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公開番号2025115723
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2024010328
出願日2024-01-26
発明の名称演算プログラム、演算方法、および情報処理装置
出願人富士通株式会社
代理人個人
主分類G06N 99/00 20190101AFI20250731BHJP(計算;計数)
要約【課題】サンプリング回数を低減する演算プログラム、演算方法および情報処理装置を提供する。
【解決手段】学習データ群に基づきイジングモデルを作成し、前記イジングモデルについて第1設定数分の第1推薦点を探索し、前記学習データ群に対して遺伝的アルゴリズムによって第2設定数分の第2推薦点を探索し、前記第1推薦点および前記第1推薦点の第1評価値と、前記第2推薦点および前記第2推薦点の第2評価値と、をそれぞれ学習データとして前記学習データ群に加えるという演算処理を繰り返し実行する場合において、複数種類の整数配列を、前記学習データ群の各学習データの初期点として生成する処理と、前記第1推薦点を探索する際に、前記各学習データについて、1way1hot制約を設けて前記第1推薦点を探索する処理と、前記第2推薦点を探索する際に、前記整数配列の形式に前記遺伝的アルゴリズムを適用する処理と、を実行させる。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
学習データ群に基づきイジングモデルを作成し、前記イジングモデルについて第１設定数分の第１推薦点を探索し、前記学習データ群に対して遺伝的アルゴリズムによって第２設定数分の第２推薦点を探索し、前記第１推薦点および前記第１推薦点の第１評価値と、前記第２推薦点および前記第２推薦点の第２評価値と、をそれぞれ学習データとして前記学習データ群に加えるという演算処理を繰り返し実行する場合において、
コンピュータに、
複数種類の整数配列を、前記学習データ群の各学習データの初期点として生成する処理と、
前記第１推薦点を探索する際に、前記各学習データについて、前記整数配列における変数のインデックスをｉとし、前記変数の種類を表現するインデックスをｊとした場合に、ｉおよびｊの行列において前記整数配列におけるｉ＝ｊとなる場合を１とし、その他を０とすることでｉとｊのｂｉｔ配列に変換したうえで、前記行列において各行の変数のうち１つだけ１となるという制約を設けて前記第１推薦点を探索する処理と、
前記第２推薦点を探索する際に、整数配列の形式に前記遺伝的アルゴリズムを適用する処理と、を実行させることを特徴とする演算プログラム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記コンピュータに、
探索された前記第２推薦点が前記学習データ群に含まれる場合には、他の前記第２推薦点を探索する処理を、実行させることを特徴とする請求項１に記載の演算プログラム。
【請求項３】
前記コンピュータに、
前記イジングモデルの精度に応じて、前記第１設定数および前記第２設定数を決定する処理を実行させることを特徴とする請求項１に記載の演算プログラム。
【請求項４】
前記コンピュータに、
前記イジングモデルの精度が閾値未満である場合には、前記第１推薦点を探索せずに前記第２設定数を増やして前記第２推薦点を探索する処理を実行させることを特徴とする請求項３に記載の演算プログラム。
【請求項５】
前記コンピュータに、
前記イジングモデルの精度が閾値未満である場合に、前記第１推薦点を探索せずに、前記第１設定数および前記第２設定数の和を前記第２設定数に設定して前記第２推薦点を探索する処理を実行させることを特徴とする請求項３に記載の演算プログラム。
【請求項６】
前記コンピュータに、
前記イジングモデルの精度が閾値以上である場合には、前記第１設定数および前記第２設定数を変更せずに、前記第１推薦点および前記第２推薦点を探索する処理を実行させることを特徴とする請求項３に記載の演算プログラム。
【請求項７】
前記学習データ群における前記学習データの個数に上限が設けられており、
前記コンピュータに、
前記学習データ群において前記学習データの個数が前記上限を超えた場合に、前記学習データのそれぞれの評価値に応じて、前記学習データ群を更新する処理を実行させることを特徴とする請求項１に記載の演算プログラム。
【請求項８】
前記コンピュータに、
前記学習データ群における前記学習データの個数が前記上限を超えた場合に、評価値の高い順に前記上限の個数分の前記学習データを前記学習データ群に残して他の前記学習データを削除する処理を実行させることを特徴とする請求項７に記載の演算プログラム。
【請求項９】
学習データ群に基づきイジングモデルを作成し、前記イジングモデルについて第１設定数分の第１推薦点を探索し、前記学習データ群に対して遺伝的アルゴリズムによって第２設定数分の第２推薦点を探索し、前記第１推薦点および前記第１推薦点の第１評価値と、前記第２推薦点および前記第２推薦点の第２評価値と、をそれぞれ学習データとして前記学習データ群に加えるという演算処理を繰り返し実行する場合において、
コンピュータが、
複数種類の整数配列を、前記学習データ群の各学習データの初期点として生成する処理と、
前記第１推薦点を探索する際に、前記各学習データについて、前記整数配列における変数のインデックスをｉとし、前記変数の種類を表現するインデックスをｊとした場合に、ｉおよびｊの行列において前記整数配列におけるｉ＝ｊとなる場合を１とし、その他を０とすることでｉとｊのｂｉｔ配列に変換したうえで、前記行列において各行の変数のうち１つだけ１となるという制約を設けて前記第１推薦点を探索する処理と、
