高知大学理学部応用理学科
情報科学コース2010 年度卒業論文要旨

岡本研究室 2010 年度卒業論文要旨
プレゼンテーション状況の再現を指向したスライドアニメーションの記録方法の検討理学部 数理情報科学科  篠崎新久郎
 現在，教育現場などではコンピュータを用いたプレゼンテーション・リハーサルが日常的に行われている．リハーサルでは，自らの知識をプレゼンテーションの形で外化し，それに対するレビューを得て獲得した知識を更新していくことで自らの知識の洗練を目指す．
一方近年では，プレゼンテーションソフトの普及や高機能化により，スライドショー内にアニメーション，スライド間トランジションなどの動画情報が含まれていることが多い．
この場合，従来の方法では，レビュアが正確にプレゼンテーションの状況を想起しながらレビューを行うことは難しい．レビュアの正確な想起はレビューの質の向上につながるた
め，知識のさらなる洗練を促すためには，レビュアが正確に動画情報を含めたプレゼンテ
ーション状況を想起できるようにすることが重要である．よって本研究では，実際にリハーサルにおける実用的なレビュー環境の実現を目的とし，レビューの際にスライドショーを動画として見直すための手法の開発と試作を行った．
 動画情報への容易なアクセスを可能とするには，まず，アニメーションを含む動画を生成し，それをレビューに有効な任意のタイミングで再生可能としなくてはならない．
 レビュアがレビュー時にスライドの動画を参照したいと考えるのは，特定のスライドが始まった時点および，ユーザーの操作でアニメーションが始まった時点である．よって，
スライドショーを動画として録画すると同時に，ユーザーのスライドショーに対する操作を記録しそれをマーカとして利用することで，レビュアはレビューの際に望む箇所をラン
ダムアクセスすることが可能となる．
 また録画は，QuickTime 技術を利用し動画の録画を行った．録画はかなり処理コストの高い動作であるので，可能な限りコストを下げなければならない．画面の記録方法について，以下の３通りの方法が考えられる．
(1) 画面のキャプチャ画像を１フレームごとに取得，保持しておき，プレゼンテーション
終了時にそれを動画化する．
(2) 画面のキャプチャ画像を１フレームごとに取得し，そのサイズを縮小して保持しておき，プレゼンテーション終了時にそれを動画化する．
(3) １フレームごとに画面のキャプチャを動画化する．

 この３つの方法について，(a)プレゼンテーションソフトウェアを阻害しないか，(b)
録画した映像は滑らかか，(c)迅速な動画作成が可能か，(d)データ量は少ないか，の４点を検討するために実験を行った．実験の際は，実際にリハーサルを行う場合を再現できるように，プレゼンテーションソフトウェア，プレゼンタの操作を記録する記録用プロセスと平行して動作させた．結果，(1)ではメモリを使用しすぎて一時応答が遅くなることが多く，(3)では低スペックのマシンでは十分に滑らかにできない場合があった．以上の実験により，２の方法が最もリハーサルに向いた記録方法であることが分かった．

1

岡本研究室 2010 年度卒業論文要旨
プレゼンテーション・リハーサルにおける視覚情報を利用した
スライド・アノテーション方式の提案
応用理学科 情報科学コース

重永 和哉

近年，大学における研究室などの教育現場では，プレゼンテーションスキルの向上を目的とした，プレゼンテーション・リハーサルが行われている．プレゼンテー
ション・リハーサルとは，レビュアによる指摘や批判などにより，プレゼンタに自分自身の知識の不適切さ・不十分さなどに関する気づきを与えることで，プレゼンタがプレゼンテーション資料や口頭発表などを改善する方法である．
一般的なプレゼンテーション・リハーサルでは，指摘を書きとめたメモなどを参照しながら質疑を行うなど，テキスト情報を中心とする記録を利用して議論を行っている．しかし，事柄をテキストで表現する場合，曖昧性が伴うことはよく知られており，それに起因して，指摘内容を的確，かつ，円滑に発表者に伝えることがで
きず，うまくプレゼンテーションの改善に結びつかない場合が多い．
そこで本研究では，テキスト情報だけでなく，視覚情報を利用したビジュアル・
アノテーション方式に着目し，まず，ビジュアル・アノテーションに関する文献調査を行った．講義を対象とした先行研究が多数であり，それらの多くは，レビュア
である生徒が，どの部分が理解できないかという情報をプレゼンタである教師側に伝達することを目的とするものであった．しかし，プレゼンテーション・リハーサ
ルでは，レビュアよりも知識の乏しいプレゼンタが指摘を理解するための議論が必要である．よって，本研究では，特に議論を重視する立場から，プレゼンテーショ
ン・リハーサルに適したビジュアル・アノテーションの方式の提案を目的とした．
指摘を視覚的にアノテートしたスライドをもとに議論を行う場合，スライド上に点在するアノテーションの中からいくつかを選択して検討を行う．しかし，アノテーションの付け方はレビュアごとに違うため，同じタイトルやボディ，図などのコンテンツに対する指摘の場合にも，表面上は違う位置にアノテートされてしまうことがある．よって，同じコンテンツに対する指摘の検討を複数回行ってしまうことや，より質の高い指摘を後に回してしまうなどの問題が発生する．
そこで本研究では，各コンテンツの範囲を抽出することで，マウス操作により選択された指摘箇所がどのコンテンツであるかを計算機上で判定するスライド・アノ
テーション方式の提案を行った．これを実現するため，本研究では一般的なプレゼ
ンテーションソフトウェアであるMac版PowerPointを対象とし，スライド上にあるコンテンツの位置情報を取得するためXMLファイルの解析を行う技術を開発した．また，プロトタイプシステムの試作を行い，その検証を行った．

