increases exponentially with n by considering the case where k = n - 1.

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書籍等出版物

  • 電気回路ハンドブック

    朝倉書店  2016年 

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MISC

  • ランダム化NMFにおける最適化問題の修正とHALS法に基づく解法の提案

    舛田昂生, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   121 ( 79(NC2021 1-17) )   2021年

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  • 遺伝的アルゴリズムを用いたグラフの構造最適化

    田尻紘生, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 430(NLP2020 55-65) )   2021年

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  • マルチニューラルネットワークの新たな分散学習アルゴリズムの提案

    原田和明, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 430(NLP2020 55-65) )   2021年

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  • NMFのための分散HALS法における平均合意アルゴリズムの単純化

    林京寿, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   121 ( 79(NC2021 1-17) )   2021年

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  • 代数的連結度推定のための擬似分散的連続時間アルゴリズムの一般化

    島田捷生, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 245(CAS2020 19-36) )   2020年

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  • L1正則化非負値行列因子分解のための新たな階層的交互最小二乗法

    佐野雄大, 右田剛史, 高橋規一

    情報科学技術フォーラム講演論文集   19th   2020年

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  • 正則グラフの平均頂点間距離最小化のための遺伝アルゴリズム

    林嶺司, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 26(NLP2020 1-10) )   2020年

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  • 射影合意に基づく非負制約付き連立一次方程式の最大誤差最小化アルゴリズム

    川嶌康輔, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 471(NLP2019 113-133) )   2020年

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  • 乗法型更新と合意形成に基づく非負値行列因子分解の分散計算アルゴリズム

    道免陽平, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 245(CAS2020 19-36) )   2020年

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  • 凸2次関数の逐次最小化に基づくSandberg-Willson方程式の分散解法

    武内雅章, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 471(NLP2019 113-133) )   2020年

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  • GNMFのための修正乗法型更新式とその大域収束性

    佐野雄大, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2020   2020年

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  • クラスタアンサンブルを利用したGNMFに基づくクラスタリングの性能評価

    佐野雄大, 右田剛史, 高橋規一

    人工知能学会全国大会(Web)   34th   2020年

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  • マイコン実装したAES暗号に対するニューラルネットワークを用いた最終ラウンド鍵の解析

    小杉聡志, 城市翔, 生田健, 日下卓也, 野上保之, 高橋規一

    電子情報通信学会技術研究報告   118 ( 478(ISEC2018 81-134) )   2019年

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  • マルチエージェントネットワークによる非負値行列因子分解の分散計算

    道免陽平, 右田剛史, 高橋規一

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • 光源の異なる画像を用いた楕円体と一葉双曲面のパラメータ推定

    那須巧海, 右田剛史, 尺長健, 高橋規一

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • 遺伝アルゴリズムによる代数的連結度最大化

    田尻紘生, 右田剛史, 高橋規一

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • ニューラルネットワークの分散学習における新たな合意重み決定法

    原田和明, 右田剛史, 高橋規一

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • 単調方程式のニュートン型解法に基づく新たな非負値行列因子分解アルゴリズム

    佐野雄大, 右田剛史, 高橋規一

    情報科学技術フォーラム講演論文集   18th   2019年

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  • マルチエージェントネットワークの代数的連結度推定のための擬似分散的離散時間アルゴリズム (非線形問題)

    浦上 朋久, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 18 )   57 - 62   2017年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • スパースさと滑らかさを調整できる非負値行列因子分解の新しい反復計算法と大域収束性 (信号処理)

    木村 匠, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   116 ( 395 )   273 - 278   2017年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • DS-2-6 出現頻度が急変するアイテムを検出するストリームアルゴリズム(DS-2.サイバーセキュリティのための人工知能技術,シンポジウムセッション)

    木下 毅, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )   "S - 22"-"S-23"   2016年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 完全多部グラフの代数的連結度最大性と2-switchに基づく代数的連結度極大グラフ探索法 (高信頼制御通信)

    藤原 拓郎, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 442 )   31 - 36   2016年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 一般化誤差関数に基づく非負値行列因子分解に対する乗法型更新式とその大域収束性の解析 (情報理論)

    関 真慧, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 394 )   67 - 72   2016年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 非負値行列因子分解に関連する制約付き最適化問題に対する乗法型更新式の導出とその大域収束性の解析 (非線形問題)

    関 真慧, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 240 )   21 - 26   2015年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 短い平均頂点間距離をもつ正則グラフの生成法 (非線形問題)

    藤田 啓輔, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 484 )   7 - 12   2015年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    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求める問題を考える.例えばマルチホップ無線ネットワークにおいて,各端末が同一の通信チャネル数をもつとすれば,ネットワーク内の通信速度は接続構造を表す正則グラフの平均頂点間距離に大きく依存すると考えられる.正則グラフの平均頂点間距離に関する理論的成果としてはCerfらによる下界の導出が知られているが,著者らの知る限り,その後大きな進展はない.本報告では,平均頂点間距離の短い正則グラフを自動的に生成する方法を提案し,その有効性を数値的に検証する.また,頂点数と次数のいくつかの組に対して,Cerfらの下界が提案法によって実際に達成されることを示す.

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  • A-4-8 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(A-4.信号処理,一般セッション)

    木村 匠, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2015   95 - 95   2015年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • A-12-1 完全多部グラフの代数的連結度極大性(A-12.システム数理と応用,一般セッション)

    藤原 拓郎, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2015   173 - 173   2015年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • D-1-12 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(D-1.コンピュテーション,一般セッション)

    平田 大貴, 高橋 規一, 神保 秀司, 山本 博章

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2015 ( 1 )   12 - 12   2015年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 非負値行列因子分解のためのKL,γ,Renyiダイバージェンスに基づく新たな更新式の導出 (システム数理と応用)

    関 真慧, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 125 )   253 - 258   2014年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    非負値行列因子分解の新しい反復計算法として, Kullback-Leiblerダイバージェンス, γダイバージェンス, Renyiダイバージェンスに基づく3種類の更新式を提案する.これらのダイバージェンスに基づく乗法型更新式が既にYangとOjaによって与えられているが,彼らの誤差関数には誤差を一定に保ったまま変数の値をいくらでも大きくできるという問題がある.また,導出される更新式の大域収束性も保証されていない.本報告では, 3種類のダイバージェンスの各々にペナルティ項を加えたものを誤差関数として採用し,それにYangとOjaの方法とGillisとGlineurの方法を適用して新しい更新式を導出する.さらに,得られた更新式が有界性をもつこと,すなわち,任意の初期値に対して生成される解の列が有界領域に含まれることを示す.

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  • 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 (非線形問題)

    藤原 拓郎, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 55 )   19 - 24   2014年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    マルチエージェントネットワークにおける重要な課題の一つに合意形成がある.Olfati-SaberとMurrayによって提案された代表的な合意形成アルゴリズムでは,各エージェントの状態値は他のエージェントの状態値に依存して連続的に変化し,最終的に初期状態値の平均値に収束する.また,その収束の速さはエージェント間の相互作用を表すグラフのラプラシアン行列の第2固有値によって決まる.本研究では,あるグラフが与えられたときに,それと同一の次数列をもつグラフの中で代数的連結度を最大にするものを求める問題について考察し,2-switchに基づく局所探索法を提案する.また,それを次数3の正則グラフに適用して得られるグラフの接続構造を調べる.

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  • 行列の条件数の最大値に関する考察 (非線形問題)

    西 哲生, Rump Siegfried M., 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 486 )   85 - 90   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    行列の条件数は行列のたちの悪さの指標として重要である。固定された次数nでかつ要素の最大値がある与えられた数よりも小さい場合の最大条件数については、Guggenheimerの上界が知られているが、この上界が達成できるか否かは知られていない。本稿では、この上界に近い行列が得られる可能性があることを示す。

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  • A-2-1 同一次数列をもつグラフ族における代数的連結度極大グラフ : 完全2部グラフの場合(A-2.非線形問題,一般セッション)

    藤原 拓郎, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2014   26 - 26   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • D-1-8 離散時間二値ニューラルネットワークの収束条件判定アルゴリズム(D-1.コンピュテーション,一般セッション)

    平田 大貴, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2014 ( 1 )   8 - 8   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • Ω行列の系統的構成法に関する一考察 (非線形問題)

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 271 )   193 - 198   2013年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    トランジスタを含む非線形回路の直流動作点の解析に関連して,1991年にNishiとKawaneはΩ行列の概念を導入した.Ω行列は,回路理論や行列論の分野で広く知られている恥行列の一般化であり,多くの興味深い性質を持っている.しかしながら,その数理構造の複雑さのためか,その系統的構成法は知られていない.本報告では,瑞行列でないΩ行列を構成する二つの簡単な方法を与える.第一の方法は,行列の第1行を負,第1列と主対角線の第2行以下をすべて正,それ以外の要素をすべて0とするものである.ここで,各要素は符号だけが重要であり,絶対値は任意である.第二の方法は,第一の方法で行列を構成した後で対角要素の絶対値を十分に小さくし,その逆行列を計算するものである.第一の方法が疎行列を生成するのに対し,第二の方法は全要素が非零の密行列を生成する.

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  • A-2-18 大域クラスター係数が最大または極大となるグラフについて(A-2.非線形問題)

    寺司 哲郎, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2013   45 - 45   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • A-2-20 非負値行列因子分解のための修正乗法型更新式の有界性(A-2.非線形問題)

    片山 慈朗, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2013   47 - 47   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • Proof of an inequality related to the Omega-matrix (非線形問題)

    NISHI Tetsuo, OISHI Shin'ichi, TAKAHASHI Norikazu

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 ( 205 )   65 - 70   2012年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    This paper gives a complement to the proof of our previous papers, which discussed about some properties of the solution curves of a nonlinear equation obtained from F(x)+Ax=b by deleting the first equation. The theorem is obtained under the assumption that A is an Ω-matrix. By showing rigorously the proof of the previous papers, we confirm that the solution curves possess neither maximal point nor inflection point with respect to the variable x_1.

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  • Proof of an inequality related to the Omega-matrix (回路とシステム)

    NISHI Tetsuo, OISHI Shin'ichi, TAKAHASHI Norikazu

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 ( 204 )   65 - 70   2012年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    This paper gives a complement to the proof of our previous papers,which discussed about some properties of the solution curves of a nonlinear equation obtained from F(χ) + Aχ = b by deleting the first equation. The theorem is obtained under the assumption that A is an Ω-matrix. By showing rigorously the proof of the previous papers,we confirthat the solution curves possess neither maximal point nor inflection point with respect to the variable χ_<1>.

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  • Some properties of extremal points of solution curves for a class of nonlinear equations (非線形問題)

    NISHI Tetsuo, OISHI Shin'ichi, TAKAHASHI Norikazu

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   112 ( 117 )   79 - 84   2012年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    This paper gives an important theorem on a solution curve of a class of nonlinear equations consisting of n variables and (n - 1) equations, which is obtained from a typical nonlinear equation F(x) + Ax = b by deleting the first equation. The theorem is obtained under the assumption that A is an Ω-matrix, which is a generalization of the P-matrix. Prom this theorem and the previous results we can derive some very important properties on a solution curve. That is, the solution curves consist of only two types of curves.

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  • 非負制約付き凸2次計画問題に対する修正乗法型更新アルゴリズムの大域収束性

    片山 慈朗, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   112 ( 117 )   69 - 73   2012年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    変数が非負であるという制約条件の下で凸2次関数を最小化する問題を考える.Shaらは,非負行列因子分解に対する乗法型更新の考え方を基にして,この問題に対する乗法型更新式を提案した.この更新式には,1)制約条件が自動的に満たされる,2)勾配法におけるステップ幅のようなパラメータを含まない,3)簡潔な更新式であるため実装が容易である,という利点がある.しかしながら,Shaらによって与えられた大域収束性の証明には誤りがある.本報告では,Shaらの乗法型更新式にわずかな修正を加えることで大域収束性が満足されることを理論的に証明する.また,この修正が計算時間や反復回数にどの程度影響を及ぼすかを数値実験によって検証する.

