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多重リサンプリングを用いたモデル信頼集合の構成法の開発とその応用

Research Project

Project/Area Number 14702061
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Statistical science
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

下平 英寿  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 講師 (00290867)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥28,990,000 (Direct Cost: ¥22,300,000、Indirect Cost: ¥6,690,000)
Fiscal Year 2004: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2003: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2002: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000)
Keywords統計的モデル選択 / 情報量規準 / モデル信頼集合 / 多重比較法 / 多重リサンプリング / マルチスケールブートストラップ / 統計的仮説検定 / バイオインフォマティクス
Research Abstract

確率モデルに基づいてデータから仮説を選択すること(統計的モデル選択)が広く行われている.本研究では特に多重リサンプリングという独自のアイデアを基礎に,多くの候補となるモデルについてその妥当性をデータに照らし合わせて定量的に評価し,それぞれのモデルについて確率値として表現する方法を開発している.非妥当性が有意に示されないモデルを選び出してきて列挙したものがモデル信頼集合であり,データから予想されるシナリオの一覧と解釈できる.本年度の具体的な成果はつぎのとおり.
1.マルチスケールブートストラップ法をさらに発展させたマルチステップ=マルチスケールブートストラップ法について,その統計的性質をEdgeworth展開とWeyl-tube法をもちいて詳しく調べた.昨年度までにThree-step multiscale bootstrap法によって,指数型分布族の任意の分布関数では漸近的に3次の不偏性をもつ確率値が計算できることが確認されたが,本年度は4次の不偏性を持つための条件が一部明らかになった.
2.多重リサンプリング法の有効性をコンピュータシミュレーションによって数値的に確認した.またバイオインフォマティクス(分子進化系統樹分析,マイクロアレイ分析)に応用するためのソフトウエアの開発をおこなった.このうち一部を新たに公開した.
3.DNA配列データやマイクロアレイデータへ本手法を実際に応用し,その有効性も実証することができた.クラスタコンピュータによって膨大な計算が必要になるような応用をおこない,数十種の哺乳類の系統樹の推定と,遺伝子ネットワーク推定に,マルチスケールブートストラップ法を適用した.系統樹推定では,MCMC法とブートストラップ法を併用する手法を提案し実装した.遺伝子ネットワーク推定では,GGM(グラフィカルガウシアンモデル)の構造推定とその信頼性評価を行った.

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2004 Other

All Journal Article (2 results) Book (1 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Parallelization of phylogenetic tree inference using Grid technologies2004

    • Author(s)
      Y.Yamamoto ほか
    • Journal Title

      Proceedings of the First International Workshop on Life Science Grid (LSGRID 2004)

      Pages: 109-122

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Approximately unbiased tests of regions using multistep-multiscale bootstrap resampling2004

    • Author(s)
      H.Shimodaira
    • Journal Title

      Annals of Statistics 32

      Pages: 2616-2641

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] モデル選択 - 予測・検定・推定の交差点,統計科学のフロンティア 32004

    • Author(s)
      下平英寿 ほか
    • Total Pages
      230
    • Publisher
      岩波書店
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 下平英寿: "データからの「発見」と新しいブートストラップ法"数理科学. 474. 14-20 (2002)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kamimuraほか: "Multiscale Bootstrap Analysis of Gene Networks Based on Bayesian Networks and Nonparametric Regression"Genome Informatics. 14. 350-351 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kanamori, H.Shimodaira: "Active learning algorithm using the maximum weighted log-likelihood estimator"Journal of Statistical Planning and Interface. 116. 149-162 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Shimodaira: "Approximately unbiased test of phylogenetic tree selection"Systematic Biology. 51. 492-508 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 下平英寿: "ブートストラップ法によるクラスタ分析のバラツキ評価"統計数理. 50. 33-44 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] S.Imoto, S.Kim, H.Shimodaira, S.Aburatani, K.Tashiro, S.Kuhara, S.Miyano: "Bootstrap Analysis of Gene Networks Based on Bayesian Networks and Nonparamatric Regression"Genome Informatics. 13. 369-370 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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