JP2011108113A - 任意の実数群から探索点の最近傍値を探索する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実数群(x[1],x[2],x[3]…x[n])から、探索点qの最近傍値を探索する方法であって、探索用データベースを作るステップと、探索データベースを探索するステップとを含む。探索用データベースは、実数群の区間(x[1]〜x[n])をバケットで隙間無くかつ等間隔でm個に区分したバケット列を有する。各バケットには、バケット番号と、その中に含まれる実数の個数であるバケットサイズとが記憶される。各バケットには、バケットサイズがゼロでなくかつ当該バケットに最も近いバケットのバケット番号を示すラストフィルドバケットが記憶される。探索ステップは、探索点qが属するバケットを計算し、そのバケットのバケットサイズが0でない場合、当該バケット内から最近傍値を計算する。バケットサイズが0の場合、ラストフィルドバケットから最近傍値を計算する。
【選択図】図6
Description
x[ipoint] ≦ q < x[ipoint+1]
各実数群に対して請求項1乃至5のいずれかに記載された探索方法を適用することで前記探索点qの各座標に最も近い最近傍値を各次元の実数群の中からそれぞれ探索することを特徴とする最近傍値を探索する方法である。
本発明は、実数が小さいものから順番に並んでいる実数群(x[1],x[2], x[3] … x[n])に対して、ある探索対象となる探索点qが与えられ、その探索点qに最も近い最近傍値を前記実数群の中から探索する方法である。本実施形態の方法では、コンピュータ装置を使用して行われる。なお、前記実数群は、x[1]からx[n]まで連続した規則性はないものとする。
バケットBは、1次元の空間と言え、実数y1と実数y2を用いてy1≦ x[] <y2を満たす空間として表すことができる。各バケットはいずれも同じ空間サイズを有し、前記実数群の区間(x[1]〜x[n])を隙間無くかつ等間隔で分割している。
また、各バケットBには、先頭バケットから末尾バケットまで順番に割り当てられた固有のバケット番号が定義される。この実施形態では、先頭バケットのバケット番号が1、末尾バケットのバケット番号がm、これらの間でバケット番号が1ずつ増加している。
さらに、各バケットには、その中に含まれる前記実数の個数であるバケットサイズが記憶される。この実施形態では、バケット番号1、2、6、9及び10のバケットにそれぞれ1つの実数x[1]、x[2]、x[3] 、x[4] 、x[5] が含まれているので、これらのバケットサイズにはいずれも”1”が記憶される。また、実数を一つも含まないバケットには、”0”が記憶される。
さらに、少なくとも前記先頭バケットを除いた各バケットには、ラストフィルドバケットが記憶される。ラストフィルドバケットは、前記バケットサイズがゼロでなくかつ当該バケット番号に最も近い近接バケット番号を示すラストフィルドバケットが記憶される。ここで「最も近い」とは、3つの意味を含むものとする。一番目の意味は、文字通り、当該バケットに最も近いという意味、二番目の意味は、当該バケットの先頭バケット側で最も近いという意味、三番目の意味は当該バケットの末尾バケット側で最も近いという意味である。本発明では、これらのいずれかの意味を選択して、実施することができる。
Δx=(x[n] − x[1])/m …(1)
ibucket = #切捨て((x[i] − x[1])/ Δx)+1 …(2)
(ここで、「#切り捨て」は、関数であり、戻り値として、小数点以下を切り捨てた整数値を返すものとする。)
バケットサイズ[ibucket] = 現在のバケットサイズ+1 … (3)
(a)p<k
(b)バケット番号pのバケットサイズ≠0
(c)k−pが最小値
ibucket = #切捨て((q − x[1])/ Δx)+1 …(4)
ここで、「#切り捨て」は、関数であり、戻り値として、小数点以下を切り捨てた整数値を返すものとする。また、Δxは、上記式(1)で表される。
次に、図7を用いて具体的な実施例について述べる。