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  • A-2-23 星グラフに辺を加えたグラフの代数的連結度最大性について(A-2.非線形問題,一般セッション)

    荻原 幸之助, 深海 竜也, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012   68 - 68   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • D-20-5 非負制約付き凸2次計画問題に対する修正乗法型更新アルゴリズム(D-20.情報論的学習理論と機械学習,一般セッション)

    片山 慈朗, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012 ( 2 )   218 - 218   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • On the Rank of a Jacobian Matrix of a Class of Nonlinear Equations (信号処理)

    NISHI Tetsuo, OISHI Shin'ichi, TAKAHASHI Norikazu

    電子情報通信学会技術研究報告. SIP, 信号処理 : IEICE technical report   111 ( 486 )   115 - 120   2012年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    This paper shows a theorem on the rank of a Jacobian matrix of a class of nonlinear equations consisting of n variables and (n-1) equations and gives its proof. The theorem depends heavily on the properties of both the Ω-matrix and the irreducible matrix.

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  • On the Rank of a Jacobian Matrix of a Class of Nonlinear Equations (通信方式)

    NISHI Tetsuo, OISHI Shin'ichi, TAKAHASHI Norikazu

    電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式   111 ( 467 )   115 - 120   2012年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    This paper shows a theorem on the rank of a Jacobian matrix of a class of nonlinear equations consisting of n variables and (n-1) equations and gives its proof. The theorem depends heavily on the properties of both the Ω-matrix and the irreducible matrix.

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  • On the Rank of a Jacobian Matrix of a Class of Nonlinear Equations (回路とシステム)

    NISHI Tetsuo, OISHI Shin'ichi, TAKAHASHI Norikazu

    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム   111 ( 465 )   115 - 120   2012年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    This paper shows a theorem on the rank of a Jacobian matrix of a class of nonlinear equations consisting of n variables and (n-1) equations and gives its proof. The theorem depends heavily on the properties of both the Ω-matrix and the irreducible matrix.

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  • 2-Switch近傍において最大クラスター係数をもつグラフについて (回路とシステム)

    深海 竜也, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   111 ( 377 )   13 - 18   2012年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    単純無向連結グラフが与えられたときに,それと等しい次数列をもつグラフの中でクラスター係数を最大にするものを求める問題を考えよう.この問題に対する一つのアプローチとして,与えられたグラフから出発して,近傍に属するグラフの中からクラスター係数の高いものを選んでそれに移るという手続きを繰り返す局所探索が考えられる.本稿では,2-switchとよばれるグラフ変換に基づく局所探索を考え,局所探索によってクラスター係数を増加させることができないグラフのクラスをいくつか与える.

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  • Nonnegative Matrix Factorizationのための修正乗法型更新アルゴリズムとその大域的収束性 : ダイバージェンス最小化の場合 (回路とシステム)

    日比 亮太, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   111 ( 377 )   1 - 6   2012年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    Nonnegative Matrix Factorization(NMF)とは与えられた大規模非負行列を二つの小規模非負行列の積で近似することである.NMFの効率的計算法としてLeeとSeungによって提案された乗法型更新アルゴリズムが広く利用されているが,このアルゴリズムには大域的収束性が保証されていないという問題がある.そこで著者らは最近,行列間距離にユークリッド距離を用いる場合のNMFについて考察し,大域的収束性が保証された修正乗法型更新アルゴリズムを提案した.本報告では,行列間距離にダイバージェンスを用いる場合の修正乗法型更新アルゴリズムを提案し,その大域的収束性を理論的に証明する.また,終了条件を加えたアルゴリズムを提案し,それが有限回の反復で終了することを示す.

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  • Nonnegative Matrix Factorization のための修正乗法型更新アルゴリズムとその大域的収束性 : ユークリッド距離最小化の場合

    日比 亮太, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   111 ( 106 )   41 - 46   2011年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    Nonnegative Matrix Factorizaion (NMF)は与えられた大規模非負行列を二つの小規模非負行列の積で近似することである.NMFの効率的計算法として乗法型更新アルゴリズムが広く利用されているが,このアルゴリズムの更新式は分数の形で表現されるため,変数行列の値によっては更新式が定義されないという問題がある.また,この問題のためにアルゴリズムの大域的収束性も保証されていない.本論文では,行列間距離にユークリッド距離を用いる場合のNMFについて考察し,上記の問題を解決するため修正乗法型更新アルゴリズムを提案するとともに,その大域的収束性を理論的に証明する.

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  • ベイズ超解像におけるSIFTを用いたパラメタ推定手法の提案

    清田 佳孝, 奥村 大輔, 川喜田 雅則, 高橋 規一, 竹内 純一

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   110 ( 457 )   129 - 134   2011年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ベイズ超解像における位置ずれパラメタの効率的な推定法を提案する.超解像の手法の一つにTipping & Bishop, Pickupらによるベイズ超解像がある.ベイズ超解像では与えられた複数の低解像度画像間の位置ずれを表すパラメタの推定が不可欠であり,それに要する時間的及び空間的な計算量が問題点の一つとなっている.このため,現状では既存のベイズ超解像は小さいサイズの画像にしか適用できない.本稿ではSIFTを用いて少ない計算時間かつ現実的メモリ消費で位置ずれパラメタを推定するアルゴリズムを提案する.またPickupらによって公開されているベイズ超解像のプログラムに,提案アルゴリズムによって推定したパラメタを入力し,真のパラメタを用いた場合との比較を行った.結果として,ある性質の画像については十分な精度でのパラメタ推定に成功し,比較的大きいサイズの画像に対してベイズ超解像が実現できたことを報告する.

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  • AS-1-1 次数保存2辺張り替えに基づくクラスター係数の制御(AS-1.ネットワークダイナミクス研究の展開,シンポジウムセッション)

    深海 竜也, 高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2011   "S - 1"-"S-2"   2011年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • グラフラプラシアンの第2固有値を最大にする無向グラフ平均次数が2以下の場合

    荻原 幸之助, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム   110 ( 389 )   75 - 79   2011年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    与えられた頂点数nと辺数mの下でグラフラプラシアンの第2固有値を最大にする無向グラフを求める問題について考察する.グラフラプラシアンの第2固有値はネットワークマルチエージェントシステムの合意形成における収束の速さを決定する重要な指標である.本報告では,n= mかつn≦6のとき閉路グラフが第2固有値を最大にすること.n=mかつn≧6のとき星グラフに辺を一つ加えたグラフが第2固有値を最大にすること,閉路グラフが第2固有値を局所的に最大にすることを証明する.

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  • クラスター係数の最大値および極大値に関する考察

    肥塚 紗希, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム   110 ( 165 )   49 - 54   2010年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    クラスター係数は複雑ネットワークを特徴づける重要な指標の一つである.現実世界に存在する多くのネットワークは高いクラスター係数を持つと言われている.しかしながら,クラスター係数そのものの性質についてはあまり議論されていない.本報告では,頂点数と辺数が指定されたとき,グラフのクラスター係数をどこまで大きくできるか,クラスター係数が最大となるグラフの特徴は何か,といった基本的問題について考察し,クラスター係数の最大値および極大値に関するいくつかの性質を明らかにする.

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  • 凸2次計画問題に対する2段階逐次部分最適化アルゴリズムの実験的評価

    小林 裕太, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   109 ( 269 )   85 - 90   2009年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    凸2次計画問題は線形制約条件の下で凸2次関数を最小化する最適化問題であり,多くの分野で重要な役割を果たしている.著者らは最近,サポートベクトルマシンの効率的学習法である分割法のアイデアを基に,一般の凸2次計画問題に適用可能な2段階逐次部分最適化アルゴリズムを提案した.本稿では,このアルゴリズムの詳細について述べるとともに,性能評価のために行った実験の結果を示す.

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  • 一般の凸2次計画問題に対する分割法の大域収束性について

    小林 裕太, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム   108 ( 388 )   159 - 163   2009年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    凸2次計画問題は線形制約条件の下で凸2次関数を最小化する最適化問題であり,多くの分野で重要な役割を果たしている.著者らは最近,サポートベクトルマシンの効率的学習法として知られる分割法のアイデアを基に,一般の凸2次計画問題に対する新たな解法アルゴリズムを開発し,数値実験によってその有効性を確認した.本稿では,このアルゴリズムの大域収束性を理論的に解析する.

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  • A-2-18 一般の凸二次計画問題に対する分割法の提案(A-2. 非線形問題,一般セッション)

    高橋 規一, 小林 裕太, 陳 博

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2008   57 - 57   2008年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 2値ベクトル周期列を出力する区分線形RNNの状態軌道の収束性について

    峯苫 靖浩, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   107 ( 349 )   23 - 28   2007年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    最近,Takahashiらは各素子の出力特性が区分線形関数で表されるリカレントニューラルネットワークの挙動を解析し,与えられた2値ベクトル周期列(ただし連続する二つのベクトルは一つの要素だけが異なるものとする)を出力するための十分条件を導出した.この条件を満足するとき,ネットワークの状態軌道は2値ベクトル列に対応する領域の周期列を通ることが保証されるが,その漸近的な挙動については明らかでなかった.そこで本稿では,その十分条件を満足するネットワークが2値ベクトル周期列を出力しているときの状態軌道の収束性ついて考察し,すべての状態軌道が同一のリミットサイクルに収束するための条件を導出する.また,いくつかの具体的なネットワークについて,この収束条件が満足されているか否かを判定することにより状態軌道の収束性を明らかにする.

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  • サポートベクトル回帰のための分割法の大域収束性について

    郭 駿, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   107 ( 349 )   7 - 12   2007年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    サポートベクトル回帰に現れる大規模凸二次計画問題の効率的解法として分割法が広く用いられている.分割法では、大規模凸二次計画問題が一連の小規模凸二次計画問題に分割され、各小規模問題は元の問題よりもずっと高速に解けるため、全体の計算時間も短くなる.本稿では,サポートベクトル回帰に対する分割法の大域収束性を考察する.FlakeとLawrenceによって定式化された凸二次計画問題に対する分割法が有限回の反復で停止することを証明する.

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  • サポートベクトルマシンとその効率的学習アルゴリズム

    高橋 規一

    情報処理学会研究報告オーディオビジュアル複合情報処理(AVM)   2007 ( 96 )   49 - 54   2007年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

    パターン認識や機械学習の分野で注目を集めているサポートベクトルマシン(SVM) の基本原理とその効率的学習アルゴリズムである分割法について解説する.前半ではマージン最大化,ソフトマージン,カーネルトリックといったSVMを特徴づける種々の手法について説明し,後半では分割法の基本アイデア,代表的なアルゴリズム,大域収束性に関する最近の結果を紹介する.Support vector machine (SVM) has been attracting considerable attention in the field of pattern recognition, machine learning, and so on. The purpose of this report is to review fundamental principles of the SVM and the decomposition method which is widely used for the training of SVMs. In the first part, some key ideas characterizing SVMs such as margin maximization, soft margin, and kernel trick are explained. In the second part, the basic idea behind the decomposition method, some representative algorithms, and recent results on its global convergence are introduced.