2

岡本研究室 2010 年度卒業論文要旨

プレゼンテーション改善を指向したスライドコンテンツの差分抽出方法の提案
応用理学科 情報科学コース   中西 渉
大学などの高等教育機関においては，コミュニケーション技能の向上を目的とした教育方法の１つとして，プレゼンテーション・リハーサルが行われることが多い．リハーサルは一般に，(1)学習者が学習した内容をプレゼンテーシ
ョンとして発表する．(2)学習者が発表に対するレビュアからの指摘をもとに議論し，指摘内容を理解する．(3)学習者が指摘をもとにプレゼンテーションの改善を行う，の３つの過程を経て実施される．学習者はこの改善のサイクルを複数回繰り返し行うことで，プレゼンテーションを洗練していく．その過程において，プレゼンテーション資料や台本，レビュアからの指摘などのプレゼ
ンテーションに関する一連のデータが作成される．本研究では，これらをプレゼンテーション・データとよぶ．
リハーサルが行われる教育や企業などの知的活動の場では，大量かつ多様なプレゼンテーション・データが日々作成・蓄積されていく．プレゼンテーショ
ンの改善というリハーサルの本質を考えたとき，蓄積したプレゼンテーショ
ン・データを「学習リソース」としていかに有効活用するかは極めて重要な問題である．しかし，実際の知的活動の場においては，蓄積したプレゼンテーション・データが必ずしも効果的に活用されているとはいえず，学習リソースとしての利用は不十分である場合が多い．そこで，本研究ではプレゼンテーショ
ン・データを学習リソースとして活用する方法の提案を行った．
プレゼンテーションは一般にスライドを用いて口頭説明を行う形式で行われる．スライドには学習内容や改善結果が多く反映されることから，本研究ではプレゼンテーション・データの中でも特にスライドに着目した．また，リハーサルの各段階において，リハーサル参加者が改善のサイクルによって生じた
プレゼンテーションの変更箇所を差分として認識することで，初めてプレゼン
テーションの改善点を明確に把握することができる．このことから，本研究では学習リソースの活用方法として差分抽出に着目し，プレゼンテーション改善を指向したスライドコンテンツの差分抽出方法の提案を行った．
また，本研究ではプロトタイプシステムとしてテキストの差分抽出を行うシ
ステムの開発を行った．プロトタイプシステムを用いて，提案した差分抽出方
法の評価実験を行い，その実験結果について検証を行うことで，本研究において提案した差分抽出方法の有効性を証明した．

3

岡本研究室 2010 年度卒業論文要旨
主体的学習における知識洗練化を指向した知識外化手法に関する研究
応用理学科 情報科学コース

成田 幸紀

近年，ブロードバンド・ネットワーク環境の普及により，Webリソースを利用した主体的学習の機会が増加している．一方，主体的学習においては学習者はしばしば不十分・不適切な知識状態で学習を終えてしまうことが知られている．この問題
に対するアプローチとして，主体的学習の過程で獲得した知識を外化し，他者によるレビューを通じて指摘を得ることで，その指摘をもとに知識改善を行う方法がある．特に，問題点に対する指摘を受けた場合，学習者はそれがどのような知識状態に起因するものかを把握することが重要である．学習者が指摘の原因となる知識を検証し，知識の不十分・不適切な箇所を特定することができれば，それに関連する
知識構造が高い割合で再構成され，知識の洗練化を進行させることが期待できる．
知識を外化し，他者に伝達する手段としては，口頭発表や文書の提示などの方法がある．本研究では大学や企業などでよく行われるプレゼンテーションを対象とし，それを作成するために用いた知識の不十分・不適切な箇所の特定方法を検討した．発表スライドには，発表で用いた知識が埋め込まれているため，記載された情報がどのような知識により構成されているのかを分析する必要がある．したがって，本研究では，計算機援用による知識の不十分・不適切な箇所を特定する方法の提案と，それを用いた支援環境の開発を目的とする．
本研究では，まず，学習者が学習過程で得た知識を，最終的に発表スライドとしてまとめるまでの過程を検証可能な形式で明示化することによる，知識洗練過程のモデルと，それにもとづく知識の不完全な箇所を特定する方法を提案した．知識洗
練過程において，学習者はプレゼンテーション・リハーサルの後，得た指摘をもとに内省を行う．この際知識の不十分・不適切な箇所を特定するために，学習者は発表スライドからその作成過程を逆向きに辿りながら知識状態の検証を行い，そこで得られた気づきをもとに知識を再構成する．つぎに，この過程における，学習者の知識状態から発表スライドを作成するまでの知識外化過程に着目し，その過程をモデル化した．本モデルは，学習者の知識を概念マップで表現し，学習者の知識から概念マップ，箇条書き，発表スライドという過程を経て発表スライドを作成する．
さらに，本研究では，これらの過程のうち学習者の知識から箇条書きを作成するまでを支援するツールの開発を行った．

