空间划分方法以及空间划分装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了空间划分方法以及空间划分装置。空间划分方法包括指定和放置。指定包括：指定超平面的交点的位置，使得该位置被包括在球面内，该球面存在于维数比特征空间的维数高一维或更多维的空间中。放置包括：放置超平面，使得超平面共享所指定的位置的交点。

【技术实现步骤摘要】
空间划分方法以及空间划分装置
本文中所讨论的实施方式涉及空间划分方法等。
技术介绍
例如，当针对各种系统对用户进行认证时，执行用于获得用户的生物信息并且确定与所获得的生物信息相匹配的生物信息是否存在于预先注册的数据库中的处理。现在，因为在认证时所获得的生物信息与在注册时所获得的生物信息难以完全匹配，所以相似性搜索是有效的。对于在执行相似性搜索时的相似度的表示，存在以下技术：该技术将生物信息的特征值转换为散列向量，使得它们的散列向量之间的汉明距离很短的生物信息被指定为相似的生物信息。使用相关技术，通过使用超平面(hyper-plane)可以将特征值转换为散列向量，但是还存在着以下处理：通过使用超球面(hyper-sphere)将特征值转换为散列向量，并且当使用超球面时可以更好地期待精度的提高。专利文献1：日本专利公开号2011-100395专利文献2：日本专利公开号2012-160047专利文献3：日本专利公开号10-247243专利文献4：日本专利公开号2008-282391非专利文献1：M.Datar,N.Immorlica,P.Indyk,V.S.Mirrokni：Locality-SensitiveHashingSchemeBasedonp-StableDistributions，计算几何第二十届年度研讨会会议录(SCG)，2004年非专利文献2：Jae-PilHeo,YoungwoonLee,JunfengHe,Shih-FuChang和Sung-EuiYoon,“Sphericalhashing”,CVPR，第2957页至第2964页，2012年非专利文献3：KengoTerasawa和YuzuruTanaka,“Sphericallshforapproximatenearestneighborsearchonunithyper-sphere”，编者：FrankK.H.A.Dehne,Jorg-RudigerSack和NorbertZeh，WADS，计算机科学讲义的第4619卷，第27页至第38页，施普林格出版社，2007年然而，使用相关技术，并未以高精度来执行使用散列向量的相似性搜索。例如，当通过使用超球面将特征向量转换为散列向量时，存在以下情况：由于虫洞(wormhole)的影响，对于明显彼此不同的特征向量，转换成散列向量后的汉明距离可能结果是小的。因此，可能将不同的特征向量错误地确定为相似的特征向量。现在将描述虫洞。图16至图18是示出虫洞的图。例如，考虑通过使用超球面将m维特征空间V划分成区域，并且根据区域在超球面内部还是外部来为每个区域分配比特串。如图16所示，根据超球面的放置，互不连接的区域A和区域B可能具有相同的比特串(0,0,0)。在出现图16所示现象的情况下，当人们根据分配给特征向量的比特串之间的汉明距离来评估特征向量之间的相似性时，即使特征向量明显互相远离，但是汉明距离可能结果是小的。如图17所示，为了理解这种非连通性，人们可以假定区域A和区域B之间连接有管子10。在广义相对论的特定解决方案下，该管子被称为“虫洞”。图18示出当通过使用超球面S4将一维特征空间划分成区域时产生的非连接区域，以及连接在区域之间的虫洞。通过超平面F5和F6将超球面S4划分成区域。例如，超平面F5左侧的区域在其第一比特中被分配“1”，并且超平面F5右侧的区域在其第一比特中被分配“0”。超平面F6右侧的区域在其第二比特中被分配“1”，并且超平面F6左侧的区域在其第二比特被分配“0”。然后，即使它们相互并不连接，但图18的南极附近和北极附近被分配相同的比特串(0,0)。原因在于超球面S4的南极附近和北极附近之间连接有虫洞。因此，本专利技术的实施方式的一个方面的目的在于提供空间划分方法、空间划分装置以及空间划分程序；使用该空间划分方法、空间划分装置以及空间划分程序，可以以高精度来执行使用特征向量的相似性搜索。
技术实现思路
根据实施方式的一个方面，空间划分方法包括：通过基于圆形图像的半径计算从球面的中心到超平面的交点的移动量，来指定超平面的交点的位置，使得该位置被包括在该球面内，该球面存在于维数比特征空间的维数高一维或更多维的空间中，该圆形图像是通过将所述球面投影到所述空间而获得的；放置超平面，使得超平面共享所指定的位置的交点；以及根据与所放置的超平面对应的转换规则，将坐标转换为第一比特串，该坐标是通过将第一特征向量投影到该球面上而获得的。附图说明图1是示出根据第一实施方式的空间划分装置的系统配置的图；图2是示出超球面S上的逆立体投影(inversestereographicprojection)的图；图3是示出通过将超球面S投影到特征空间V上所获得的圆形图像的半径的示例的图；图4是示出要经历逆立体投影到超球面S上的区域的图，以及通过该逆立体投影所获得的区域的示例；图5示出近似直线的示例；图6是示出设置在超球面S内的示例公共交点的图；图7示出整个处理；图8示出用于设置公共交点的处理流程的第一示例；图9示出用于设置公共交点的处理流程的第二示例；图10示出用于设置公共交点的处理流程的第三示例；图11是示出根据第二实施方式的空间划分装置的系统配置的图；图12示出用于设置公共交点的处理流程的第四示例；图13示出用于设置公共交点的处理流程的第五示例；图14示出用于设置公共交点的处理流程的第六示例；图15示出目标函数的示例处理流程；图16是示出说明出现虫洞的第一示例的图；图17是示出说明出现虫洞的第二示例的图；图18是示出说明出现虫洞的第三示例的图；以及图19是示出空间划分装置的硬件配置的图。具体实施方式将参照附图说明优选实施方式。注意，实施方式并不限制本专利技术的范围。只要各个处理互相兼容，则可以互相组合实施方式。[a]第一实施方式空间划分装置的系统配置将参照图1描述空间划分装置100的系统配置。图1是示出根据第一实施方式的空间划分装置的系统配置的图。如图1所示，空间划分装置100包括控制单元110、存储单元120和特征空间数据130。存储单元120包括超平面数量121和比特串122a。空间划分装置100还包括比特串122b和查询数据131。例如，存储单元120对应于例如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)或闪存的半导体存储器装置，或者例如硬盘或光盘的存储装置。注意，可以将特征空间数据130包括在存储单元120中。控制单元110包括投影单元111a、设置单元112、创建单元113和生成单元114a。空间划分装置100包括投影单元111b、生成单元114b和汉明距离计算单元116。例如，控制单元110的功能可以由集成电路，例如ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)来实现。控制单元110的功能可以由执行预定程序的CPU(中央处理单元)来实现。注意，设置单元112是指定单元的示例。创建单元113是放置单元的示例。特征空间数据130是存储多个特征向量的存储单元。例如，特征向量是从用户的生物信息获得的m维特征值的数据。任何相关技术可以用作为从生物信息获得特征向量的方法。例如，m是等于或大于1的整数。超平面数量121是要被设置在空间U中的超平面的数量，该空间U的维数比m高p。比特串122a和比特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间划分方法，包括：指定超平面的交点的位置，使得所述位置被包括在球面内，所述球面存在于维数比特征空间的维数高一维或更多维的空间中；以及放置所述超平面，使得所述超平面共享所指定的位置的交点。