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    その他リンク: http://id.nii.ac.jp/1001/00041060/

  • 2次元離散2値セルラニューラルネットワークの安定条件

    小倉 智隆, 原 肇, 浅野 敏郎, 西 哲生, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   107 ( 86 )   7 - 11   2007年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    我々は独立したαとβで決定される対称な結合係数で特徴づけられるA-テンプレートを持つ2次元離散2値セルラニューラルネットワークの安定条件を求める。これは、我々が前回行った一次元セルラニューラルネットワークの場合[10][11]の拡張と言える。

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  • SVMの分割型学習アルゴリズムにおける変数選択について : 共役勾配法に基づく選択法の提案と実験的評価

    川添 裕介, 蔵之下 正志, 高橋 規一, 竹内 純一

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   106 ( 588 )   127 - 132   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    サポートベクトルマシン(SVM)の学習は2次計画問題に帰着される.SVMの学習アルゴリズムとして広く用いられているSMOアルゴリズムやSVM^<light>などの分割法は,それらの2次計画問題の効率的な反復解法であり,各ステップにおいて,1)全変数の中から少数の変数を選択する,2)選択された変数に関する2次計画問題を解く,という二つの操作を行う.本稿では,共役勾配法に基づく新しい変数選択法を提案し,パターン識別問題および回帰問題のベンチマークデータを用いてその有効性を検証する.

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  • 区分線形リカレントニューラルネットワークで実現可能な二値パターン周期列に関する一考察

    峯苫靖浩, 高橋 規一

    電子情報通信学会2007年総合大会講演論文集   85 - 85   2007年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 二値パターン周期列を出力する区分線形RNNの状態軌道の収束性 : 素子数が2の場合

    峯苫靖浩, 高橋 規一

    電子情報通信学会2007年ソサイエティ大会講演論文集   28 - 28   2007年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • A-2-8 離散時間二値ニューラルネットワークの収束条件(A-2.非線形問題,一般講演)

    高橋 規一

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2006   39 - 39   2006年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 反対称テンプレートを持つ1次元CNNが連結成分検出を行うための十分条件

    石飛 謙, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告   106 ( 30 )   15 - 20   2006年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    反対称テンプレートA=[s,p,-s]を持つ1次元CNN(Cellular Neural Network)によって連結成分検出が実現できるための条件について考察する.連結成分検出とは,入力画像として1次元2値(白黒)画像が与えられたとき,次の4条件を満足する画像を出力する処理である.1)黒色画素の個数は入力画像における黒色部分の塊の個数に等しい,2)すべての画素が白でない限り右端の画素は黒である,3)黒色画素は連続しない,4)黒色画素と黒色画素の間にはちょうど1個の白色画素が存在する.テンプレートA=[1,2,-1]を持つ1次元CNNがこの処理を実行可能であることはMatsumotoらによって実験的に示されていたが,著者らの知る限り,理論的な証明はこれまで与えられていなかった.本稿では,反対称テンプレートを持つ1次元CNNの挙動を解析し,この種のCNNが連結成分検出を実行できるためのテンプレートに関する十分条件を与える.

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  • サポートベクトル回帰のためのSMOアルゴリズムの収束性解析

    郭 駿, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   106 ( 30 )   9 - 14   2006年5月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    サポートベクトル回帰に特化したSMOアルゴリズムがいくつか提案されているが,それらのアルゴリズムの最適解への収束性はこれまで明らかにされていない.本稿では,一般的なSMOアルゴリズムを考察し,それが有限回の反復で最適性条件を満たすことを証明する.

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  • 所望の2値ベクトル周期列を出力する区分線形ニューラルネットワークの設計

    高橋 規一, 山川 剛司, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム   105 ( 503 )   43 - 48   2006年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    所望の2値ベクトル周期列を出力する連続時間ニューラルネットワークの設計法について考察する. 各素子の出力特性は区分線形関数で表されるものとし, 周期列中の連続する二つの2値ベクトルは一つの要素だけが異なるものとする. はじめに, ネットワークの状態軌道を解析し, 与えられた2値ベクトル周期列がこの種のネットワークで出力されるための十分条件を導出する. この条件は線形連立不等式の形で表されるので, ネットワークの設計はこれを制約条件とする最適化問題として定式化することができる. 本稿では, パラメータの2乗和最小化とロバスト性最大化を目的関数とした場合のネットワーク設計法を提案する. 前者は2次計画問題に, 後者は線形計画問題にそれぞれ定式化されるので, 既存の数値解法を利用すればパラメータを容易に求めることができる.

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  • A-2-1 Reducing the Number of Non-zero Coefficients in the Decision Function of an SVM(A-2. 非線形問題, 基礎・境界)

    郭 駿, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2005   40 - 40   2005年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • A-1-37 3個のセルから成るCNNの完全安定性に関する一考察(A-1. 回路とシステム, 基礎・境界)

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2005   37 - 37   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • サポートベクターマシンの分割型学習アルゴリズムの収束性解析

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   103 ( 734 )   169 - 174   2004年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    サポートベクターマシン(SVM)の効率的な学習アルゴリズムとして知られている分割法の収束性について考察する.SVMの学習は大規模な2次計画問題に帰着されるため,どれをいかに効率良く解くかが重要となる.分割法は,1)多数の変数の中から更新の対象となる変数を適当な方法で選択する,2)選択された変数に関する2次計画問題を解いてそれらの値を更新する,という操作を反復的に実行して元の2次計画問題の最適解を求める方法であり,目的関数の係数行列全体を記憶する必要がないため,特に大規模な問題に対して有効である.しかしながら,分割法の収束性については,これまでのところ部分的にしか解明されていない.本稿では,変数選択法に関する非常に緩い条件の下で分割法によって得られる値が必ず最適解に収束することを厳密に証明する.

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  • A-2-14 非線形回帰問題に対するサポートベクターマシンの分割型学習アルゴリズムの効率化(A-2. 非線形問題)

    蔵之下 正志, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2004   57 - 57   2004年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • ファジーサポートベクターマシンの非線形回帰問題ヘの応用

    藏之下 正志, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   103 ( 464 )   81 - 86   2003年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    人力変数の値とそれに対応する出力変数の値の組がいくつか与えられたとき,それらのデータから人力変数と出力変数の間の関数的な関係を求める問題を回帰問題という.本稿では,ファジーサポートベクターマシンを用いて回帰問題を解く方法について考察する.ファジーサポートベクターマシンは,パターン識別の分野で注目を集めているサポートベクターマシンの一拡張であり,各データの重要度に応じた重み付けを行うため,より柔軟なパターン識別が実現できる.まず,従来のサポートベクターマシンを用いた回帰問題の解法を簡単に述べる.次にファジーサポートベクターマシンによる回帰問題の解法の定式化を行い,各データヘの重み付けの方法を提案する.最後にいくつかの簡単な例について数値実験を行い,提案手法の有効性を検証する.

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  • A-2-18 CNN に関連する平面力学系の収束性に関する一考察

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2003   52 - 52   2003年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • SPICEを利用した制約条件付き最適化問題解法の一方法

    郭 駿, 西 哲生, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   102 ( 431 )   13 - 18   2002年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    アナログホップフィールド型ニューラルネットワーク(HNN)は、TSPをはじめ多くの種類の最適化問題の解決に適用されている。この際、等号制約条件を目的関数に加算したものをエネルギー関数Eとして、Eを最小化することで制約条件も(近似的に)満足してきている。この論文では、制約条件を厳密に満足しながら、目的関数を最小(極小)にするアナログ回路を求め、これをSPICEを用いて解くことを提案している。

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  • 一般化固有値問題に基づくセルラニューラルネットワーク設計法の改良

    備瀬 竜馬, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. CST, コンカレント工学   102 ( 428 )   1 - 6   2002年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    セルラニューラルネットワーク(Cellular Neural Network, CNN)を用いた連想記憶回路設計法として,最近,一般化固有値最小化問題に基づく方法が提案された.この方法を用いると,すべての所望記憶ベクトルが記憶ベクトルになるだけでなく,それらの引き込み領域がある意味で最大化される.そのため,連想記憶のためのCNN設計法として最も有効な方法であると考えられている.本稿では,この設計法を基にした新しいCNN設計法を提案する.はじめに,CNNの記憶ベクトルの引き込み領域に関連するいくつかの解析結果を与える.次に,それらの解析結果と一般化固有値最小化問題に基づく設計法を組み合わせて新しい設計法を導出する.最後に,数値実験によって提案手法の有効性を示す.

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  • 2個のセルからなる空間不変結合セルラーニューラルネットワークが大域安定であるための必要十分条件

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム   101 ( 631 )   35 - 42   2002年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    セルラーニューラルネットワーク(Cellular Neural Networks, CNN)は, その状態が任意の初期条件に対して必ずいずれかの平衡点に収束するとき, 大域安定であるという.本稿では, 2個のセルから構成されるCNNの相平面図を詳細に解析することにより, それが大域安定であるための新しい十分条件を与える.さらに, 本稿の結果と従来の結果を組み合わせることにより, i)セル間の結合は空間不変である, ii)自己結合係数は1より大きい, iii)外部入力は0である, という仮定の下で, 2個のセルからなるCNNが大域安定であるための必要十分条件を導く.

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  • A-1-15 DCNN に対する二つの完全安定条件の一般化

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2001   15 - 15   2001年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • トランジスタ回路における Tadeusiewicz の漸近安定性に関する一考察

    緒方 将人, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   100 ( 608 )   17 - 23   2001年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本稿ではトランジスタ回路における直流動作点の漸近安定性について検討している.動作点の安全性は直流回路に寄生リアクタンスを加えたダイナミック回路の安定性に基いて調べられる.あるトポロジカルな制約を満たすキャパシタを寄生リアクタンスとして仮定したダイナミック回路のLyapunov方程式が正値対角行列を解にもつための十分条件について検討し、Tadeusiewiczによる動作点が漸近安定となるための十分条件の拡張について考察する.

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  • 2個のセルからなるセルラーニューラルネットワークの完全安定性解析

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   100 ( 608 )   9 - 16   2001年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    セルラーニューラルネットワーク(以下CNNという)は高次の非線形システムであり, そこにはカオス, リミットサイクル, パターン形成などの様々な非線形現象が生じる.画像処理などの応用においては, 任意の初期条件および任意のしきい値に対してCNNが必ず平衡状態に収束する, すなわち, 完全安定であることが重要であるから, CNNの完全安定性はそのダイナミクスにおける主要な研究課題の一つである.Civalleriらは, 2個のセルからなるCNNのダイナミクスを詳細に解析したが, しきい値が0の場合のみを扱っている, 解析結果に誤りがある, という点で不完全であった.そこで本稿では, 2個のセルからなるCNNの相空間図を詳細に調べることにより, CNNが完全安定であるための条件および不安定であるための条件を明らかにする.

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  • 結合の対称性が保証されたCNN連想記憶回路設計法

    備瀬 竜馬, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. CST, コンカレント工学   100 ( 418 )   17 - 22   2000年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本稿では, セルラーニューラルネットワーク(CNN)による連想記憶回路の設計法について述べる.この問題については, 以前に, 特異値分解を利用した疎結合ニューラルネットワーク設計法が提案されており, これを用いてCNN連想記憶回路設計を行なうことができる.しかしながら, その設計法では, CNNのセル間の結合が一般には非対称となり, 完全安定性が保証されないという問題点がある.そこで, 本報告では, その方法を改良して結合が必ず対称となるようなCNN設計法を提案する.対称結合CNNは完全安定であることが知られているので, 本手法によって設計されたCNNは完全安定である.

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  • 区分線形出力関数を持つニューラルネットワークの完全安定条件の一般化

    高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術   100 ( 121 )   69 - 74   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    相互結合型ニューラルネットワークの状態軌道が初期条件によらず必ず平衡点に収束するとき, そのニューラルネットワークは完全安定であるといわれる.著者は最近, 区分線形出力関数を持つニューラルネットワークが完全安定であるための十分条件を導出した.本報告では, これを一般化した, より緩い十分条件を与える.従来, 相互結合型ニューラルネットワークの安定性の証明にはリアプノフ関数を構成する方法が専ら用いられてきたが, 本報告では, 線形連立方程式に対する数値解法の一つであるガウス・ザイデル法の収束定理が重要な役割を果たす.