図7には、二次元のゴルフボールの空力シミュレーションの計算モデルが視覚化して示され、ゴルフボールをモデル化したラグランジュ要素からなるゴルフボールモデル10と、このゴルフボールモデル10の周囲の空気の流れを再現する空間場である直交格子からなるオイラー要素からなる空気モデル11とを含む。
ibucket = #切捨て((52 − 0)/ 1.6)+1=33
(ここで、「#切り捨て」は、関数であり、戻り値として、小数点以下を切り捨てた整数値を返すものとする。)
次に、さらに大規模な計算モデルを用いて本発明の効果を述べる。
三次元の空気モデルAとして、x−y−zの各座標値の個数が、それぞれ252、100及び2502個(合計63050400個の座標値)の実数群に対して、3755598個のラグランジュ要素の節点座標値(探索点)を与え、それぞれの最近傍値の探索が行われた。
2 中央演算装置
3 主記憶装置
5 入力手段
6 出力手段
Claims (6)
- 実数が小さいものから順番に並んでいる実数群(x[1],x[2], x[3] … x[n])に対して、ある探索対象となる探索点qが与えられ、その探索点qに最も近い最近傍値を前記実数群の中から探索する方法であって、
コンピュータ装置の記憶部に、探索用データベースを作る前処理ステップと、
前記コンピュータ装置が前記探索データベースを使用して前記探索を行う探索ステップとを含み、
前記探索用データベースは、前記実数群の区間(x[1]〜x[n])を小領域であるバケットで隙間無くかつ等間隔でm個に区分されたバケット列を有し、
前記各バケットには、先頭バケットから末尾バケットまで順番に割り当てられた固有のバケット番号と、
各バケットの中に含まれる前記実数の個数であるバケットサイズとが記憶されるとともに、
少なくとも前記先頭バケットを除いた各バケットには、前記バケットサイズがゼロでなくかつ当該バケットに最も近いバケットのバケット番号を示すラストフィルドバケットが記憶され、
前記探索ステップは、前記探索点qが属するバケットを計算する第1のステップと、
前記計算されたバケットのバケットサイズを参照する第2のステップと、
前記参照されたバケットサイズが0でない場合、当該参照されたバケットから最近傍値を計算する一方、前記参照されたバケットサイズが0の場合、そのバケットのラストフィルドバケットが示すバケットから前記最近傍値を計算する第3のステップとを含むことを特徴とする最近傍値を探索する方法。 - 前記最近傍値は、前記探索点を超えない該探索点に最も近い値とし、
前記探索用データベースには、
前記ラストフィルドバケットとして、当該バケットよりも先頭バケット側で当該バケット番号に最も近いバケット番号が記憶されている請求項1記載の最近傍値を探索する方法。 - 前記探索用データベースの少なくともバケットサイズが0でないバケットには、そのバケット内の実数のうちの最小値及び最大値がさらに記憶されている請求項2記載の最近傍値を探索する方法。
- 前記第2のステップにおいて、参照されたバケットサイズが0でない場合、前記探索点qと、そのバケットの最小値とを比較し、探索点qが最小値よりも小さい場合には、そのバケットのラストフィルドバケットの最大値を最近傍値とする請求項3記載の最近傍値を探索する方法。
- 前記第2のステップにおいて、参照されたバケットサイズが0でない場合、前記探索点qと、そのバケットの最小値とを比較し、前記探索点qが最小値以上の場合には、そのバケットに含まれる実数に対してx[ ipoint ] ≦q<x[ ipoint + 1 ]となるx[ ipoint ] を最近傍値とする請求項3又は4記載の最近傍値を探索する方法。
- 複数の多次元の座標値(x,y,z…)が与えられており、探索点q(x1,y1,z1)が与えられたとき、前記座標値を各次元毎の実数群に分け、
各実数群に対して請求項1乃至5のいずれかに記載された探索方法を適用することで前記探索点qの各座標に最も近い最近傍値を各次元の実数群の中からそれぞれ探索することを特徴とする最近傍値を探索する方法。
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