【技术特征摘要】
2013.12.20 JP 2013-2646101.一种空间划分方法，包括：通过基于圆形图像的半径计算从球面的中心到超平面的交点的移动量，来指定超平面的交点的位置，使得所述位置被包括在所述球面内，所述球面存在于维数比特征空间的维数高一维或更多维的空间中，所述圆形图像是通过将所述球面投影到所述空间而获得的；放置所述超平面，使得所述超平面共享所指定的位置的交点；以及根据与所放置的超平面对应的转换规则，将坐标转换为第一比特串，所述坐标是通过将第一特征向量投影到所述球面上而获得的。2.根据权利要求1所述的空间划分方法，其中，所述指定包括：在所述球面的北极与南极之间连接的线上设置要共享的所述交点。3.根据权利要求1所述的空间划分方法，其中，所述指定包括：基于根据所述第一特征向量计算的方差-协方差矩阵的特征值中的最大特征值来设置要共享的所述交点。4.根据权利要求1所述的空间划分方法，其中，所述指定包括：基于根据所述第一特征向量计算的方差-协方差矩阵的特征向量方向上的矩来设置所述交点。5.根据权利要求2所述的空间划分方法，其中，所述指定包括：基于对特征数据组执行主分量分析时计算的关于若干主分量的累积贡献比率来设置所述交点。6.根据权利要求2至5中任一项所述的空...

【专利技术属性】
技术研发人员：野间唯，此岛真喜子，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP