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Development of NMF methods considering consumers, products, and time for understanding relationship between purchasing behavior and psychology

Research Project

Project/Area Number 19K13822
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 07090:Commerce-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Abe Hiroyasu  京都大学, 医学研究科, 助教 (40807963)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords消費者購買行動 / 消費者心理 / 非負値行列因子分解 / ベイズモデル / 零過剰モデル / 負の二項分布モデル / 基底数選択 / ウェブサイト閲覧履歴 / 消費者心理・行動 / 商品属性 / 変分推論法 / モデル選択 / 変分ベイズ法 / ロジスティック回帰モデル / ノンパラメトリックベイズ / 棒折り過程 / 零過剰負の二項分布 / ノンパラメトリックベイズ法 / 零過剰ポアソン / ベイズ統計学 / サンプリング法 / 基底数決定 / 購買行動
Outline of Research at the Start

本研究では,質問紙データと行動履歴データ2つのデータの利用を想定した統計解析手法を開発し,消費者行動と心理面との関係性を把握することを目的とする.開発手法は,消費者行動を「消費者」「商品」「時間」の3要素に分けてモデル化される.本手法により,時間の経過による消費者行動モデルの変動を推定でき,さらに商品属性情報によりその購買行動モデルが解釈容易となる.さらに「いずれのモデルでも説明できない購買行動が行われた際の消費者の心理側面の把握」という,これまでにない点に注目する.

Outline of Final Research Achievements

A novel new nonnegative matrix factorization (NMF) was developed. Using the user-item matrix data and user’s characteristics information, it can estimates the following two simultaneously: behavioral pattern expressed by items, and the characteristics of the users who did not take action against an item which the users should have done so according to the estimated behavioral pattern. Thanks to variational inference of both estimations, model order selection can be done without any tuning parameters. The interpretation procedure was demonstrated and the results are compared with existing methods through the application to the access log data of a book shopping website. In addition, focusing on the hierarchical structure of item labels, the other new NMF method was developed and its performance was evaluated. The method extracts cooccurrence relationships within each upper labels (homogeneous basis) and co-occurrence relationships between upper labels (heterogeneous basis).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

行列内の0要素を推定行動パターンと関係あるもの(related zero)とないもの(unrelated zero)に分け、後者の確率が高い対象や属性を商品(群)ごとに特定できるデータ解析法を開発した。また異なるラベルをもつ商品(群)の共起関係を抽出する方法を示した。これらの手法を様々な行動履歴データに適用することで、人々の行動に対して深い考察を与えることができる。また、マーケティングの視点では、単純な共起関係に基づかない、より繊細で熟考された施策提案を提供できる。なお開発手法はいずれも変分推論のおかげで調整パラメータが実質ない解析法となっており、分析者にとって使いやすいものとなっている。

Report

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

    (11 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 異質なアイテム間の共起関係を抽出するための非負値行列因子分解2022

    • Author(s)
      阿部寛康
    • Organizer
      日本分類学会第41回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] "0"の理由の説明を伴う零過剰ポアソン非負値行列因子分解の変分推論2022

    • Author(s)
      阿部寛康
    • Organizer
      2022年度統計関連学会連合大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] A Bayesian nonparametric approach to inference for orthogonal nonnegative matrix factorization2021

    • Author(s)
      Hiroyasu Abe
    • Organizer
      4th International Conference on Econometrics and Statistics (EcoSta 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 棒折り過程を用いた直交非負値行列因子分解における基底数選択2021

    • Author(s)
      阿部寛康
    • Organizer
      日本計算機統計学会第35回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ノンパラメトリックベイズに基づく直交制約付き非負値行列因子分解を用いた遺伝子発現量データ解析事例2020

    • Author(s)
      阿部寛康
    • Organizer
      日本分類学会第39回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 零過剰かつ過分散なカウントデータに対する非負値行列因子分解における変分推論に基づく基底数選択2020

    • Author(s)
      阿部寛康
    • Organizer
      日本分類学会第39回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ベイジアンNMFにおける行列分解可能性に関する考察2020

    • Author(s)
      阿部寛康
    • Organizer
      2020年度日本分類学会シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ベイジアン非負値行列因子分解における周辺尤度を用いた基底数の決定方法について2019

    • Author(s)
      阿部寛康
    • Organizer
      日本計算機統計学会第33回大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] On the Determination of Number of Bases in Bayesian Nonnegative Matrix Factorization Using the Marginal Likelihood2019

    • Author(s)
      Hiroyasu Abe
    • Organizer
      The conference of Data Science, Statistics & Visualisation (DSSV 2019)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Zero-inflated negative-binomial NMF2019

    • Author(s)
      Hiroyasu Abe
    • Organizer
      The 11th ICSA International Conference
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 研究内容

    • URL

      https://sites.google.com/d/1yBuZfiRJa1GF8m0rl43PrccK3P7WIVEl/p/11bH9X04wpIcyv1s4xuCQlRIufvzbSepk/edit

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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