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  • 非線形抵抗回路における動作点の漸近安定性に関する一考察

    緒方 将人, 高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術   100 ( 121 )   75 - 81   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    複数の動作点を有する非線形抵抗回路において, 不安定な動作点が存在する.しかしながら, 実用上の観点からの動作点の安定性判別方法は知られていない.動作点の安定性を対応する平衡点の安定性により定義することがある.この定義において, Tadeusiewiczは並列キャパシタによりダイナミック回路のクラスを定め, 従属電流源を有する非線形抵抗回路の動作点が漸近安定となる条件を求めた.本稿では, 従属電流源と従属電圧源をともに含む非線形抵抗回路の動作点の漸近安定性について検討する.本稿で用いる動作点の安定性は, Tadeusiewiczと比べ, より広いクラスのダイナミック回路により定義する.また, 漸近安定な動作点を判別するための十分条件を与える.

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  • 隠れ素子付き相互結合型ネットワークにヘッブ則とBP法を適用した自己連想記憶モデル

    綴木 潤, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   99 ( 685 )   169 - 176   2000年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    相互結合型ネットワークやバックプロパゲーション法を用いた階層型ネットワークにおける自己連想記憶モデルでは, 多数の偽記憶が発生する.そこで本研究では, 隠れ素子を有する相互結合型ネットワークを用いた自己連想記憶を提案し, 偽記憶を生じないパターン記憶法の実現を試みる.今回提案する学習法では, ヘッブ則とバックプロパゲーション法の両方が用いられており, これにより互いの偽記憶が効果的に相殺され, 偽記憶が極めて少なくなると考えられる.実際にシミュレーションを行った結果, 提案手法を用いると偽記憶はほとんど生じないことが確認された.

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  • 区分線形出力関数をもつニューラルネットワークの安定性について

    高橋 規一

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2000   64 - 64   2000年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 遅延特性を有するセルラーニューラルネットワークの完全安定性について

    高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題   98 ( 583 )   31 - 38   1999年2月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本報告では, 遅延特性を有するセルラーニューラルネットワーク(Cellular Neural Network with Delay, DCNN)が完全安定であるための十分条件を与える. DCNNが完全安定であるとは, 任意の初期条件に対してその解軌道が平均点に収束することを意味する. 従来, CNNやDCNNの安定性の証明にはリアプノフ関数を構成する方法が専ら用いられてきたが, 本報告では, 線形連立方程式の数値解法の一つであるガウス・ザイデル法の収束定理が重要な役割を果たす.

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  • 複数のホップフィールド型ネットワークを用いた連想記憶方式の提案

    綴木 潤, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   98 ( 526 )   1 - 7   1999年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ホップフィールド型ニューラルネットワークを用いた連想記憶において一般化ヘップ則(外積則)は最も有名な学習法である.一般化ヘップ則は非常に単純な学習法であるが, 多くのパターンを記憶させると一般に多数の偽記憶が発生するという問題がある.偽記憶の個数を少なくする方法として反学習法等が提案されているが, 偽記憶を一つも生じない学習法は見当たらないようである.本稿では, 一般化ヘップ則を基にした, 偽記憶を生じない学習・想起アルゴリズムを提案する.このアルゴリズムは次のように要約される.1)パターンを複数のネットワークに分散して記憶させる.2)すべてのネットワークに同一の入力パターンを与え, それぞれの最終状態を求める.3)偽記憶に陥ったネットワークとそれに記憶されているパターンを取り除く.以下, ネットワークが1つになるまで1)〜3)を繰り返し, 最後に残ったネットワークを出力を連想の結果とする.

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  • 一年間のアメリカ滞在で感じた日本とアメリカの大学の違い

    高橋 規一

    電子情報通信学会誌   81 ( 8 )   866 - 868   1998年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 区分線形特性をもつニューラルネットワークの大域的安定性に関する一考察

    西 哲生, 高橋 規一

    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム   96 ( 125 )   1 - 8   1996年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    大域安定性は相互結合型ニューラルネットワークを種々の問題に応用する際の最も重要な性質の一つである.対称結合ネットワークが大域安定であることはよく知られているが,非対称結合ネットワークの大域安定性に関する議論は難しく,これまでに有効な結果はあまり得られていない.本稿では,2個のニューロンからなる非対称結合ニューラルネットワークの大域安定性について考察する.ただし,各ニューロンの入出力特性は区分線形関数で表されると仮定する.我々は,ニューラルネットワークの大域安定性を結合行列の固有値および固有ベクトルを用いて特徴付けることにより,ネットワークが大域安定であるための新しい十分条件を与える.

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  • ある種のニューラルネットワークにおける平衡点の個数と引き込み領域について

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   1995   88 - 88   1995年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    安定平衡点の個数や各安定平衡点の引き込み領域に関する議論は,相互結合型ニューラルネットワーク(以下,ネットワークと略す)を連想記憶に応用する際に非常に重要となる問題である.しかしネットワークの動的振舞いが非常に複雑であるため,これを解明することは難しいと予想される.したがって,引き込み領域などの動的振舞いに関する従来の研究のほとんどが,各要素が1または-1等確率でとる記憶パターンの集合を外積則によって学習したネットワークを統計学的立場から議論しているものである.例えばMcElieceらは,一つの平衡点とのハミング距離がρn以下のすべての状態が1度の更新でその平衡点に収束するようにネットワークを構成しようとするとき,ネットワークに記憶させることのできる平衡点の個数は漸近的に(1-2ρ)^2/4 n/log_e(n)に近付くという結果を統計学的立場から導出している。本稿では,安定平衡点の個数と各平衡点の引き込み領域の関係が厳密な形で記述できるネットワークの一例を示す.我々の与えるネットワークの結合行列は,外積則や一般化逆行列によって構成されるそれとは全く異なる特殊な行列であり,したがって安定平衡点も特殊なものに限られる.それにも関わらず,ある引き込み領域に対する記憶容量(その引き込み領域を持つ平衡点が最大いくつ存在するか)が従来の結果に比べてかなり大きいような場合が存在する。

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  • Realization of Equilibrium Points by Means of a Completely Symmetrical Nonlinear Circuit

    TAKAHASHI Norikazu, NISHI Tetsuo

    九州大學工學部紀要   54 ( 2 )   141 - 160   1994年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:九州大学  

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  • テイパー結合係数をもつ1次元ニューラルネットワークの平衡点の実現について

    高橋 規一, 西 哲生

    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム   93 ( 432 )   83 - 90   1994年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    規定された状態のみを平衡点とするようなネットワークの構成は,相互結合型ニューラルネットワークを連想記憶に応用する際に最も基本的な問題である.しかし,従来の方法では一般に,規定された平衡点以外に規定されていない偽の平衡点が多数生じてしまう.そのため,ネットワークがどのような平衡点集合ならば実現できるのかを調べることは非常に重要である.本稿では時間が離散的でユニットが2値状態の,最も簡単なホップフィールドのネットワークに対して,平衡点の最大個数など平衡点集合の特徴を調べ,所望の平衡点集合が実現できるための必要十分条件を与える.ただし,ユニットは1次元的に環状に配置され,各ユニットは同一方向のk個の近傍のユニットとのみ結合を有し,結合係数はユニット間の距離が大きくなるに従って小さくなると仮定する.

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  • 対称構造をもつ相互結合回路の平衡解について

    高橋 規一, 西 哲生

    情報処理学会研究報告システムLSI設計技術(SLDM)   1992 ( 43 )   125 - 130   1992年5月

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    記述言語:日本語  

    直流電源、キャパシタ、オペアンプ、抵抗からなるダイナミック回路は一般に多数の平衡点を持ち得る。Hopfield型回路は、この種の回路で、連想記憶等への応用がしばしば論じられいる。本論文では、対称構造を持つ相互結合型回路(pfield型回路)において、平衡点の特徴を与え、それを基にして平衡点の組を厳密に与え、これが上記の回路で構成できるための必要十分条件を構成的に与える。この際には、回路の平衡点の個数、特徴、分布等が重要な要素となる。In this paper we study on the equilibrium points of mutually coupled circuits (Hopfield circuits ) with symmetrical structure. First we show the characterizations of equilibrium points of these circuits. Secondly we give the realizability condition for the prescribed set of points to be exactly equilibrium points of a circuit.

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講演・口頭発表等

  • Distributed HALS algorithm for NMF based on simple average consensus algorithm

    Keiju Hayashi, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    2021 IEEE International Conference on Progress in Informatics and Computing  2021年12月18日 

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    開催年月日: 2021年12月17日 - 2021年12月19日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • An algorithm for randomized nonnegative matrix factorization and its global convergence

    Takao Masuda, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    2021 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence  2021年12月7日 

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    開催年月日: 2021年12月5日 - 2021年12月7日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • べき乗法と平均合意に基づく分散的主成分分析アルゴリズムの性能評価

    大浦夢月, 右田剛史, 高橋規一

    2021年度(第72回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2021年10月23日 

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    開催年月日: 2021年10月23日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 交通事故危険箇所予測のための地図画像の深層学習

    呉志堅, 右田剛史, 高橋規一

    2021年度(第72回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2021年10月23日 

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    開催年月日: 2021年10月23日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • マルチニューラルネットワークの分散学習におけるパラメータ値送受信法の提案

    萱谷竜也, 右田剛史, 高橋規一

    2021年度(第72回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2021年10月23日 

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    開催年月日: 2021年10月23日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • NMFのための分散HALS法における平均合意アルゴリズムの単純化

    林京寿, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会情報論的学習理論と機械学習研究会  2021年6月28日 

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    開催年月日: 2021年6月28日 - 2021年6月30日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ランダム化NMFにおける最適化問題の修正とHALS法に基づく解法の提案

    舛田昂生, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会情報論的学習理論と機械学習研究会  2021年6月28日 

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    開催年月日: 2021年6月28日 - 2021年6月30日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • マルチニューラルネットワークの新たな分散学習アルゴリズムの提案

    原田和明, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2021年3月15日 

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    開催年月日: 2021年3月15日 - 2021年3月16日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 遺伝的アルゴリズムを用いたグラフの構造最適化

    田尻紘生, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2021年3月15日 

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    開催年月日: 2021年3月15日 - 2021年3月16日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • エッジ画像とグレースケール画像を用いた段階的超解像モデル

    平田大貴, 高橋規一

    2021年電子情報通信学会総合大会  2021年3月9日 

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    開催年月日: 2021年3月9日 - 2021年3月12日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Uncalibrated photometric stereo using superquadrics with cast shadow

    Takumi Nasu, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    The 27th International Workshop on Frontiers of Computer Vision  2021年2月23日 

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    開催年月日: 2021年2月22日 - 2021年2月23日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Distributed algorithm for principal component analysis based on power method and average consensus algorithm

    Norikazu Takahashi, Mutsuki Oura, Tsuyoshi Migita

    2020 International Conference on Progress in Informatics and Computing  2020年12月19日 

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    開催年月日: 2020年12月18日 - 2020年12月20日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A genetic algorithm for finding regular graphs with minimum average shortest path length

    Reiji Hayashi, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    2020 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence  2020年12月4日 

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    開催年月日: 2020年12月1日 - 2020年12月4日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 代数的連結度推定のための擬似分散的連続時間アルゴリズムの一般化

    島田捷生, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会システム数理と応用研究会  2020年11月25日 

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    開催年月日: 2020年11月25日 - 2020年11月26日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 乗法型更新と合意形成に基づく非負値行列因子分解の分散計算アルゴリズム

    道免陽平, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会システム数理と応用研究会  2020年11月25日 

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    開催年月日: 2020年11月25日 - 2020年11月26日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Element-wise alternating least squares algorithm for nonnegative matrix factorization on one-hot encoded data

    Zhuo Wu, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    The 27th International Conference on Neural Information Processing  2020年11月20日 

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    開催年月日: 2020年11月18日 - 2020年11月22日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ワンホット表現データに対する非負値行列因子分解のための要素ごとの交互最小二乗アルゴリズム