4

豊永研究室 2010 年度卒業論文要旨

Evaluation of a Crosstalk Avoidance Placement Model
Ryosuke.Tamura,†

Department of Science, Kochi University
1

8

CPU

16

VLSI
1) 16
[1]

(

TAT

[2]

X E ∩ XWX E ∩ XW

P=
2

2) 8
[2]

1

XW

CPU

(

2
2

4

X E ∩ XW cell (A)i16cell (H)cell (F)XW
8jcell (D)

XE

CPU

1

XE
3

cell (B)cell (G)3) 8cell (E)CPU(

cell (C)1

4

3

X E ∩ XW

XE
XW

P=

()

XE

X E ∩ XW
XW

[2]
XW

XE

(1)

XW ⊆ X E

(1)

5
XE
XW
CPU

100
P

P=

X E ∩ XW

(2)

XW
(1)

4
[1] Di Wu, et al, “Layer Assignment for Crosstalk Risk Minimization,”
ASP-DAC 2004, pp. 159 – 162, 2004.
[2],21
1-17 (2009926).

Asakura(1)5

豊永研究室 2010 年度卒業論文要旨

SiP
A Pin Configuration Improvement Method for SiP Package Routing†

Shunsuke.Nakai,
Department of Science, Kochi University

1

Input
Output P
StepA*.

SIP
SiP

[1]

P

StepB.
StepB-1.
StepB-2.
0
StepB-3.
N
Step3-1. C1=COST( )Step3-2.
tv1,tv2 2
Step3-3. tv1=(x1,y1) tv2=(x2,y2)

1nStep3-4. C2=COST(
Step3-5. C2<C1
StepB-4.
StepC.

(

0)

1)
n

3

2

3

SiP
SiP

30
SiP

6

5

SiP
1

1 a

=1

4 b

1 b

4 a
=1,
1

2


COST=1185
597 COST=597



Cx=260
Cx=0
1/3

0

925

[1]

SiP

5

SiP

(a)SiP

(b)
1

SiP

SiP

1
(a)

COST

COST (ψ ) = α ⋅ C X + β ⋅  l ( p )

(b)
4

1

p∈ P

1

2

2
a

A
2

A B

0

COST

A B C D E F

B

2

B

A

E

C

D

5

A B C D E F

F

(a)

A

B

E

C

D

SiP

4
1

F

SiP

(b)
2

[1]
3

,

N
C1 C2

1

,

,
DA

COST

2010

6

中込研究室 2010 年度卒業論文要旨

平成 22 年度高知大学理学部応用理学科情報科学コース卒論研究―中込研究室―王 耘

中小企業向けの人事管理システムの作成
本研究の概要管理情報システム（Management Information System）は情報、管理を強調している現代社会ではますます人気になる。企業や組織の「人に関わる情報」を一元管理することで、人事関連業務の効率化と管理コストの削減、人材の活性化や有効活用などに寄与するのがこの人事管理システムである。
このシステムは WEB の形式で操作する。システムは管理人ユーザーと一般ユ
ーザが二つあり、管理人ユーザは、一般ユーザーの追加、情報変更、削除、検査などの操作ができる。一般ユーザーは、個人情報だけの変更、ファイルーのダウンロードの操作ができる。
システムの基本的な開発手順
MVC の構造を基準として、プログラムを書いた
１． View（ビュー）層の開発、ニーズによって、Web 画面を作り、プレビュー機能が実現することができます。
２． データベースで、ユーザとシステム関連のプロパティ情報を格納するために使用される情報のテーブルの構築。
３． 検索機能の情報へのユーザーの追加および削除するための Modle（モデル）層の開発。
４． 複雑なビジネスロジックの実現に向けて Controller（コントローラ）層の開発。
プログラムは Java Servlet、JavaServerPages(JSP)、JavaBeans、WebService、
JDBC(Java Database Connectivity)などの技術を使った。

