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Research on Bayes inference in non-regular models in a wide sense

Research Project

Project/Area Number 19K11850
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60030:Statistical science-related
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

Akahira Masafumi  筑波大学, 数理物質系(名誉教授), 名誉教授 (70017424)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 青嶋 誠  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90246679)
小池 健一  日本大学, 商学部, 教授 (90260471)
矢田 和善  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90585803)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords切断指数型分布族 / 切断分布族 / 局外母数 / 切断母数 / 最尤推定量 / ベイズ推定量 / 漸近損失 / 中央値不偏推定量 / 指数型分布族 / 集中確率 / 有効推定量 / パレート分布 / 2次の漸近平均 / 2次の漸近分散 / 2次の漸近損失 / 切断t分布
Outline of Research at the Start

正則な面を部分的にもつ広義の非正則モデルにおいてベイズ推定量と最尤推定量の高次の漸近的比較を行うとともに、ベイズ的推測の最尤推測との対比構造の解明を目指して、機械学習、AI等の統計学的基礎を構築することである。従来、正則な場合にはベイズ推定量と最尤推定量は偏り補正後には高次のオーダーまで漸近的に同等であることが知られているが、正則な面を部分的にもつ広義の非正則モデルにおいては、ベイズ推定量が最尤推定量より高次のオーダーでは漸近的に良くなる可能性があると予想される。この予想の解決を目指して種々の研究を行う。これが解決されれば機械学習、AI等の理論的根拠を与えるものとなる。

Outline of Final Research Achievements

In statistics, regularity conditions are usually assumed in discussions, but in applied fields such as finance and physics, regularity conditions are often not satisfied, and a non-regular family of distributions is considered as a typical case. In this study, we investigated Bayesian inference and maximum likelihood inference of parameters of a general non-regular family of distributions, including the upper-truncated Pareto distribution which is important in various application fields, in a wide sense non-regular model that partially has regular surfaces. We carried out research to elucidate the structure of Bayesian inference and maximum likelihood inference. In fact, we clarified the inferential structure of the general truncated family of distributions, including the truncated exponential family of distributions, through Bayesian estimators and maximum likelihood estimators.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

最近、ビッグデータが注目を集め、社会からはそれを処理する情報技術が求められている。実際、得られたデータに基づく統計的推測はその重要性を益々増しているとともに、特にベイズ(Bayes)的推測は機械学習、AI等の理論的基礎を担っている。本研究では、正則な面を部分的にもつ広義の非正則モデルにおいて、特に、ファイナンス、物理学、水文学、地質学、天文学等の様々な分野で重要な上側切断パレート(Pareto)分布を含む広義の非正則分布族における母数のベイズ推測と最尤推測の構造を解明する研究を遂行した。なお、広義の非正則モデルは、正則と非正則の双方をつなぐモデルとして重要である。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 13 results) Presentation (9 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Asymptotic loss of the MLE of a truncation parameter in the presence of a nuisance parameter for a one-sided truncated family of distributions2023

    • Author(s)
      Akahira M. , Ohyauchi N.
    • Journal Title

      Communications in Statistics - Theory and Methods

      Volume: Published on line Issue: 21 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1080/03610926.2023.2269436

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Second order asymptotics in Bayesian estimation for a one-sided truncated family of distributions2023

    • Author(s)
      赤平昌文、大谷内奈穂
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2254 Pages: 108-117

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  • [Journal Article] 高次元小標本における非階層型クラスタリングの一致性について2023

    • Author(s)
      江頭健斗、矢田和善、青嶋 誠
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2254 Pages: 1-8

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    • Open Access
  • [Journal Article] On the efficiency of median unbiased estimators based on a sample of fixed size2022

    • Author(s)
      赤平昌文、大谷内奈穂
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2221 Pages: 115-123

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  • [Journal Article] Attainments of the Bayesian information bounds for escort distribution2022

