多次元時系列データマイニングのためのクラスタリング手法とその並列化

多维时间序列数据挖掘的聚类方法及其并行化

• 批准号: 15700124
• 负责人: 滝沢 寛之
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700124/
• 关键词: データクラスタリング; データマイニング; 並列処理; GPGPU; クラスタリング; 並列化; 科学技術計算

データクラスタリングのためには最近傍のクラスタ探索(最近傍探索)のために高次元ベクトル間の距離計算を多くの回数行う必要があり、大規模な問題に適用する場合にはその計算負荷が大きな課題となる。本研究では平成15年度に、近年のパーソナルコンピュータ(PC)用描画ハードウェア(GPU)の急速な発展に着目し、一般的なGPUを並列プロセッサとして利用すること(GPGPU)で高速な最近傍探索を実現した。さらに、平成16年度はその研究成果を応用して、GPUとCPUとの協調によりデータクラスタリングを高速に行う手法を開発した。この手法は最近傍探索距離の有する2種類の並列性を効果的に利用可能であり、その成果は国際会議において最優秀論文賞を受賞するなど学術的に非常に高く評価された。また、データクラスタリングに適用可能な競合学習をPCクラスタで効果的に並列実行する手法を提案し、その成果が国際学術論文誌に掲載された。データマイニングの重要な要素である可視化についても引き続き検討し、北海道大学-東北大学間のスーパーSINETによる接続実験により、可視化サーバを対話的に遠隔利用できることを実証実験した。物理的に遠隔地にある演算サーバを利用してクラスタリング処理やその後のボリュームレンダリング等の可視化処理を行い、データマイニングに利用可能であることが実証された。その成果は学術論文誌に掲載予定である。Chinrunguengらの手法は、部分歪みエントロピを用いてクラスタの最適性を評価することにより平均歪みを最小化する。しかし、適切なクラスタを形成するまでに多数回の繰返し計算が必要であり、時系列データの時間変化に対して迅速に追従できない可能性がある。本研究では、部分歪みエントロピに基づいて適切にクラスタを再配置する手法を新たに提案し、動画像の適応ベクトル量子化に適用することよって追従速度と歪み最小化性能との両立を実現できることを確認した。

デ ー タ ク ラ ス タ リ ン グ の た め に は recently alongside の ク ラ ス タ exploration (recently alongside explore) の た め に high dimensional ベ ク ト ル の distance between computing を more く の back several rows う necessary が あ り, large-scale な に applicable す る occasions に は そ の が large computational load き な subject と な る. This study で は pp.47-53 15 annual に, recent の パ ー ソ ナ ル コ ン ピ ュ ー タ (PC) with painted ハ ー ド ウ ェ ア (GPU) の rapid な 発 exhibition に し, usually な GPU を parallel プ ロ セ ッ サ と し て using す る こ と (GPGPU) で high-speed な recently alongside explore を be presently し た. さ ら に, pp.47-53 16 year は そ の research を 応 with し て と CPU and GPU と の coordination に よ り デ ー タ ク ラ ス タ リ ン グ を high-speed line に う gimmick を open 発 し た. こ の gimmick は recently alongside explore distance の す る 2 kinds の tied for sexual を unseen fruit に use may で あ り, そ の results は international conference に お い て the best paper of the reward を who す る な ど academic に に く very high rating 価 さ れ た. ま た, デ ー タ ク ラ ス タ リ ン グ に may な concurrence learning を PC ク ラ ス タ line could promote behavior of fruit に tied for be で す る を proposal し, そ の achievements chi に が international academic papers first white jasmines load さ れ た. デ ー タ マ イ ニ ン グ の is key factor な で あ る visualization に つ い て も lead き 続 き beg し 検, Hokkaido university - Northeastern University の ス ー パ ー SINET に よ る meet 続 be 験 に よ り, visual サ ー バ を words seaborne に far using で き る こ と を be card be 験 し た. Physical に far to に あ る calculus サ ー バ を using し て ク ラ ス タ リ ン グ 処 Richard や そ の after の ボ リ ュ ー ム レ ン ダ リ ン グ の visualization such as line を い 処 and デ ー タ マ イ ニ ン グ に may use で あ る こ と が card be さ れ た. Youdaoplaceholder0 そ academic papers are published in the journal に and are set to である. Chinrungueng ら の gimmick は, partial slanting み エ ン ト ロ ピ を with い て ク ラ ス タ の optimum sex を review 価 す る こ と に よ り average slanting み を minimize す る. し か し, appropriate な ク ラ ス タ を form す る ま で に most back の Qiao return し computing が necessary で あ り, when series デ ー タ の time variations change に し seaborne て に quickly after 従 で き な い possibility が あ る. This study で は, partial slanting み エ ン ト ロ ピ に base づ い て appropriate に ク ラ ス タ を relocation す る gimmick を new た に proposal し, animation like の optimum 応 ベ ク ト ル quantization に applicable す る こ と よ っ て chase と 従 speed slanting み minimize performance と の struck made を be presently で き る こ と を confirm し た.

项目成果

滝沢寛之, 小林広明: "An Effective Implementation of vector Quantization Encoder on Commodity Graphics Hardware"Proceedings of the 2^<nd> International Conference on Information Technology and Applications (ICITA 2004). (発行中)(CD-ROM). 1 (2004)

Hiroyuki Takizawa、Hiroaki Kobayashi：“商品图形硬件上矢量量化编码器的有效实现”第二届国际信息技术与应用会议论文集（ICITA 2004）（印刷版）（CD-ROM）。 (2004)

A Fast Computation Scheme of Partial Distortion Entropy Updating

一种部分畸变熵更新的快速计算方案

• 发表时间: 2004
• 期刊: The International Conference on Information Technology(ITCC 2004) Vol.1
• 作者: 滝沢寛之;小林広明
• 通讯作者: 小林広明

Evaluation of Large-Scale Remote Interactive Visualization via Super SINET

基于Super SINET的大规模远程交互可视化评估

• 发表时间: 2005
• 期刊: INFORMATION Journal Vol.8,No.(発表予定)
• 作者: 滝沢寛之;小林広明
• 通讯作者: 小林広明

Multi-Grain Parallel Processing of Data Clustering on Programmable Graphics Hardware

可编程图形硬件上数据聚类的多粒度并行处理

• 发表时间: 2004
• 期刊: The 2^<nd> International Symposium on Parallel and Distributed Processing and Applications(ISPA'04) LNCS 3358
• 作者: 滝沢寛之;小林広明
• 通讯作者: 小林広明

Efficient Parallel Processing of Competitive Learning Algorithms

竞争学习算法的高效并行处理

• 发表时间: 2004
• 期刊: Elsevier Journal of PARALLEL COMPUTING 30・12
• 作者: 百瀬 真太郎;Takeshi Miura;Kentaro Sano;Kentaro Sano;Kentaro Sano
• 通讯作者: Kentaro Sano