7

中込研究室 2010 年度卒業論文要旨

オブジェクト指向プログラムによる
３D グラフィックスシステムの作成
岡 弘晃
情報科学コース

中込研究室

本研究ではオブジェクト指向プログラミング言語である Java を用いて、球体や正二十面体などの多面体を作成し、また、作成した物体の色やサイズ、環境
光の強さの変化や、物体同士を合成することにより様々な形状の物体を表示させることを目指した。
オブジェクト指向でのプログラミングは人間の認知モデルに近い概念である。
そのため、プログラム設計し易く、オブジェクトを容易に増やすことが出来る。
今回のプログラムで新たに物体を作成する際に、オブジェクト指向の継承と呼ばれる機能を用いることによって、頂点情報と面情報だけを変更することで、新しい物体を作成することが出来た。
一般的に Java で 3D 物体を作成する際には、Java Platform 上の 3D 描画用
API である Java3D を用いる。Java3D には既に球体や直方体、円錐などの代表
的な幾何学図形については完成された物が用意されており、また、物体をよりリアルに見せるための光も用意されている。それらを用いるとプログラム作成
は容易になるのだが、今回は 3D グラフィックスの基礎知識や、Java でのプロ
グラミング知識を構築するという意味を込めて、あえて Java3D を用いずに 3Dグラフィックスを作成している。そのため、物体に対しての環境光や鏡面反射光なども計算により表現している。
今回表示させているウィンドウは、物体を表示させているパネルと、Swing
コンポーネントによるスクロールバー、ボタン、ドロップダウンリストを作成しているパネルとの 2 つのパネルで構成されており、前者のパネルで物体を表示させるにあたり、スクリーンへの投影方法には平行投影と透視投影とがある
が、平行投影ではスクリーン奥で定義した物体が同じ比率でスクリーンに投影されるため、奥行き感を出すことが出来ない。そのため、本プログラムでは透視投影を用いている。陰面消去には Z ソート法を用いたのだが、今回作成した凹多面体では時折面の描画順が逆になることが見られた。この原因についての考察を行う。後者のパネルでは、JColorChooser クラスや JSlider クラスにより物体の色などを変更させる役割を持っている。このパネルではボタンにより形状モデルの変更も行え、ワイヤーフレームかサーフェイスモデルかを選択することが出来る。

8

中込研究室 2010 年度卒業論文要旨

3 次元振動子系運動の表示システムの作成
山中 卓也

9

藤沢研究室 2010 年度卒業論文要旨

サイクルの直積における oﬀensive alliance について
神山 拓也
Favaron ら [Discuss. Math. Graph Theory 24 (2004), no. 2, 263-275] は m,n がいずれも 4 の倍数の時、m 頂点のサイクルと n 頂点のサイクルの直積における oﬀensive alliancenumber を決定した。本論文では m,n が 4 の倍数でない場合を扱い、m 頂点のサイクルとn 頂点のサイクルの直積における oﬀensive alliance number を m が 6 以下の場合に任意のn に対して完全決定した。

10

本田研究室 2010 年度卒業論文要旨

GoogleEarthAPI を用いた「かぐや」ハイビジョン映像参照システムの構築理学部 数理情報科学科 情報科学コース 竹上 昂輝
 宇宙航空研究開発機構(JAXA)の月周回衛星「かぐや(SELENE)」は，月の進化と起源を科学的に解明することを目的として 2007 年に打ち上げられ 2009 年まで運用された。
「かぐや」には 14 種類の科学機器とともに NHK が開発した広報
目的のハイビジョンカメラが搭載されており、6.3TB に及ぶ動画や静止画を取得している。このような膨大なデータを研究者が利用するには、効率的な検索や高機能閲覧を支援するシステムが必要である。また分散環境にある研究者の協調的な知識発見を支援するために研究者間の意見の交換や情報の共有の機能を備えたユーザ参加型のシステムとして構築されることが望ましい。しかし、これまでに開発されたシステム（JAXA の「3D ムーンナビ」、國廣 2010 など）では、
動画参照や 3D 月球儀などの高機能閲覧と検索が個別に実装されており、また、
ユーザの問いかけやリコメンデーションなどを反映して、アーカイブをダイナミックに成長させるユーザ参加型システムとしての機能は実装されていない。
よって、本研究では検索、高機能閲覧、情報共有の機能の全てを支援するユー
ザ参加型の統合的なシステムとして、「かぐや」ハイビジョン映像参照システムの構築することを試みた。
 実装にあたっては、Webアプリケーションとして、撮像条件、映像のファイ
ルパス、コメントをデータベースに格納し、PHP を介して検索を行い、その結果を JavaScript でユーザ側のブラウザで実行させるものとした。この際、Google
Earth の JavaScript 用 API を利用して GoogleEarth を Web ページに埋め込むことによって３次元月球儀による閲覧機能を実現した。これにより、撮像領域の３次元月球儀上表示、高度分布や元素分布などの異なる種類の地図のオーバ
ーレイによる比較参照、ユーザによるコメントのバルーン表示、YouTube リンクを用いた動画の参照、KML で記述された外部サイトの地形データベースの取り込
み表示といった多様な機能が実現された。
 実装の結果、検索、高機能閲覧、情報共有の機能を統合的にサポートしたシステムを実現することができた。しかし、コメント表示、地形参照、動画参照など、GoogleEarthAPI の仕様によって機能が制約され、ユーザに対して利用
上のストレスが大きい機能や、形式的にしか実装されていない機能も残った。
今後、協調的な知識発見の視点からシステム構成を見直し、重点的に改善していくことで、協調的知識発見の基盤としてより効果的なシステムを構築することができると考えられる。