前記第２推薦点を探索する際に、整数配列の形式に前記遺伝的アルゴリズムを適用する処理と、を実行することを特徴とする演算方法。
【請求項１０】
学習データ群に基づきイジングモデルを作成し、前記イジングモデルについて第１設定数分の第１推薦点を探索し、前記学習データ群に対して遺伝的アルゴリズムによって第２設定数分の第２推薦点を探索し、前記第１推薦点および前記第１推薦点の第１評価値と、前記第２推薦点および前記第２推薦点の第２評価値と、をそれぞれ学習データとして前記学習データ群に加えるという演算処理を繰り返し実行する演算処理において、
複数種類の整数配列を、前記学習データ群の各学習データの初期点として生成する初期点生成部と、
前記第１推薦点を探索する際に、前記各学習データについて、前記整数配列における変数のインデックスをｉとし、前記変数の種類を表現するインデックスをｊとした場合に、ｉおよびｊの行列において前記整数配列におけるｉ＝ｊとなる場合を１とし、その他を０とすることでｉとｊのｂｉｔ配列に変換したうえで、前記行列において各行の変数のうち１つだけ１となるという制約を設けて前記第１推薦点を探索し、前記第２推薦点を探索する際に、整数配列の形式に前記遺伝的アルゴリズムを適用する実行部と、備えることを特徴とする情報処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本件は、演算プログラム、演算方法、および情報処理装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
バイナリ変数を用いて最適化を行なう技術が開示されている（例えば、特許文献１～３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１０８３６８号公報
国際公開第２０２３－２７６２１３号
特開２０２２－９０２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、バイナリ変数のサンプリングを行うことで最適化を行なうことが考えられている。ＱＵＢＯ形式のイジングモデルを用いたサンプリング技術は、モデル上の推薦点を逐次的にサンプリングする手法であるため、サンプリング領域が限定されてしまうおそれがある。そのため、結果として、サンプリング回数が多くなってしまうおそれがある。
【０００５】
１つの側面では、本件は、サンプリング回数を低減することができる演算プログラム、演算方法、および情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、演算プログラムは、学習データ群に基づきイジングモデルを作成し、前記イジングモデルについて第１設定数分の第１推薦点を探索し、前記学習データ群に対して遺伝的アルゴリズムによって第２設定数分の第２推薦点を探索し、前記第１推薦点および前記第１推薦点の第１評価値と、前記第２推薦点および前記第２推薦点の第２評価値と、をそれぞれ学習データとして前記学習データ群に加えるという演算処理を繰り返し実行する場合において、コンピュータに、複数種類の整数配列を、前記学習データ群の各学習データの初期点として生成する処理と、前記第１推薦点を探索する際に、前記各学習データについて、前記整数配列における変数のインデックスをｉとし、前記変数の種類を表現するインデックスをｊとした場合に、ｉおよびｊの行列において前記整数配列におけるｉ＝ｊとなる場合を１とし、その他を０とすることでｉとｊのｂｉｔ配列に変換したうえで、前記行列において各行の変数のうち１つだけ１となるという制約を設けて前記第１推薦点を探索する処理と、を実行させる。
【発明の効果】
【０００７】
サンプリング回数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
ＱＵＢＯ形式での解の探索を例示する図である。
多数のユーザが見た映画の評価値を表す図である。
ＱＵＢＯ形式のモデルを用いたサンプリング技術における実行手順を表すフローチャートである。
１ｗａｙ１ｈｏｔ制約の概要を説明するための図である。
（ａ）は情報処理装置の全体構成を例示するブロック図であり、（ｂ）は情報処理装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。
情報処理装置の動作の一例を表すフローチャートである。
ステップＳ１１の詳細を表すフローチャートである。
ステップＳ２１およびステップＳ２２の１つの例を表す図である。
ステップＳ２１およびステップＳ２２の他の例を表す図である。
ステップＳ１３の詳細を表すフローチャートである。
（ａ）は交叉を例示する図であり、（ｂ）は突然変異を例示する図である。
実施例の処理を整理した図である。
テスト問題を例示する図である。
探索で発見した最良値を示す図である。
（ａ）はＦＭ－ＤＡのみの手法の結果の詳細を示す図であり、（ｂ）は実施例の手法の結果の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
多数の組合せや順序などから評価値の高い良解を探索する技術として、バイナリ変数のサンプリング技術が用いられている。バイナリ変数のサンプリング技術として、ランダムにサンプリングを行うサンプリング技術、ＱＵＢＯ形式のイジングモデルを用いたサンプリング技術などが挙げられる。
【００１０】
ランダムにサンプリングを行うサンプリング技術は、手軽にサンプリングを行うことができる一方、サンプリング効率が悪く、高い精度で良解を得るためにはサンプリング回数が多くなってしまうという欠点を有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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