    呉濯, 右田剛史, 高橋規一

    2020年度(第71回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2020年10月24日 

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    開催年月日: 2020年10月24日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • L1正則化非負値行列因子分解のための新たな階層的交互最小二乗法

    佐野雄大, 右田剛史, 高橋規一

    第19回情報科学技術フォーラム  2020年9月1日 

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    開催年月日: 2020年9月1日 - 2020年9月3日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • クラスタアンサンブルを利用したGNMFに基づくクラスタリングの性能評価

    佐野雄大, 右田剛史, 高橋規一

    2020年度人工知能学会全国大会(第34回)  2020年6月12日 

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    開催年月日: 2020年6月9日 - 2020年6月12日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 正則グラフの平均頂点間距離最小化のための遺伝アルゴリズム

    林嶺司, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2020年5月15日 

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    開催年月日: 2020年5月15日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • べき乗法と平均合意に基づく主成分分析の分散アルゴリズムの設計

    大浦夢月, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2020年5月15日 

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    開催年月日: 2020年5月15日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 全結合層階層化CNNにおける判別器併合法

    平田大貴, 高橋規一

    2020年電子情報通信学会総合大会  2020年3月19日 

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    開催年月日: 2020年3月17日 - 2020年3月20日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • GNMFのための修正乗法型更新式とその大域収束性

    佐野雄大, 右田剛史, 高橋規一

    2020年電子情報通信学会総合大会  2020年3月18日 

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    開催年月日: 2020年3月17日 - 2020年3月20日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 凸2次関数の逐次最小化に基づくSandberg-Willson方程式の分散解法

    武内雅章, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2020年3月9日 

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    開催年月日: 2020年3月9日 - 2020年3月10日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 射影合意に基づく非負制約付き連立一次方程式の最大誤差最小化アルゴリズム

    川嶌康輔, 右田剛史, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2020年3月9日 

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    開催年月日: 2020年3月9日 - 2020年3月10日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Uncalibrated photometric stereo using quadric surfaces with two cameras

    Takumi Nasu, Tsuyoshi Migita, Takeshi Shakunaga, Norikazu Takahashi

    The 26th International Workshop on Frontiers of Computer Vision  2020年2月21日 

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    開催年月日: 2020年2月20日 - 2020年2月22日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • An infinity norm-based pseudo-decentralized discrete-time algorithm for computing algebraic connectivity

    Katsuki Shimada, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    2019 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence  2019年12月9日 

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    開催年月日: 2019年12月6日 - 2019年12月9日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A distributed HALS algorithm for Euclidean distance-based nonnegative matrix factorization

    Yohei Domen, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    2019 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence  2019年12月9日 

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    開催年月日: 2019年12月6日 - 2019年12月9日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A genetic algorithm for maximizing algebraic connectivity of graphs by adding multiple edges

    Hiroki Tajiri, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications  2019年12月3日 

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    開催年月日: 2019年12月2日 - 2019年12月6日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • New rules for choosing values of consensus weights in distributed training of neural networks

    Kazuaki Harada, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications  2019年12月3日 

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    開催年月日: 2019年12月2日 - 2019年12月6日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Mutual relationship between the neural network model and linear complexity for pseudorandom binary number sequence

    Yuki Taketa, Yuta Kodera, Shogo Tanida, Takuya Kusaka, Yasuyuki Nogami, Norikazu Takahashi, Satoshi Uehara

    The Seventh International Symposium on Computing and Networking Workshops  2019年11月27日 

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    開催年月日: 2019年11月27日 - 2019年11月29日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A damped Newton algorithm for nonnegative matrix factorization based on alpha-divergence

    Takehiro Sano, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

    2019 6th International Conference on Systems and Informatics  2019年11月3日 

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    開催年月日: 2019年11月2日 - 2019年11月4日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 合意に基づく分散アルゴリズムと機械学習への応用 招待

    高橋規一

    電子情報通信学会スマートインフォメディアシステム研究会  2019年12月12日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光源の異なる画像を用いた楕円体と一葉双曲面のパラメータ推定

    那須巧海, 右田剛史, 尺長健, 高橋規一

    第18回情報科学技術フォーラム  2019年9月5日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 単調方程式のニュートン型解法に基づく新たな非負値行列因子分解アルゴリズム

    佐野雄大, 右田剛史, 高橋規一

    第18回情報科学技術フォーラム  2019年9月5日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • マルチエージェントネットワークによる非負値行列因子分解の分散計算

    道免陽平, 右田剛史, 高橋規一

    第18回情報科学技術フォーラム  2019年9月5日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 遺伝アルゴリズムによる代数的連結度最大化

    田尻紘生, 高橋規一

    第18回情報科学技術フォーラム  2019年9月3日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • マイコン実装したAES暗号に対するCNNを用いた最終ラウンド鍵の解析

    小杉聡志, 城市翔, 生田健, 日下卓也, 野上保之, 高橋規一

    第18回情報科学技術フォーラム  2019年9月3日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ニューラルネットワークの分散学習における新たな合意重み決定法

    原田和明, 高橋規一

    第18回情報科学技術フォーラム  2019年9月3日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 無限大ノルムを用いて代数的連結度を計算する擬似分散的離散時間アルゴリズム

    島田捷生, 高橋規一

    2019年電子情報通信学会NOLTAソサイエティ大会  2019年6月8日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 畳み込みニューラルネットワークの階層的判別器構築によるパラメータ数の削減

    平田大貴, 高橋規一

    電子情報通信学会2019年総合大会  2019年3月21日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 辺削除時の媒介中心性の高速更新法

    里谷佳紀, 高橋規一

    電子情報通信学会2019年総合大会  2019年3月20日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • マイコン実装したAES暗号に対するニューラルネットワークを用いた最終ラウンド鍵の解析

    小杉聡志, 城市翔, 生田健, 日下卓也, 野上保之, 高橋規一

    電子情報通信学会情報セキュリティ研究会  2019年3月7日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A novel NMF algorithm for detecting clusters in directed networks

    Yoshito Usuzaka, Norikazu Takahashi

    2019 Workshop on Computing, Networking and Communications  2019年2月18日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 誤差関数が対数を含む場合の非負値行列因子分解の新たな乗法型更新式導出法

    高祖晶弘, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2019年1月24日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A genetic algorithm-based method for finding approximate solutions to minimum steiner tree problems

    Li-Ping Zhang, Norikazu Takahashi, Zong-Xiao Yang

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2019年1月24日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • FPGA上に実装したCurve25519への位数4及び8の有理点を用いたサイドチャネル攻撃に関する考察

    眞田晃宏, 上竹嘉紀, 日下卓也, 野上保之, 高橋規一

    2019年暗号と情報セキュリティシンポジウム  2019年1月24日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Depth-first search algorithms for finding a generalized Moore graph

    Yoshiki Satotani, Norikazu Takahashi

    2018 IEEE Region 10 Conference  2018年10月30日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 代数的連結度計算のための擬似分散的離散時間アルゴリズムの収束性 ~ 代数的連結度が重複する場合の解析 ~

    浦上朋久, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2018年10月19日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A distributed algorithm for solving Sandberg-Willson equations

    Masaaki Takeuchi, Norikazu Takahashi

    2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications  2018年9月4日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Reconstruction of CT images by iterative least squares methods with nonnegative constraint,

    Hiromasa Kohno, Yuichi Tanji, Ken'ichi Fujimoto, Hiroyuki Kitajima, Yo Horikawa, Norikazu Takahashi

    2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications  2018年9月3日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • コミュニティ検出のための新たな非負値行列因子分解アルゴリズムの導出と実験的評価

    薄坂誼人, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2018年8月9日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 構造時不変ネットワーク上の射影合意アルゴリズムの収束条件

    川嶌康輔, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2018年8月9日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 非負値拘束を有する反復最小2乗法によるCT画像の再構成

    河野紘正, 丹治裕一, 藤本憲市, 北島博之, 堀川洋, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2018年8月8日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 一般化ムーアグラフの効率的探索法の提案と評価

    里谷佳紀, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2018年6月10日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • マルチエージェントネットワークによるSandberg-Willson方程式の分散解法

    武内雅章, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2018年4月27日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 対数を含む誤差関数に基づくNMFの乗法型更新式の新たな統一的導出法

    高祖晶弘, 高橋規一

    電子情報通信学会2018年総合大会  2018年3月21日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 代数的連結度推定のための真に分散的な離散時間アルゴリズムの平衡点解析

    遠藤拳人, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2018年1月26日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 一般化de Bruijnグラフに基づく単純無向正則グラフ構成法

    石井涼也, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2018年1月26日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 有向ネットワークに対するコミュニティ検出のための高速な非負値行列因子分解アルゴリズム

    薄坂誼人, 高橋規一

    2018年電子情報通信学会NOLTAソサイエティ大会  2018年 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Analysis of a pseudo-decentralized discrete-time algorithm for estimating algebraic connectivity of multiagent networks

    Tomohisa Urakami, Norikazu Takahashi

    2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications  2017年12月6日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Derivation of multiplicative update rules for nonnegative matrix factorization with regularization terms

    Akihiro Koso, Norikazu Takahashi

    2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications  2017年12月5日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 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離散時間アルゴリズムの収束性解析

    浦上朋久, 高橋規一

    平成29年度(第68回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2017年10月21日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 非負値行列因子分解を用いたCT画像の再構成

    河野紘正, 丹治裕一, 藤本憲市, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2017年10月6日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 辺数が頂点数に近い場合の大域クラスター係数最大グラフ

    栗城亮夏, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2017年10月6日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 重み付き無向グラフの媒介中心性の更新式

    難波俊行, 高橋規一

    2017年電子情報通信学会ソサイエティ大会  2017年9月13日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Image reconstruction for computed tomography by nonnegative matrix factorization

    Hiromasa Kohno, Yuichi Tanji, Ken'ichi Fujimoto, Norikazu Takahashi

    2017 Taiwan and Japan Conference on Circuits and Systems  2017年8月22日 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Equilibrium point analysis of a decentralized discrete-time system for algebraic connectivity estimation

    Kento Endo, Norikazu Takahashi

    2017 Taiwan and Japan Conference on Circuits and Systems  2017年8月22日 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • αダイバージェンスに基づく非負値行列因子分解のためのニュートン法型アルゴリズム

    中津智史, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2017年7月13日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • マルチエージェントネットワークの代数的連結度推定のための擬似分散的離散時間アルゴリズム

    浦上朋久, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2017年5月11日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 正則化項が導入された非負値行列因子分解のための乗法型更新式の導出

    高祖晶弘, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2017年5月11日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 辺数と頂点数の差が4以下の場合の大域クラスター係数最大グラフ

    栗城亮夏, 高橋規一

    電子情報通信学会2017年総合大会  2017年3月22日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • スパースさと滑らかさを調整できる非負値行列因子分解の新しい反復計算法と大域収束性

    木村匠, 高橋規一

    電子情報通信学会信号処理研究会  2017年1月20日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 出現頻度が急変するアイテムを検出するストリームアルゴリズムの性能評価

    木下毅, 高橋規一

    電子情報通信学会信号処理研究会  2017年1月19日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A novel Newton-type algorithm for nonnegative matrix factorization with alpha-divergence

    Satoshi Nakatsu, Norikazu Takahashi

    24th International Conference on Neural Information Processing  2017年 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Extensions of a theorem on algebraic connectivity maximizing graphs

    Ryoya Ishii, Norikazu Takahashi

    2016 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications  2016年11月30日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A fast method for finding the edge to be added to minimize betweenness centrality of a specified vertex

    Toshiyuki Namba, Norikazu Takahashi

    2016 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications  2016年11月30日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A new decentralized discrete-time algorithm for estimating algebraic connectivity of multiagent networks

    Kento Endo, Norikazu Takahashi

    2016 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems  2016年10月27日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • αダイバージェンスを誤差とする非負値行列因子分解のためのニュートン法に基づく反復計算法の提案