    • Author(s)
      伴野創志、小池健一
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2221 Pages: 1-13

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  • [Journal Article] 階層的クラスタリングの高次元漸近的性質について2022

    • Author(s)
      江頭健斗、矢田和善、青嶋誠
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2221 Pages: 30-37

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  • [Journal Article] Consistency of the objective general index in high-dimensional settings2022

    • Author(s)
      Takuma Bando, Tomonari Sei, Kazuyoshi Yata
    • Journal Title

      Journal of Multivariate Analysis

      Volume: 189 Pages: 104938-104938

    • DOI

      10.1016/j.jmva.2021.104938

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  • [Journal Article] Maximum likelihood estimation for a one-sided truncated family of distributions2021

    • Author(s)
      Akahira Masafumi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Statistics and Data Science

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 317-344

    • DOI

      10.1007/s42081-020-00098-5

    • NAID

      210000182357

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  • [Journal Article] Hypothesis tests for high-dimensional covariance structures2021

    • Author(s)
      Ishii Aki, Yata Kazuyoshi, Aoshima Makoto
    • Journal Title

      Annals of the Institute of Statistical Mathematics

      Volume: in press Issue: 3 Pages: 599-622

    • DOI

      10.1007/s10463-020-00760-5

    • NAID

      120007168344

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  • [Journal Article] 高次元小標本における統計的仮説検定2021

    • Author(s)
      青嶋誠・石井晶・矢田和善
    • Journal Title

      数学

      Volume: 73 Pages: 360-379

    • NAID

      40022736270

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  • [Journal Article] On the extension of maximum likelihood estimation to a one-sided family of distributions2020

    • Author(s)
      赤平 昌文
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      京都大学 数理解析研究所講究録

      Volume: 2157 Pages: 135-144

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  • [Journal Article] 高次元におけるDistance Weighted Discriminationについて2020

    • Author(s)
      江頭 健斗・矢田 和善・青嶋 誠
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      京都大学 数理解析研究所講究録

      Volume: 2157 Pages: 1-10

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  • [Journal Article] Bobrovsky-Mayer-Wolf-Zakaiの下界の改良2020

    • Author(s)
      小池健一・橋本真太郎
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      京都大学 数理解析研究所講究録

      Volume: 2157 Pages: 31-38

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  • [Journal Article] 統計学と数学との関係2020

    • Author(s)
      赤平 昌文
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      現代思想

      Volume: 48 Pages: 145-153

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      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Empirical Bayes estimation of a truncation parameter for a oTEF2019

    • Author(s)
      赤平 昌文
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      京都大学 数理解析研究所講究録

      Volume: 2124 Pages: 148-154

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  • [Journal Article] ベイズ推測におけるリスク不等式の漸近的な比較2019

    • Author(s)
      小池 健一
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      京都大学 数理解析研究所講究録

      Volume: 2124 Pages: 103-111

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    • Author(s)
      石井 晶・矢田 和善・青嶋 誠
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      京都大学 数理解析研究所講究録

      Volume: 2124 Pages: 56-64

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      矢田和善、石井 晶、青島 誠
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      江頭健斗、矢田和善、青嶋誠
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      中山優吾、矢田和善、青嶋誠
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  • [Presentation] Bobrovsky-Mayor-Wolf-Zakaiの下界の改良2021

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      小池健一・橋本慎太郎
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      日本数学会秋季総合分科会
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      矢田和善・石井晶・青嶋誠
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      矢田 和善・青嶋 誠
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  • [Presentation] 高次元混合データにおける幾何学的一致性について2019

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      矢田 和善・青嶋 誠
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  • [Book] 統計的逐次推定論2022

    • Author(s)
      赤平 昌文、小池 健一
    • Total Pages
      228
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320112728
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  • [Book] 統計的不偏推定論2019

    • Author(s)
      赤平 昌文
    • Total Pages
      208
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320112681
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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