11

本田研究室 2010 年度卒業論文要旨

拡張現実感（AR）技術を用いた仮想プラネタリウムの試作理学部 数理情報科学科 情報科学コース 竹下 弘晃近 年 、 科 学 技 術 の 発 展 、 計 算 機 の 処 理 能 力 の 向 上 に よ り CG (ComputerGraphics)を用いた仮想物体の表現が容易になっている。これにより、現実世界に仮想物体を重畳表示して現実世界と仮想世界のインタラクションをシームレスに行わせる拡張現実感(AugmentedReality:AR)が、ディジタルメディアコ
ンテンツやナビゲーションなどの分野で注目されている。また AR は、博物館のように臨場感ある３次元モデルの提示を一般的な構成の PC、USB カメラ、ヘッドマウンドディスプレイだけで容易に実現できるという点で、教育現場への展開も期待される。
 本研究では AR の教育への利用例として仮想プラネタリウムの制作を試みた。
実装にあたっては、一般ユーザが入手可能な標準的なハードウェアと、ソフト
ウェア ARToolkit を使用することを前提とし、教育支援に利用するにあたっての限界や改善点も評価するものとした。仮想プラネタリウムの仕様としては、博物館のような展示を前提として、USB カメラ付きのヘッドマウントディスプレイ(HMD)を装着したユーザが暗室あるいは照明で照らされた部屋をウォークス
ルーするに従って、カメラで認識された二値画像のマーカ上に、惑星などの天体が地図をオーバーレイした３次元のモデルとして次々に表示されるものとした。３次元モデルについては、ファイルベースで記述と取り扱いが容易でアニメーションにも対応している VRML(VirtualRealityModelingLanguage)を用いた。また、３次元の CG モデルは、携帯画面上のマーカ、サイコロ上のマーカ
ーキューブを用いてアニメーションや表示モデルの切り替えなど、ユーザによるインタラクティブな操作ができるものとした。天体表示用マーカとしては、暗室と通常の照明条件の両方に使用するために、内側から電球の透過光でマーカを照らすことのできるキューブ上の装置を自作した。
 実装後、暗室、通常照明の環境の両方で、HMD、USB カメラ（640x480 画素、
30fps）、ノート PC(CPUPentiumM,1.2GHz,メモリ 752MB、WindowsXP,)の構成で、移動しながらのマーカ認識、操作の実験を行ったところ、円滑な動作を確認することができた。特に、３D オブジェクトへのアニメーション、インタ
ラクティブな操作を付加することにより、現実との融合感を高めることができ、教育現場や仮想博物館への展開が期待できた。一方、配線による行動制約や携
帯性の不十分さ、照明条件によるチューニングの必要性などの問題もあった。
今後より効果的なシステムを開発するには、シースルー型 HMD、HMD と PC の一体化などハードウェアを含めた検討を行うことも必要と考えられる。

12

本田研究室 2010 年度卒業論文要旨

確率モデルを利用したコンピュータによる自動作曲

理学部 応用理学科 情報科学コース 佐藤 翼 
近年活䘢に研究されている音㤥情報↎理の分野には、音響信号の処理、採譜、音源分離などとともに「作曲」が含まれる。ディジタルメディアコンテンツにおいて音楽は不可欠な要素であり、コンピュータによる自動作曲に対する社会的な要請は増大していると考えられる。しかし、作曲には「複数の音が相互に関係し合いながら時間的な構造を形成して内容を伝える」という音楽の基本的な仕組みを理解しそれに基づいて新しい曲を生成するという困難な課題が含まれるため、完全な自動作曲は容易ではない。
 本研究では、著作権を侵害することなく様々なデジタルコンテンツで使用可
能な音楽を作成し、その利用性を広げることを目標として、“原曲に対する類似
曲の生成（２次作曲）”という観点から自動作曲を行う手法を検討した。この際、原曲に基づいた確率モデルを生成し、これを利用して新しい曲を生成するものとした。ここで、対象とする曲は旋律と伴奏からなり、旋律は単音の系列、伴奏はコード（和音）の系列であるものとした。自動作曲の手法としては、(1)既存の曲の伴奏をそのまま新しい曲の伴奏（コード）として複写し、コードの構
成音からランダムに単音を発生させて旋律を生成するという手法（市原,2009 を発展）と、(2)隠れマルコフモデルを利用して、状態を伴奏（コード）、旋律を記号とし、既存の曲から、状態（コード）の遷移確率と、ある状態（コード）における記号（単音）発生確率を求め、このモデルに基づいて、新しい曲のコードを生成し、さらにそのコードから旋律を生成する、という手法を検討した。
簡単のため音階のみを扱い、リズムやテンポ、音色等は考慮の対象から外した。
 既存の曲３種類(きらきら星、シャボン玉など)に対して、上記２種類のモデルそれぞれについて１０曲を生成し、１０人の被験者に対してアンケートで、原曲との類似性や曲の完成度など５項目について１０段階の評価を求めることによって評価を行った。分析の結果、いずれの曲でも１０人の被験者の評価は大きくばらつき、評価値の設定法に改善が必要と考えられた。こうした影響を吸収するため、すべての被験者の平均値で評価すると、曲により２つの手法の評価値は１０段階で４~６程度となった。手法間では、評価値の上下が逆転する場合があったもののその差は標準偏差と比較すると小さく有意とは考えられなかった。よって２つの手法は、平均的にはほぼ同等の印象の曲を生成することができ、自動作曲の手法として有効であることがわかった。より実用的な自動作曲を行うにはリズムやテンポ、生成された曲の自動評価による精選などの過程も考慮に加えて検討することが必要と考えられる。

