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乱数列出力装置、乱数列出力方法、プログラムならびに、情報記録媒体 実績あり

国内特許コード P110002920
整理番号 V314P005
掲載日 2011年6月8日
出願番号 特願2001-339429
公開番号 特開2003-140885
登録番号 特許第3525146号
出願日 平成13年11月5日(2001.11.5)
公開日 平成15年5月16日(2003.5.16)
登録日 平成16年2月27日(2004.2.27)
発明者
  • 梅野 健
  • 石 聖弘
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • 梅野 健
発明の名称 乱数列出力装置、乱数列出力方法、プログラムならびに、情報記録媒体 実績あり
発明の概要 【課題】 乱数列出力装置等を提供する。
【解決手段】 乱数列出力装置101の系列受付部102は、数値系列の入力を受け付け、初期値設定部103は、初期値の入力を受け付けてこれを記憶部104に記憶させ、出力部105は、記憶部104に新たな値が記憶される度にこれを出力し、計算部106は、出力部105が値を出力する度に、記憶部104に記憶された値に所定の有理写像を適用し、さらに、これと、系列受付部102により受け付けられた数値系列から順に取り出した値と、に所定の演算を施して、計算し、更新部107は、計算部106により計算された結果の値を記憶部104に記憶させて更新する。
従来技術、競合技術の概要


従来から、チェビシェフ多項式を用いたカオス写像による乱数列の生成技術が知られている。これは、整数aに対して
T(a,cosθ)=cos(aθ)
により定義されるa (a≧2)次のチェビシェフ写像T(a,・)を用いた漸化式
xi+1 = T(a,xi) (i≧0)
に対して、初期値x0 (-1<x0<1)を与えることにより得られる系列
x0,x1,x2,…
を擬似乱数列とするものである。また、チェビシェフ写像以外にも、種々の有理関数を用いる手法が提案されている。
この技術によれば、漸化式の計算を有理数で行えば、周期のない擬似乱数列が得られ、生成される乱数の分布が解析的に表現できることがわかっている。

産業上の利用分野


本発明は、乱数列出力装置、乱数列出力方法、これらを実現するためのプログラム、ならびに、当該プログラムを記録したコンピュータ読取可能な情報記録媒体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
乱数列出力装置であって、系列受付部と、初期値設定部と、記憶部と、出力部と、計算部と、更新部と、を備え、
前記系列受付部は、数値系列の入力を受け付け、
前記初期値設定部は、初期値の入力を受け付けて、これを前記記憶部に記憶させ、
前記出力部は、前記記憶部に新たな値が記憶される度にこれを出力し、
前記計算部は、前記出力部が値を出力する度に、前記記憶部に記憶された値に所定の有理写像を適用し、さらに、これと、前記系列受付部により受け付けられた数値系列から順に取り出した値と、に所定の演算を施して、計算し、
前記更新部は、前記計算部により計算された結果の値を前記記憶部に記憶させて更新し、
前記記憶部は、当該値を所定ビット数の固定小数点表現で記憶し、
当該所定の演算は、当該数値系列から順に取り出した値が所定の値である場合、当該値の所定ビット数の固定小数点表現の所定位置のビットを反転させ、
前記所定の有理写像は、整数aに対して
T(a,cosθ)=cos(aθ)
により定義されるa (a2)次のチェビシェフ写像T(a,)であることを特徴とするもの。

【請求項2】
請求項1に記載の乱数列出力装置であって、
前記所定の演算において、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現の所定位置のビットを反転」させるのにかえて、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現のビット列を当該所定の値に対応するビット数だけ巡回シフト」することを特徴とするもの。

【請求項3】
請求項1に記載の乱数列出力装置であって、
前記所定の演算において、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現の所定位置のビットを反転」させるのにかえて、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現のビット列を符号無し整数と見たものに、当該所定の値を加算もしくは減算」することを特徴とするもの。

【請求項4】
請求項1に記載の乱数列出力装置であって、
前記所定の演算において、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現の所定位置のビットを反転」させるのにかえて、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現のビット列の所定の2つの位置のビットを交換」することを特徴とするもの。

【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項に記載の乱数列出力装置であって、
当該数値系列は、長さTであって、0または1の値をとる2値系列(ゴールド符号、M系列、ベーカー系列を含む。)を繰り返したものであり、
当該所定位置のビットは、当該固定小数点表現の最下位ビットであり、
当該所定の値は1であることを特徴とするもの。

【請求項6】
値を記憶する記憶部を用いる乱数列出力方法であって、系列受付工程と、初期値設定工程と、出力工程と、計算工程と、更新工程と、を備え、
前記系列受付工程では、数値系列の入力を受け付け、
前記初期値設定工程では、初期値の入力を受け付けて、これを前記記憶部に記憶させ、
前記出力工程では、前記記憶部に新たな値が記憶される度にこれを出力し、
前記計算工程では、前記出力工程にて値が出力される度に、前記記憶部に記憶された値に所定の有理写像を適用し、さらに、これと、前記系列受付工程にて受け付けられた数値系列から順に取り出した値と、に所定の演算を施して、計算し、
前記更新工程では、前記計算工程にて計算された結果の値を前記記憶部に記憶させて更新し、
前記初期値設定工程、および、前記更新工程では、前記記憶部に当該値を所定ビット数の固定小数点表現で記憶させ、
当該所定の演算は、当該数値系列から順に取り出した値が所定の値である場合、当該値の所定ビット数の固定小数点表現の所定位置のビットを反転させ、
前記所定の有理写像は、整数aに対して
T(a,cosθ)=cos(aθ)
により定義されるa (a2)次のチェビシェフ写像T(a,)であることを特徴とする方法。

【請求項7】
請求項6に記載の乱数列出力方法であって、
前記所定の演算において、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現の所定位置のビットを反転」させるのにかえて、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現のビット列を当該所定の値に対応するビット数だけ巡回シフト」することを特徴とする方法。

【請求項8】
請求項6に記載の乱数列出力方法であって、
前記所定の演算において、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現の所定位置のビットを反転」させるのにかえて、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現のビット列を符号無し整数と見たものに、当該所定の値を加算もしくは減算」することを特徴とする方法。

【請求項9】
請求項6に記載の乱数列出力方法であって、
前記所定の演算において、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現の所定位置のビットを反転」させるのにかえて、「当該値の所定ビット数の固定小数点表現のビット列の所定の2つの位置のビットを交換」することを特徴とするもの。

【請求項10】
請求項5から9のいずれか1項に記載の乱数列出力方法であって、
当該数値系列は、長さTであって、0または1の値をとる2値系列(ゴールド符号、M系列、ベーカー系列を含む。)を繰り返したものであり、
当該所定位置のビットは、当該固定小数点表現の最下位ビットであり、
当該所定の値は1であることを特徴とする方法。

【請求項11】
コンピュータを、請求項1から5のいずれか1項に記載の乱数列出力装置として機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項12】
コンピュータに、請求項6から10のいずれか1項に記載の乱数列出力方法を実行させることを特徴とするプログラム。

【請求項13】
請求項11または12に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読取可能な情報記録媒体(コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、または、半導体メモリを含む。)。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 登録
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