    中津智史, 高橋規一

    平成28年度(第67回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2016年10月22日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 頂点数と辺数の制約下で代数的連結度が最大となる完全多部グラフに関する考察

    石井涼也, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2016年9月15日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 指定頂点の媒介中心性を最小にする辺挿入位置の高速探索法

    難波俊行, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2016年9月15日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 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新しい分散的離散時間アルゴリズム

    遠藤拳人, 高橋規一

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2016年9月15日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Multiplicative update for a class of constrained optimization problems related to NMF and its global convergence

    Norikazu Takahashi, Masato Seki

    2016 European Signal Processing Conference  2016年8月30日 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 代数的連結度最大グラフに関する一定理の拡張

    石井涼也, 高橋規一

    電子情報通信学会2016年総合大会  2016年3月17日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 出現頻度が急変するアイテムを検出するストリームアルゴリズム

    木下毅, 高橋規一

    電子情報通信学会2016年総合大会  2016年3月15日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 完全多部グラフの代数的連結度最大性と2-switchに基づく代数的連結度極大グラフ探索法

    藤原拓郎, 高橋規一

    電子情報通信学会高信頼制御通信研究会  2016年1月29日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 一般化誤差関数に基づく非負値行列因子分解に対する乗法型更新式とその大域収束性の解析

    関真慧, 高橋規一

    電子情報通信学会信号処理研究会  2016年1月18日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Global convergence of a modified HALS algorithm for nonnegative matrix factorization

    Takumi Kimura, Norikazu Takahashi

    2015 IEEE 6th International Workshop on Computational Advances in Multi-Sensor Adaptive Processing  2015年12月14日 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 2-switch近傍に基づく大域クラスター係数極大グラフに関する一考察

    平成27年度(第66回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2015年 

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  • 非負値行列因子分解に関連する制約付き最適化問題に対する乗法型更新式の導出とその大域収束性の解析

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2015年 

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  • マルチエージェントネットワークにおける真に分散的な代数的連結度推定アルゴリズムの提案

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2015年 

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  • 完全多部グラフの代数的連結度極大性

    電子情報通信学会2015年総合大会  2015年 

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  • 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

    電子情報通信学会2015年総合大会  2015年 

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  • 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

    電子情報通信学会2015年総合大会  2015年 

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  • 短い平均頂点間距離をもつ正則グラフの生成法

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2015年 

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  • Complete multipartite graphs maximize algebraic connectivity in the neighborhood based on 2-switch

    2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications  2015年 

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  • Proposal of a truly decentralized algorithm for estimating algebraic connectivity of multi-agent networks

    2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications  2015年 

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  • 2次元データの列に対するストリームアルゴリズムの改良

    第38回情報理論とその応用シンポジウム  2015年 

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  • 非負値行列因子分解のための階層的交互最小二乗法の大域収束性解析

    第38回情報理論とその応用シンポジウム  2015年 

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  • マルチエージェントネットワークの代数的連結度推定アルゴリズムにおける正規化法の拡張

    第58回自動制御連合講演会  2015年 

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  • On graphs that locally maximize algebraic connectivity in the space of graphs with the fixed degree sequence

    2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications  2014年 

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  • 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

    電子情報通信学会信号処理研究会  2014年 

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  • 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

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2014年 

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  • 同一次数列をもつグラフ族における代数的連結度極大グラフ - 完全2部グラフの場合 -

    電子情報通信学会2014年総合大会  2014年 

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  • 離散時間二値ニューラルネットワークの収束条件判定アルゴリズム

    電子情報通信学会2014年総合大会  2014年 

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  • 行列の条件数の最大値に関する考察

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2014年 

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  • 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

    平成26年度(第65回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2014年 

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  • A generalized sufficient condition for global convergence of modified multiplicative updates for NMF

    2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications  2014年 

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  • New update rules based on Kullback-Leibler, gamma, and Renyi divergences for nonnegative matrix factorization

    2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications  2014年 

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  • Finding Items Associated with Varied Members in A Pairwise Data Stream

    第16回アルゴリズムと計算に関する韓国-日本共同会議  2013年 

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  • 非負値行列因子分解のための修正乗法型更新式の有界性

    電子情報通信学会2013年総合大会  2013年 

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  • 大域クラスター係数が最大または極大となるグラフについて

    電子情報通信学会2013年総合大会  2013年 

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  • 情報理論によるシングルフレーム超解像の限界性能評価

    電子情報通信学会情報論的学習理論と機械学習研究会  2013年 

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  • Boundedness of modified multiplicative updates for nonnegative matrix factorization

    第5回IEEEマルチセンサ適応信号処理のための計算法の進化に関する国際会議  2013年 

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  • Ω行列の系統的構成法に関する一考察

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2013年 

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  • 非負値行列因子分解のための各種乗法型更新式の修正と有界性

    第23回インテリジェント・システム・シンポジウム  2013年 

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  • On Graphs that Locally Maximize Global Clustering Coefficient

    2013年非線形理論とその応用に関する国際会議  2013年 

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  • 2-Switch近傍において最大クラスター係数をもつグラフについて

    電子情報通信学会回路とシステム研究会  2012年 

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  • 単一フレーム超解像の限界について

    第35回情報理論とその応用シンポジウム  2012年 

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  • 与えられた頂点数と辺数の下で代数的連結度を最大にするグラフについて

    九州大学組合せ数学セミナー  2012年 

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  • A New Continuous-Time Algorithm for Calculating Algebraic Connectivity of Multi-Agent Networks

    2012年非線形理論とその応用に関する国際会議  2012年 

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  • A Theorem on a Solution Curve of a Class of Nonlinear Equations

    2012年非線形理論とその応用に関する国際会議  2012年 

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  • A Modified Multiplicative Update Algorithm for Convex Quadratic Programming Problems with Nonnegativity Constraints

    2012年非線形理論とその応用に関する国際会議  2012年 

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  • マルチエージェントネットワークの代数的連結度計算法の拡張

    平成24年度電気関係学会九州支部連合大会  2012年 

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  • 非負制約付き2次計画問題に対する修正乗法型更新アルゴリズム

    平成24年度電気関係学会九州支部連合大会  2012年 

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  • Proof of an inequality related to the Omega-matrix

    電子情報通信学会回路とシステム研究会  2012年 

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  • Information Theoretic Limit of Single-Frame Super-Resolution

    第3回新しいセキュリティ技術に関する国際会議  2012年 

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  • 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計算のための新しい連続時間アルゴリズム

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2012年 

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  • 非負制約付き凸2次計画問題に対する修正乗法型更新アルゴリズムの大域収束性

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2012年 

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  • Some Properties of Extremal Points of Solution Curves for a Class of Nonlinear Equations

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2012年 

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  • 非負制約付き凸2次計画問題に対する修正乗法型更新アルゴリズム

    電子情報通信学会2012年総合大会  2012年 

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  • 星グラフに辺を加えたグラフの代数的連結度最大性について

    電子情報通信学会2012年総合大会  2012年 

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  • On the Rank of a Jacobian Matrix of a Class of Nonlinear Equations

    電子情報通信学会回路とシステム研究会  2012年 

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  • Nonnegative Matrix Factorization のための修正乗法型更新アルゴリズムとその大域的収束性 -ダイバージェンス最小化の場合-

    電子情報通信学会回路とシステム研究会  2012年 

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  • グラフラプラシアンの第2固有値を最大にする無向グラフ -平均次数が2以下の場合-

    電子情報通信学会回路とシステム研究会  2011年 

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  • A Modified Multiplicative Update Algorithm for Euclidean Distance-Based Nonnegative Matrix Factorization and its Global Convergence

    第18回ニューラル情報処理に関する国際会議  2011年 

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  • NMFに対する終了条件付き修正乗法型更新アルゴリズム

    平成23年度電気関係学会九州支部連合大会  2011年 

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  • ある種のブロックグラフの次数保存クラスター係数極大性

    平成23年度電気関係学会九州支部連合大会  2011年 

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  • ある種の正則グラフの代数的連結度極大性に関する一考察

    平成23年度電気関係学会九州支部連合大会  2011年 

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  • On Topology of Networked Multi-Agent Systems for Fast Consensus

    2011年非線形理論とその応用に関する国際会議  2011年 

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  • Controlling Clustering Coefficient of Graphs by Means of 2-Switch Method

    2011年非線形理論とその応用に関する国際会議  2011年 

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  • Nonnegative Matrix Factorization のための修正乗法型更新アルゴリズムとその大域的収束性 -ユークリッド距離最小化の場合-

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2011年 

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  • 次数保存2辺張り替えに基づくクラスター係数の制御

    電子情報通信学会2011年総合大会  2011年 

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  • ベイズ超解像におけるSIFTを用いたパラメタ推定手法の提案

    電子情報通信学会画像工学研究会  2011年 

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  • シンプレックス法に基づく逐次部分最適化アルゴリズムの収束性について

    平成22年度電気関係学会九州支部連合大会  2010年 

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  • 区分線形リカレントニューラルネットワークによる2値ベクトル系列の生成

    平成22年度電気学会 電子・情報・システム部門大会  2010年 

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  • クラスター係数の最大値および極大値に関する考察

    電子情報通信学会非線形問題研究会  2010年 

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受賞

  • 2021 IEEE International Conference on Progress in Informatics and Computing Best Paper Award

    2021年12月   PIC-2021 Organizing Committee  

    Keiju Hayashi, Tsuyoshi Migita, Norikazu Takahashi

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  • Graph Golf 2021 General Graph Deepest Improvement Award

    2021年11月   Graph Golf Organizer  

    Yoshiki Satotani, Norikazu Takahashi

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  • ベストティーチャー賞

    2021年3月   岡山大学工学部  

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  • ベストティーチャー賞

    2018年3月   岡山大学工学部  

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  • 特別賞(中国東北大学との学生交流への貢献)

    2018年3月   岡山大学工学部  

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  • Honor Prize (for the winner of the NOLTA society logo design contest)

    2016年11月   電子情報通信学会NOLTAソサイエティ  

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  • 貢献賞(編集)

    2015年9月   電子情報通信学会NOLTAソサイエティ  

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    受賞国:日本国

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  • ベストティーチャー賞

    2014年3月   岡山大学工学部  

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  • 2012年度IBISML研究会賞

    2013年7月   電子情報通信学会情報論的学習理論と機械学習研究会  

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    受賞国:日本国

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  • 平成22年度九州大学工学講義賞

    2011年10月   九州大学工学部  

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  • 平成12年度(第63回)学術奨励賞

    2001年3月   電子情報通信学会  

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    受賞国:日本国

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 合意に基づく分散最適化アルゴリズムの軽量化と機械学習への応用

    研究課題/領域番号:21H03510  2021年04月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    高橋 規一, 右田 剛史

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    配分額:13520000円 ( 直接経費:10400000円 、 間接経費:3120000円 )

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  • 多様な指標に対応可能なネットワークシステム構造最適化手法の開発

    研究課題/領域番号:15K00035  2015年04月 - 2018年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    高橋 規一

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    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

    代数的連結度・クラスタ係数・媒介中心性・平均頂点間距離等の特徴量に基づくネットワーク構造最適化問題を考察した.代数的連結度最大または極大グラフ,平均局所クラスタ係数極大グラフ,大域クラスタ係数最大グラフなどを理論解析によって導出するとともに,媒介中心性や平均頂点間距離に基づくネットワーク構造最適化のための様々なアルゴリズムを開発した.また,ネットワークの代数的連結度の分散計算法や,ネットワークのコミュニティ検出のための非負値行列因子分解の高速計算法の開発を行った.

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  • 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/領域番号:24560076  2012年04月 - 2015年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    高橋 規一

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    配分額:5070000円 ( 直接経費:3900000円 、 間接経費:1170000円 )

    クラスタ係数・代数的連結度・平均頂点間距離等の特徴量に基づくネットワーク構造最適化問題を考え,最適構造の特徴を理論解析によって解明するとともに,最適に近い構造をもつネットワークを生成するアルゴリズムを与えた.また,代数的連結度の分散推定,離散時間リカレントニューラルネットワークの収束性解析,非線形回路網の直流動作点の個数解析,非負値行列因子分解のための反復解法といったダイナミクスに関連する問題を理論解析と数値実験の両面から考察し,多くの重要な成果を得た.

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  • 複雑系による構造変化・イベント生起の推定とリスク制御・オプション評価への応用

    研究課題/領域番号:23310104  2011年04月 - 2015年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    時永 祥三, 大西 俊郎, 小野 廣隆, 高橋 規一, 中西 一, 松野 成悟, 高木 昇, 池田 欽一

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    配分額:19370000円 ( 直接経費:14900000円 、 間接経費:4470000円 )

    今回の基盤Bにおける新たな研究では経済・企業環境の中長期的な構造変化リスクの存在の予測とそのリアルオプションの可視化、ベイズ推定など理論的な背景をもつ複雑系分析である。本研究の最終年度においては、1)投資・企業間連係におけるリスクに関する研究成果公開のセミナーの開催と討論のまとめを実施した.2)本研究で得られた成果を具体的な解析ソフトウエアとして整備し、他のシステムへの移植を実施した.3)以上のシステムより得られた結果を日本オペレーションズリサーチ学会,電子情報通信学会、情報処理学会,日本経営工学会の学会誌等で随時公表した。

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  • 精度保証付計算アルゴリズムの性能検証のための極端にたちの悪い行列及び回路の生成

    研究課題/領域番号:23560472  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    西 哲生, 高橋 規一

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    配分額:5330000円 ( 直接経費:4100000円 、 間接経費:1230000円 )

    数値計算アルゴリズムの``良さ''は、解きにくい問題、すなわち、小さな計算誤差により解が大きく変わる問題を解かせることで評価できる。連立1次方程式の場合には、非常に大きな条件数の行列を係数行列とする問題を解かせればよい。また非線形方程式の場合には、解が狭い解空間に密集する場合などである。
    本研究では、極端に大きな条件数をもつ行列の生成および条件数の上界について検討し、ほぼ上界に近い条件数の実現の可能性を明らかにした。また、トランジスタ由来の非線形方程式について、この解曲線方程式に関する極めて顕著な特徴を見出した。

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  • 逐次部分最適化に基づく大規模凸計画問題の高速解法の開発

    研究課題/領域番号:21560068  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    高橋 規一

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    線形計画問題,凸2次計画問題等の基本的な連続凸計画問題に対する逐次部分最適化アルゴリズムを開発し,大域収束性解析や数値実験によってそれらの特性や性能を評価した.また,情報通信工学の分野に現れる種々の最適化問題に対する理論解析や効率的解法の開発を行った.具体的には,非負値行列因子分解の効率的計算法,リカレントニューラルネットワークの最適設計法,複雑ネットワークのクラスター係数最大化,高速な合意形成のためのマルチエージェントネットワークの接続構造最適化等の課題について理論と数値実験の両面から考察し,多くの重要な成果を得た.

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  • 汎用回路解析プログラムの解の精度評価に関する回路理論及びグラフ理論的検討

    研究課題/領域番号:20560374  2008年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    西 哲生, 高橋 規一, 中谷 祐介, 高橋 規一, 中谷 祐介

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    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    研究期間中の主な成果は次の3点である。
    1)2個のトランジスタを含むある直流回路が5個の解をもつことを、精度保証計算の観点から数値的に証明したこと2)精度保証付き数値計算の良さを検証するための極めてたちの悪い問題、具体的には、極めて条件数の大きな行列の生成に関して、2.1)行列の特異値と条件数の上界との関係解明、2.2)極めて大きな条件数の行列の具体的生成法、2.3)ベンチマーク行列としてのより望ましい行列の一生成法を提案したこと
    3)SPICEなどの汎用回路解析プログラムなどにより得られた解の誤差の上界を回路構造から簡単に算出する方法を提案したこと

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  • 複雑系による拡散過程・自己組織化のモデリングとシステムリスク制御への応用研究

    研究課題/領域番号:19310099  2007年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    時永 祥三, 岩本 誠一, 中井 達, 高橋 規一, 森保 洋, 池田 欽一, 譚 康融, 高木 昇

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    配分額:19500000円 ( 直接経費:15000000円 、 間接経費:4500000円 )

    本研究においては、これまでの理論的、実践的な研究成果について広く研究会などにおいて公開すると共に、客観的な評価をうけることができた。具体的には、複雑系によるリスク分析・システムリスク解析のさまざまな適用分野ごとの専門家による討論とシステムの改編を進めていき、最終的には論文および著書として成果を刊行することができた。また、国内における研究成果の社会還元の1つとして、サプライチェーンを実施している製造業や顧客管理を実施している金融機関などに対して、体系化された複雑系によるリスク解析ソフトウエアを提供した。概要は以下の項目にまとめることができる。
    1)投資・企業間連係におけるリスクに関するセミナーの開催、研究の成果還元した。
    2)海外の専門家を含めた論点の整理、未解決課題の整理した。
    3)解析ソフトウエアとして整備し、他のシステムへの移植を実施した。
    4)結果を日本オペレーションズリサーチ学会,電子情報通信学会、情報処理学会などの学会誌等で公表した。
    5)成果刊行費や学内の出版助成を活用し、本研究で得られた成果を著書として出版した。

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  • 情報量概念を基盤とした学習理論の展開

    研究課題/領域番号:19300051  2007年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    竹内 純一, 高橋 規一, 實松 豊, 川端 勉, 川喜田 雅則, 香田 徹

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    配分額:18590000円 ( 直接経費:14300000円 、 間接経費:4290000円 )

    機械学習,情報理論,およびそれらの応用に関する諸課題について,記述長最小原理に基づく統一的視点のもとに研究を行った.特に,Markovモデルの幾何学的構造と確率的複雑度の関係,通信路容量と確率的複雑度の関係について考察し新たな知見を得た.また,アンサンブル学習等に関して考察し,効率的アルゴリズムや推定法を提案した.さらに,これら基礎的知見に基づき,ネットワークセキュリティにおけるインシデント検知,ポートフォリオ(分散投資戦略),超解像などについて,新たな学習手法を提案し,その有効性を示した.

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  • 携帯端末用SAWフィルタの関数論的回路構成に関する研究

    研究課題/領域番号:16560339  2004年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    西 哲生, 緒方 将人, 高橋 規一

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    配分額:3500000円 ( 直接経費:3500000円 )

    本研究では、携帯端末用のアンテナ分波器の主要要素である表面弾性波フィルタ(SAWフィルタ)に関して関数論的・回路網構成論的な新しい設計法を開発することである。
    SAW素子は800程度の高い$Q$をもつ電気音響変換素子であり、これを用いると800MHz帯のフィルタが数ミリ角で実現できることから、最近の携帯端末ではSAWフィルタが専ら使われており、今後の高性能化のためには、新しい設計手法が強く求められている。特に、アンテナ分波器の仕様として、急峻な減衰特性をもち隣接した通過帯域をもつ対をなす二つのフィルタを実現する必要がある。
    所望のフィルタは、800MHz帯で広帯域の通過域をもち、かつ非常に急峻な減衰特性を実現する必要がある。本研究課題において研究対象とするSAWフィルタの回路形としては、
    1)従来用いられているはしご形回路で並列枝にSAW素子のみまたはSAW素子の直列回路を用いたもの、
    2)SAW素子の直並列回路に集中定数素子のインダクタンス$L$を挿入した混在形回路、の二通りの回路を研究対象とした。本年度は、上記2)の回路について検討した。すなわち、SAW素子の直並列回路に集中定数素子のインダクタンス$L$を挿入した混在形回路について、回路を「対称形」に限定することにより2等分定理を利用した解析的検討が可能となり、この場合に対して$L$を挿入することによる新しい減衰極の値とY形の$L$の値との関係を詳細に検討し、減衰特性の改善について解析的な検討を行うと共に、数値シミュレーションで確認を行った。結果を電子情報通信学会回路とシステム研究会において発表した。

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  • カオスに基づいたi.i.d.2値系列によるストリーム暗号システム

    研究課題/領域番号:16016269  2004年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特定領域研究  特定領域研究

    香田 徹, 大濱 靖匡, 高橋 規一, 實松 豊

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    配分額:11200000円 ( 直接経費:11200000円 )

    従来,有限体理論に基づいた整数値の擬似乱数生成法が多用されている.一方,確率論ではコイン投げの数学的モデルであるi.i.d.(independent and identically distributed)2値系列が最も重要である.先に本研究代表者は,実数値系列に基づくi.i.d.2値系列生成法をカオス理論で明らかにし,i.i.d,2値系列が情報通信分野で必須の系列として有用であることを示した.本研究は,統計学・確率論基準の暗号強度評価法の確立を目的に遂行したものであり,その主要結果は以下の三点である.(1)i.i.d.2値系列を得るための十分条件を与え、それが可換な有理関数写像であるヤコビ楕円関数写像を含む広いクラスの1次元写像で生成される実数値系列の独立性判定にも適用可能であることを明らかにした.この結果は国際的に認知され,IEEEの会誌特集号の招待論文に纏められているので,IEEEの相当数の会員が知ることとなった.また,楕円暗号がWeierstrass型楕円関数とその微分間の代数的関係式である平面曲線で規定されることに鑑み,ヤコビ楕円関数とその微分,2階微分間を規定する(x,y,z)-空間曲線とその上の力学系及び各軸の1次元射影写像を定義した.その結果,三種類の射影写像は上記十分条件を満たすので,曲線上の実数値軌道ベクトルの2進展開は3次元i.i.d.2値ベクトル系列となることが明らかとなった.このことは,高精細なカラー画像用ストリーム暗号システムが容易に実現できることを示唆している.(2)ブロック暗号のDES(1ブロックからそれへの非線形写像をn段繰り返す.標準はn=16)の強度評価は暗号分野では古典的であるが基本テーマの一つである.偏りのある平文(偏りのあるi.i.d.2値系列も可)を入力するという前提だけの暗号文単独攻撃耐性基準のブロック暗号強度評価法を2種類与えた.これらは,標準DESの解読には,数十テラの英文Ascii平文と暗号文対を必要とする,従来の評価法とは全く異なる.具体的には,数メガの暗号文ビット間の入出力関係頻度表だけで4,6段DESでは全鍵が検出可能であるとの結果を得た.(3)米国の研究グループ提案のElgamal型公開鍵システムを模倣した可換多項式で生成された実数値カオス系列に基づくシステムの公開鍵は秘密鍵を露呈していることをカオス理論により示した.上記研究成果から明らかなように,カオス理論に基づく暗号強度評価法の研究は国策上今後も是非遂行されるべきである。

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  • 多層セルラニューラルネットワークの最適設計手法に関する研究

    研究課題/領域番号:15760268  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    高橋 規一

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    配分額:1300000円 ( 直接経費:1300000円 )

    本年度の成果は以下の通りである。
    1.1次元2層セルラニューラルネットワーク(CMN)の安定パターンの特徴付けに関する前年度の成果をまとめ、国際会議2004 IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systemsにおいて発表した。
    2.一般化固有値最小化に基づくCNN連想記憶設計法が実は線形計画問題に帰着されることを証明し、線形計画法に基づくCNN連想記憶設計法を提案した。提案手法は一般化固有値最小化に基づく方法に比べて設計時間が大幅に短く、従来法と同等の想起性能を示すことを数値実験によって明らかにした。また、大規模ランダムパターンを用いた実験により、提案手法は、外積法、射影学習則、固有構造法などの従来法よりも優れた想起性能を示すことを明らかにした。
    3.1次元離散時間CNNの安定性を理論的に解析し、任意の初期条件に対してCNNが必ず平衡状態に収束するための必要十分条件を導出した。
    4.サポートベクトルマシン(SVM)の学習法としてよく用いられる分割法の収束性を解析し、変数選択に関する非常に緩い条件の下で分割法の解が必ず最適解に収束することを証明した。また、非線形回帰のためのSVMの効率的学習法について検討し、分割法に基づく新しい学習アルゴリズムを提案した。提案アルゴリズムの有効性を数値実験によって示した。

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  • トランジスタ回路の解の個数と安定性に関する理論的検討

    研究課題/領域番号:13650414  2001年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    西 哲生, 緒方 将人, 高橋 規一, 佐藤 秀則, 實松 豊

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    配分額:3200000円 ( 直接経費:3200000円 )

    本研究課題では、解の個数に関する一つの結果を与えるとともに、トランジスタ回路を含むより一般の能動回路、すなわち、ニューラルネットワークやCNNのシステム方程式の安定性について検討し、特に安定性に関しては種々の安定条件を求めることが出来た。結果の概要は次の通りである。(以下で発表論文の番号は成果報告書の文献番号を示す)
    1.トランジスタ回路の解の個数に関しては、トランジスタの中の非線形抵抗特性である単調増加な指数関数及び線形項からなる2元(2変数)の非線形方程式に対して、解の上限がちょうど5個であることを証明している。この結果は、解の個数が高々2の次元数乗ではないかという予想が正しくないことを示したことになる。さらに一般の場合に関して、解の個数の上界を与えている(発表論文4,22)。
    2.トランジスタを含む能動RC回路に対して、浮遊素子により生じる分母多項式の高次項が負とならないための回路構造上の条件を与えた(発表論文1,12,21)。
    3.ニューラルネットワークのうち、1次元離散時間CNN(Cellular Neural Network)の安定性を定義し、このもとで、安定であるための必要十分条件を与えた(発表論文2,5,6,9,13,15,16,19)。
    4.微分方程式で与えられた2次元CNNが大域安定であるための必要十分条件を与えた(発表論文3,8,10,11,13,18,20,23)。

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  • 完全安定セルラーニューラルネットワークの最適設計に関する研究

    研究課題/領域番号:13750358  2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    高橋 規一

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    配分額:1400000円 ( 直接経費:1400000円 )

    本年度の研究成果は次の通りである。
    1.セルラーニューラルネットワーク(CNN)による連想記憶回路の構成法について検討し、ある種の最適化手法に基づくCNN設計を提案した。提案手法は、従来手法に比べて理論的裏付けがしっかりしているだけでなく、設計手続きが簡単であり、MATLAB等の数値計算ソフトを利用すればCNNのパラメータが簡単に求められるという利点もある。アルファベット26文字に提案手法と従来法を適用した結果、すべての場合において従来法よりも高い平均想起確率が達成されることが確認された。
    2.遅延特性を有するCNNの完全安定性に関する新たな十分条件を導出した。この結果は、CNNの完全安定性に関してこれまでに得られているいくつかの結果の一般化になっている。また、2個のセルから構成されるCNNの完全安定性を解析し、ある仮定の下でそれが完全安定であるための必要十分条件を導出した。
    3.直線上に配置された多数のセルから構成される1次元離散時間CNNが任意の初期条件に対して必ず平衡状態に収束するための必要十分条件を導出した。
    4.DogaruとChuaによって提案されたユニバーサルCNNセルの解析および設計に関する研究を行った。具体的には、最急降下法に基づく効率的なユニバーサルCNNセルの設計法を提案し、その有効性を数値実験によって確認した。ユニバーサルCNNセルでは、多数の絶対値関数を用いることによって複雑な入出力関係が実現されるが、回路構造を簡単にするために絶対値関数の個数をできるだけ少なくする必要がある。数値実験の結果、提案手法においては、所望の入出力関係を実現するのに必要な絶対値関数の個数が各セルの結合数に比例することが明らかになった。

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  • 学習能力を備えたウェーブレットフィルタによる識別理論の構築

    研究課題/領域番号:11558039  1999年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    新島 耕一, 高野 茂, 葛目 幸一, 岡田 義広, 皆本 晃弥, 高橋 規一

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    配分額:12900000円 ( 直接経費:12900000円 )

    研究課題にある学習能力を備えたウェーブレットフィルタとは,Bell研究所のSweldensによって提唱された自由パラメータを含むリフティングウェーブレットフィルタのことである。このフィルタは,ダウンサンプリング型の双直交ウェーブレットフィルタに,自由パラメータを含むリフティング項を付加して構成される。リフティングウェーブレットフィルタの重要な性質は,自由パラメータをどのように選んでも双直交ウェーブレットフィルタになることである。もうひとつの重要な性質は,このフィルタは分解フィルタと復元フィルタからなり,分解フィルタを用いて分解された信号から,もとの信号を完全に復元できることである。
    本研究では,これらの性質を用いてリフティングウェーブレットフィルタの学習法を確立し,信号や画像に対する識別理論を構築した。また,その理論を応用して,信号や画像から特定部分を高速に識別し抽出する方法や,信号や画像からノイズを除去する方法を開発した。さらに,双直交ウェーブレットフィルタがもつ多重解像度解析の性質にヒントを得て,3次元形状の生成アルゴリズムを開発した。具体的には,リフティングウェーブレットフィルタの学習法と信号・画像の識別および抽出に関する研究,リフティングウェーブレットフィルタの学習法とノイズ除去に関する研究,多重解像度解析による3次元形状生成に関する研究等を行った。

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  • セルラーニューラルネットワークの完全安定性解析

    研究課題/領域番号:11750330  1999年 - 2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究(A)  奨励研究(A)

    高橋 規一

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    配分額:1100000円 ( 直接経費:1100000円 )

    本年度の研究実績は以下の通りである.
    1.遅延特性を有するセルラーニューラルネットワーク(Cellular Neural Network,以下CNN)が完全安定であるための新しい十分条件と,他の研究者によって予想された完全安定条件に対する反例をまとめ,IEEE Transactions on Circuits and Systems-Iに発表した.
    2.CNNに対する二つの既存の完全安定条件が同一原理で導出できることを示すとともに,これらを統一的に扱うことのできる新しい十分条件を導出した.この結果は,国際会議2000 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applicationsにおいて発表された.また,遅延特性を有するCNNに対しても同様の考察を行い,新しい十分条件を導出した.
    3.与えられた平衡点集合を実現するCNNの設計問題は,連想記憶やパターン認識への応用において基本的かつ重要な問題である.これまでに,特異値分解を利用したCNN設計法が提案されているが,その方法では完全安定性が保証されないという問題があった.そこで本研究では,結合を対称にすることにより完全安定性を保証する新しい設計法を提案した.しかしながら,まだ問題点も多く,提案法に改良を加えていく必要がある.
    4.2個のセルからなるCNNのダイナミクスを詳細に解析し,ある仮定の下で,CNNが完全安定であるための十分条件およびリミットサイクルが存在するための十分条件を新たに与えた.その過程で,2個のセルからなるCNNの完全安定性に関する従来の結果に誤りがあることを明らかにした.この成果は,平成13年度に国際会議等で発表したいと考えている.

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  • ニューラルネットワークのエントロピー最小化学習によるカラー画像からの構造発見

    研究課題/領域番号:10480076  1998年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    新島 耕一, 高野 茂, 高橋 規一, 岡田 義広, 葛目 幸一, 皆本 晃弥, ツォイクマン トーマス

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    配分額:10300000円 ( 直接経費:10300000円 )

    本研究の課題では,ニューラルネットワークが主な要素技術となっている。ニューラルネットワークを用いて画像に潜在している構造を発見するためには,まずニューラルネットワークの学習法と学習後のネットワークの挙動について研究することが必要不可欠である。また,学習されたネットワークがもつ画像の分類能力や認識能力についても研究しなければならない。学習されたネットワークから規則抽出を行う研究も必要になってくる。さらに,画像から規則を抽出しやすくするような入力画像の前処理も重要な研究である。
    このような背景を踏まえ,本研究では,研究課題にあるニューラルネットワークのエントロピー最小化学習法にとらわれることなく,広くニューラルネットワークの学習法やセルラーニューラルネットワークの挙動解析について研究を行い,画像分類や規則抽出にそれを応用した。もちろん,本研究の課題であるニューラルネットワークのエントロピー最小化学習報とウェーブレット技術を組み合わせて、画像から構造を発見する方式についても研究を行った。また,ニューラルネットワークを用いて3D画像から構造を発見するための準備として,3D画像の曲面生成の研究,3Dモデルの類似検索の研究,3Dモデルのモーションキャプチャの研究等を行った。本研究では,次の5つの研究題目を設定し研究を推進した。
    1)ニューラルネットワークの学習法と画像分類に関する研究
    2)ニューラルネットワークの学習法と規則抽出に関する研究
    3)セルラーニューラルネットワークの挙動解析に関する研究
    4)画像からの構造発見に関する研究
    5)3D画像に関する研究

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担当授業科目

  • ネットワーク計算論 (2021年度) 前期  - その他

  • 制御論 (2021年度) 第3学期  - 火1,火2,木1,木2

  • 制御論 (2021年度) 第3学期  - 火1,火2,木1,木2

  • 工学倫理 (2021年度) 第4学期  - 火1,火2,金5,金6

  • 工学倫理 (2021年度) 第4学期  - 火1~2,金5~6

  • 応用数学 (2021年度) 第4学期  - 月1,月2,木1,木2

  • 応用数学第一 (2021年度) 第4学期  - 月1,月2,木1,木2

  • 応用数学第二 (2021年度) 第2学期  - 月3,月4,木3,木4

  • 応用線形代数 (2021年度) 第2学期  - 月3,月4,木3,木4

  • 情報・電気・数理データサイエンス系入門 (2021年度) 第1学期  - 水1~2

  • 情報系概論 (2021年度) 特別  - その他

  • 情報系概論 (2021年度) 特別  - その他

  • 技術英語 (2021年度) 後期  - その他

  • 数理計画特論 (2021年度) 後期  - 月5,月6

  • 知能ソフトウェア基礎学演習 (2021年度) 通年  - その他

  • 表現技法1 (2021年度) 前期  - その他

  • 表現技法2 (2021年度) 後期  - その他

  • 電子情報システム工学特別研究 (2021年度) 通年  - その他

  • 非手続き型言語 (2021年度) 第1学期  - 火1,火2,金3,金4

  • ネットワーク計算論 (2020年度) 前期  - その他

  • 制御論 (2020年度) 第3学期  - 水3,水4,木1,木2

  • 制御論 (2020年度) 第3学期  - 水3,水4,木1,木2

  • 工学倫理 (2020年度) 第4学期  - 火1,火2,金5,金6

  • 工学倫理 (2020年度) 第4学期  - 火1,火2,金5,金6

  • 応用数学 (2020年度) 第4学期  - 月1,月2,木1,木2

  • 応用数学第一 (2020年度) 第4学期  - 月1,月2,木1,木2

  • 応用数学第二 (2020年度) 第2学期  - 月3,月4,木3,木4

  • 応用線形代数 (2020年度) 第2学期  - 月3,月4,木3,木4

  • 情報系概論 (2020年度) 夏季集中  - その他

  • 情報系概論 (2020年度) 夏季集中  - その他

  • 技術英語 (2020年度) 後期  - その他

  • 数理計画特論 (2020年度) 後期  - 月5,月6

  • 知能ソフトウェア基礎学演習 (2020年度) 通年  - その他

  • 表現技法1 (2020年度) 前期  - その他

  • 表現技法2 (2020年度) 後期  - その他

  • 電子情報システム工学特別研究 (2020年度) 通年  - その他

  • 非手続き型言語 (2020年度) 第1学期  - 火1,火2,金3,金4

  • 非手続き型言語 (2020年度) 第1学期  - 火1,火2,金3,金4

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