13

三好研究室 2010 年度卒業論文要旨

学習コンテンツ推薦のためのユーザ習熟度とアイテム難易度の推定手法
江渕 弘康
既存の情報推薦技術では，学術的，専門的，技術的な内容のアイテム（学習コンテンツ）の推薦の際にアイテムの難易度を十分に考慮していない．学習コンテンツはユーザの習熟度に適した難易度のものを推薦すべきである．本研究では，アイテム難易度とユーザ習熟度を推定する先行研究のアルゴリズムの改善を行い，ソーシャルブックマークから取得したデータを用いてアルゴリズムの検証を行った．ユーザ習熟度の推定精度を NDPM 法を用いて先行研究と本研究の両アルゴリズムで比較し，本研究のアルゴリズムの方が推定精度が高いことを確認した．

研究意欲促進を目的としたオンラインコミュニケーション活性化支援江見 翼
学生が自身の力で研究を遂行できず，研究打合せ等での進捗報告が思わしくないことが続くと，学生は研究意欲の維持が困難となる．また，教員や先輩への質問や相談をしていればすぐに解消できる些細なことが行き詰まりの原因であることも多い．そこで本研究では，研究室内において気軽に質問や相談を行うことができる雰囲気や人間関係形成の支援を目指す．学生からの自発的な発言を促すため，誰が最も研究室内メンバと Twitter で会話したかを競わせるゲーム性を取り入れたオンラインコミュニケーション活性化支援システムの開発を行った．

クラウドコンピューティングを活用したウェブ探求学習支援環境の構築
芳沢 将宏
ソーシャルブックマークを用いた Web 探求学習においては，ソーシャルブックマーク
が学習目標の保持に適していないという問題があるため，Web ページをブックマークした際に持っていた学習目標を忘れてしまうと，ブックマークした Web ページへの再訪問が困難になる．また，ブックマークを行うだけでは探求学習で得た知識の習得や定着には不十分である．そこで本研究では，学習目標を主題にしてブックマークを整理する環境を
Google App Engine (GAE) を用いて試作した．クラウド型の開発環境である GAE を用いたことで，スケーリングを意識せずに集合知を扱える探求学習支援環境の構築を行うことができた．
14

村岡研究室 2010 年度卒業論文要旨

ソ フ ト ウ ェ ア ア ル ゴ リ ズ ム の 並 列 化 手 法 の 研 究
応 用 理 学 科  情 報 科 学 コ ー ス中 田有 哉  

 近 年 、 携 帯 機 器 、 情 報 機 器 、 家 電 機 器 、 車 載 機 器 な ど の さ ま ざ ま な 機
器 製 品 に シ ス テ ム LSI が 用 い ら れ て お り 、 そ の 集 積 率 の 向 上 に 伴 い 、 ハ ー
ド ウ ェ ア の 大 規 模 化 ・ 複 雑 化 が 進 み 、 設 計 工 数 ・ 設 計 期 間 の 長 期 化 が 課 題と な っ て い る 。 こ の よ う な 課 題 に 対 応 す る た め に SystemC や SpecC な ど のシ ス テ ム 記 述 言 語 を 用 い た シ ス テ ム レ ベ ル 設 計 技 術 (ESL)の 自 動 化 の 進 展
が 要 望 さ れ て い る 。 
一 方 、 シ ス テ ム レ ベ ル 設 計 に お い て は 、 ア ー キ テ ク チ ャ レ ベ ル に お い ては ハ ー ド ウ ェ ア /ソ フ ト ウ ェ ア の 分 割 に お い て 最 適 な 分 割 が 大 き な 課 題 であ る 。従 来 の ハ ー ド ウ ェ ア / ソ フ ト ウ ェ ア の 分 割 は 、ソ フ ト ウ ェ ア の 実 行 ラ
イ ン 数 、 呼 び 出 し 回 数 、 デ ー タ 転 送 量 な ど の 分 析 を 行 う プ ロ フ ァ イ リ ン グ
を 行 う こ と に よ り 、 対 象 シ ス テ ム の 実 行 時 間 に お け る ボ ト ル ネ ッ ク 部 分 を
洗 い 出 し 、 ハ ー ド ウ ェ ア /ソ フ ト ウ ェ ア 分 割 を 行 っ て い た 。 し か し な が ら 、
対 象 シ ス テ ム の ソ フ ト ウ ェ ア 実 行 時 間 を 精 度 よ く 見 積 も れ ず 、 ボ ト ル ネ ッ
ク 部 分 を 洗 い 出 す こ と が 困 難 で あ っ た 。 
本 研 究 室 の 先 行 研 究 で は 、実 行 時 間 を 考 慮 し た プ ロ フ ァ イ リ ン グ を 行 い 、
ソ フ ト ウ ェ ア 上 の ボ ト ル ネ ッ ク 部 分 を 洗 い 出 し 、ハ ー ド ウ ェ ア / ソ フ ト ウ ェ
ア 分 割 お よ び ソ フ ト ウ ェ ア 並 列 化 手 法 を 行 っ た 。  本 研 究 で は 、 提 案 さ れ た ソ フ ト ウ ェ ア 並 列 化 手 法 に つ い て ま だ 一 部 分 でし か 考 え ら れ て い な い の で 、 ア ル ゴ リ ズ ム の 様 々 な 部 分 に つ い て ソ フ ト ウ
ェ ア 並 列 化 を 適 用 し て 、 さ ら に 効 率 の 良 い 方 法 を 提 案 す る 。 
提 案 す る 手 法 を 、 暗 号 化 ア ル ゴ リ ズ ム AES に 適 用 し た 結 果 、 対 象 ア ル ゴ
リ ズ ム の ボ ト ル ネ ッ ク 部 分 を 洗 い 出 し 、 ソ フ ト ウ ェ ア の 並 列 化 を 行 う こ とに よ り ボ ト ル ネ ッ ク 部 分 の 実 行 サ イ ク ル 数 を 約 ４ 割 近 く 削 減 す る 見 通 し を得 た 。 ま た 、 こ の 手 法 を 用 い る こ と に よ り 、 さ ま ざ ま な ア ー キ テ ク チ ャ の
試 行 、 性 能 見 積 り と ソ フ ト ウ ェ ア 分 割 を 容 易 か つ 短 時 間 で 行 え る こ と を 示
す こ と が で き た 。

