Advanced Theory for Highly Reliable and Secure Coding Systems

高可靠性和安全编码系统的先进理论

基本信息

批准号：
20K04462
负责人：
八木秀樹
金额：
$ 2.75万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

複数の情報源（クラス）から生起するデータからその確率構造を学習し，未知のデータがどのクラスから発生したかを推定する問題は分類問題とよばれ，機械学習や人工知能の分野で盛んに研究されている．この問題は情報源の確率的な構造が分かっているときには特に，仮説検定とも呼ばれる．情報理論の分野では，仮説検定や分類問題において分類に誤る確率（誤り確率）を最小にする最適な分類器の性能が解析されている．特に，データ系列長の増大とともに，最小の誤り確率がどれくらいの指数的な速度（誤り指数）で零に漸近するかを求める解析が進められてきた．本研究では，クラスが複数の部分クラスから構成される場合の分類問題に対し，最適な誤り指数を解析した．サブクラスから成る情報源クラスを混合情報源と見なし，先に開発した情報源符号化問題の解析手法を分類問題に応用することにより，新たな解析手法を開発した．その結果，最適指数を系列長によらない実時間内で計算できる形式で特徴づけることが出来た．上記の他，複数の2値分類器を組み合わせて多値分類を構成するECOC法に対し，その分類性能の解析法を開発した．また令和３年度まで行ってきた乱数生成問題の解析と関連の深い，プライバシー保護を目的とした情報源符号化システムや，生体識別システムにおける符号化問題についても，最適符号化レートの解析を行った．特に，プライバシー保護を目的とした符号化問題では，符号器に入力されるデータのとる値の集合を一般化したシステムを提案した．この問題に対し，利便性の尺度として，(1)平均歪みを定数D以下にする基準と(2)各系列に対する歪みの値が定数Dを超える確率（歪超過確率）を任意の正定数以下にする基準の等価性を示した．また，定常無記憶情報源に対して，歪超過確率を正の値に許容したとしても，最適符号化レートは変わらないという性質（強逆性）を示す定理を導出した．

学习从多个信息源（类别）生成的数据的概率结构并估计未知数据源自哪一类的问题称为分类问题，是机器学习和人工智能领域正在研究的热门问题。。这个问题也称为假设检验，特别是当信息源的概率结构已知时。在信息论领域，分析了假设检验和分类问题中最小化错误分类概率（错误概率）的最优分类器的性能。特别是，随着数据序列长度的增加，进行了分析以确定最小误差概率以什么指数率（误差指数）渐近接近于零。在本研究中，我们分析了当一个类由多个子类组成时分类问题的最佳误差指标。我们开发了一种新的分析方法，将由子类组成的信息源类视为混合信息源，并将先前开发的源编码问题的分析方法应用于分类问题。因此，我们能够以一种可以实时计算的格式来描述最佳索引，而不管序列长度如何。除了上述之外，我们还开发了一种分析ECOC方法分类性能的方法，该方法结合多个二元分类器形成多值分类。我们还分析了旨在保护隐私的信息源编码系统的最佳编码率和生物特征识别系统的编码问题，这与我们直到2021财年进行的随机数生成问题的分析密切相关。特别是，对于旨在保护隐私的编码问题，我们提出了一种系统，该系统概括了编码器输入的数据值的集合。对于这个问题，为了方便起见，（1）平均畸变小于或等于常数D作为判断标准，（2）每个系列的畸变值超过常数D的概率（畸变超额概率） ) 被设置为小于或等于任意正常数我们证明了标准的等价性。我们还推导出了一个定理，表明对于静止无记忆信息源，即使允许失真超额概率为正值（强逆），最优编码率也不会改变。

项目成果

期刊论文数量（34）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

アウテージ確率に基づく低速フェージング通信路を介した乱数共有問題

基于中断概率的慢衰落信道随机数共享问题

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
富川遥光;八木秀樹
通讯作者：
八木秀樹

A unified expression of achievable region in privacy-constrained source coding

隐私约束源编码中可实现区域的统一表达

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naruki Shinohara;Hideki Yagi
通讯作者：
Hideki Yagi

一般化ハミング重みを用いたポーラ符号の送信ビット選択方法

使用广义汉明权的极性码传输比特选择方法

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
小川翔也;石井光治;旭瑞歩，ヤチョンカワムア，八木秀樹
通讯作者：
旭瑞歩，ヤチョンカワムア，八木秀樹

混合情報源に対する2クラス分類問題における最適な誤り指数の解析

混合信息源二类分类问题最优误差指标分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Etou Hiromu;Shingo Yoshizawa;倉又洋人，八木秀樹
通讯作者：
倉又洋人，八木秀樹

二値分類器の推定誤差に基づく多値分類性能に関する一考察

基于二元分类器估计误差的多值分类性能研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
雲居玄道;八木秀樹;小林学;後藤正幸;平澤茂一
通讯作者：
平澤茂一

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八木秀樹其他文献

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DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
竹荒雅紀;小薗桃香;関彩香;清水唯;細谷悟史;田中善孝;八木秀樹;千葉康司
通讯作者：
千葉康司

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发表时间：
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期刊：
影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
八木秀樹

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DOI：
发表时间：
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期刊：
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影响因子：
0
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通讯作者：
平澤茂一

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DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
稲葉友紀;猿渡俊介;渡辺尚;八木秀樹
通讯作者：
八木秀樹

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DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
奈良美春;白山深晴;石澤賢;戸村雪花;佐野千晶;梅田啓;御手洗聡;吉田志緒美;露口一成;藤田昌樹;松本武格;藤原純子;竹下治男;八木秀樹;多田納豊;冨岡治明;伴野友香，多田納豊，金廣優一，山部清子，佐野千晶，清水利朗，八木秀樹，冨岡治明：;佐野千晶，多田納豊，冨岡治明
通讯作者：
佐野千晶，多田納豊，冨岡治明