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村岡研究室 2010 年度卒業論文要旨

暗 号 化 ア ル ゴ リ ズ ム の ハ ー ド ウ ェ ア の 研 究
応 用 理 学 科  情 報 科 学 コ ー ス



前 木 場

達 也  現在、インターネットやネットワークの普及により、さまざまな問題が起こっている。その中でも、インターネットなどのネットワ
ークを介しての文書や画像などのデジタルデータをやり取りする
際 の 第 三 者 に よ る 盗 み や 改 ざ ん 、企 業 に お け る 顧 客 デ ー タ 流 出 な どの 機 密 情 報 の 流 出 が 深 刻 な 問 題 と な っ て い る 。こ の 問 題 へ の 対 策 の一 つ と し て 、暗 号 化 技 術 の 利 用 と い う こ と が 大 変 重 要 に な っ て い る 。
し か し 、情 報 量 の 増 加 に よ り 暗 号 化 処 理 の 時 間 が 増 え て き 手 い る 傾向にあり、暗号化処理の高速化が課題となっている。
そこで、この問題を解決するために従来の本研究室の研究では、
暗 号 化 ア ル ゴ リ ズ ム DES の ハ ー ド ウ ェ ア 化 に よ る 高 速 化 を 試 行 、
前年には暗号化アルゴリズム

AES の ボ ト ル ネ ッ ク と な る 部 分 を 割

り 出 し 、M i x C o l u m n s を 中 心 と す る 繰 り 返 し 部 分 の ハ ー ド ウ ェ ア 化
を 試 行 し 、 ソ フ ト ウ ェ ア 実 行 時 間 よ り 10.8 倍 の 高 速 化 の 見 通 し を得ることが出来た。
本 研 究 で は 、C 言 語 記 述 で あ る 暗 号 化 ア ル ゴ リ ズ ム A E S の プ ロ グ
ラ ム を ハ ー ド ウ ェ ア 記 述 言 語 に 書 き 直 し 、前 年 で は 困 難 で あ っ た 暗号化アルゴリズムAES の フ ル ハ ー ド ウ ェ ア 化 を 実 現 し 、 並 列 化 によ り 更 な る 高 速 化 を 目 指 す 。ま た 、比 較 対 象 を 従 来 の P e n t i u m ( R ) 4
だ け で な く 、 時 間 精 度 付 き モ デ ル で 計 測 し た ARM946E-S の 実 装 結果とも性能比較し、詳細な比較を行った。
そ の 結 果 、 Pentium(R) 4 で は 約 7.4 倍 、 ARM946E-S に お い て は 、
約 124 倍 ま で 暗 号 化 の 処 理 時 間 を 短 縮 出 来 る 見 通 し を 得 る こ と が でき た 。 ま た 、 FPGA に よ る 性 能 評 価 、 更 な る 高 速 化 を 実 現 す る た めに、暗号化アルゴリズム

AES パ イ プ ラ イ ン 化 に つ い て も 検 討 し 、

サイクル数を削減することで高速化が出来るということが分かった。

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村岡研究室 2010 年度卒業論文要旨

動 的 ク ロ ス ト ー ク 解 析 手 法 の 改 良 と 評 価
応 用 理 学 科  情 報 科 学 コ ー ス



丸 岡

翔  

 近 年 、半 導 体 の 微 細 化 技 術 の 進 歩 に 伴 う 集 積 回 路 の 増 大 と 微 細 化 に よ り 、
ク ロ ス ト ー ク 問 題 が 顕 著 に な っ て き た ． ク ロ ス ト ー ク と は ， 信 号 変 化 の 際に 配 線 間 容 量 を 介 し て ， 隣 接 す る 配 線 の 信 号 に ノ イ ズ が 現 れ る 現 象 の こ とで あ り ， 信 号 遅 延 を 増 減 さ せ ， 最 悪 の 場 合 ， 回 路 の 誤 作 動 を 引 き 起 こ す ．
 従 来 の ク ロ ス ト ー ク 解 析 手 法 は 静 的 な タ イ ミ ン グ 解 析 手 法 を 使 用 し て い
た が ， 多 く の 擬 似 エ ラ ー を 含 む 問 題 点 が あ っ た ． そ こ で ， 本 研 究 室 の 先 行
研 究 で は ， テ ス ト パ タ ー ン を 用 い て 動 的 な ク ロ ス ト ー ク の み を 解 析 す る 手
法 に よ り ， こ の 問 題 を 解 決 す る 方 法 を 提 案 し ， そ の プ ロ ト タ イ プ ソ フ ト ウ
ェ ア を 開 発 し た ． そ の ソ フ ト ウ ェ ア で は ， 加 算 器 ， 乗 算 器 ， 8 ビ ッ ト CPU
で 有 効 で ， 解 析 の 結 果 ， 加 算 器 で は 5 割 程 度 ， 乗 算 器 で は 4 割 程 度 ， 8 ビ
ッ ト CPU で は 1 割 以 下 (隣 接 配 線 箇 所 の 約 6%程 度 )の 動 的 な ク ロ ス ト ー ク
を 発 見 し た ． し か し な が ら ， そ の プ ロ ト タ イ プ を 実 用 的 に 使 用 す る に は ，
莫 大 な 解 析 に 時 間 が か か る ， シ ミ ュ レ ー シ ョ ン フ ァ イ ル に サ イ ズ 制 限 が ある な ど の 問 題 が 発 生 し て い た た め ， 大 規 模 回 路 で の 実 験 は 困 難 だ っ た ．
 そ こ で ， 従 来 の プ ロ グ ラ ム や 手 法 の ア ル ゴ リ ズ ム と 実 装 方 法 な ど の 問 題
点 を 洗 い 出 し て 実 用 的 な 検 出 手 法 を 再 検 討 し ， フ ァ イ ル サ イ ズ が 拡 大 し たと し て も フ ァ イ ル を 分 割 し な く て も 良 い よ う な ， 回 路 規 模 の 制 限 な ど を 極
力 無 く す よ う な 解 析 手 法 の 改 良 ， そ れ に 沿 っ た ソ フ ト ウ ェ ア の 再 設 計 ， お
よ び 再 開 発 を 行 っ た ． そ の 結 果 ， 解 析 時 間 は 従 来 手 法 に 対 し て ， 加 算 器 では 8 1 . 7 ％ ，乗 算 器 で は 8 2 . 1 ％ ，8 ビ ッ ト C P U で は 6 9 . 7 ％ の 削 減 に 成 功 し ，フ ァ イ ル を 分 割 す る こ と な く 解 析 を 行 え る よ う に な っ た ．
 更 に 今 回 ，8 ビ ッ ト CPU の コ ア 数 を 増 や し ，大 規 模 な マ ル チ コ ア を 作 成
し ，そ れ を 提 案 手 法 で 評 価 し た ．用 意 し た CPU は 2 コ ア ，4 コ ア ,8 コ ア の三 つ で ，そ れ ら を 評 価 し た 結 果 ，動 的 ク ロ ス ト ー ク の 割 合 は 2 コ ア で 7 . 3 ％ ，
4 コ ア で 5.8％ ，８ コ ア で 5.0％ と い う 結 果 に な り ，CPU で は ，回 路 規 模 が拡 大 す る ほ ど ， 動 的 ク ロ ス ト ー ク の 割 合 が 減 少 す る こ と が わ か っ た ．

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森研究室 2010 年度卒業論文要旨

自走式倒立制御装置の製作 5
東 ちひろ
日本は超高齢社会にある一方で, 介護者不足といった問題が深刻化している. その問題を解決するために, 介護ロボットの開発が日々進められている. そこで, 本研究ではロバス
ト性の高い Fuzzy 理論を用いて，介護・福祉ロボットに必要な要素技術であるバランス制
御を確立することを目的とし，先行研究からのハードウェアの改良を行い，LUT に頼らない直接制御の新試作機を作製し，その性能を向上させた.

手話トレーニングマシン用データグローブの製作
北川 真夕
聴覚障害者の社会参加の機会が増えてきているという現状をうけ，近年，手話認識システムの開発がすすめられている．我々は健常者の手話学習を支援する手話トレーニングマ
シンに着目し，それを手話認識システムの前段階と位置付け研究を行った． 本研究は先行研究にて製作された手話入力デバイスの問題点の改善と，手話トレーニングマシンの入力デバイスとして機能するよう改良を行った．

FDLIDE の開発 2
大坪 愛
ファジィシステムを記述する言語の共通化を図るためにファジィシステム記述言語 (FDL)が策定された．しかし，FDL でのファジィ推論の記述には，グラフで定義されたメンバー
シップ関数やルールを入力するには非常に手間がかかる．また，推論結果が数値で表示されるため，推論の修正箇所を特定するのも困難である． そこで，開発効率向上のために FDL プログラミングの開発環境を整備した．メンバーシップ関数の作成を GUI 主体にし，ファジィ推論の過程をグラフで確認できるような FDLIDE の開発をし，その評価を行った．

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