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Nonparametric statistical model for high dimensional directional data

Research Project

Project/Area Number 20K19760
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 60030:Statistical science-related
Research InstitutionThe University of Nagano

Principal Investigator

鶴田 靖人  長野県立大学, グローバルマネジメント学部, 講師 (30866017)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywordsノンパラメトリック統計 / 方向データ / 方向統計学 / カーネル密度推定 / バイアス修正 / 高次元データ / ローズダイアグラム / バンド幅推定 / ノンパラメトリック回帰 / テキストデータ / シリンダーデータ / ノンパラメトリック推定
Outline of Research at the Start

風向などの角度データや地球上の気象データなどの球面データを方向データと呼ばれている。実数観測値を含むような高次元方向データは構造が複雑な場合も多く、柔軟な推定が可能なノンパラメトリック統計モデルが注目されている。しかし、その統計的性質は未解明な点が多い。高次元方向データのためのノンパラメトリック統計モデルであるカーネル密度推定やカーネル回帰の統計理論を構築し、データに応じた柔軟な推定を可能とすることを目指す。本研究により高次元方向データを柔軟に推定することが可能となり、データが持つ構造の可視化や判別分析への応用が期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

「角度データのためのローズダイアグラム推定量のビン幅推定」に関する研究成果を国際学会で発表した。「高次元方向データのためのカーネル密度推定量のバイアス修正」に関する研究において、一般化ジャックナイフ法を適用したバイアス修正法を提案した。提案手法は、従来手法と比べて平均積分2乗誤差の収束スピードが速いことを明らかにし、数値実験でも提案手法は従来手法に比べて優れた性能を示した。国内学会等で意見交換した内容を踏まえて、いくつかの技術的な修正を行った上で研究成果をまとめて国際学術誌に投稿しており、「major revision」の判定後、再査読を受けている。角度データのためのカーネル密度推定量の新しいバイアス修正アプローチとして、Flat-topカーネル関数を円周上の密度推定に応用する研究に取り組んでいる。提案手法は、従来手法と比べて平均積分2乗誤差の収束スピードがより速いか同等であることを明らかにした。また、提案手法は、真の分布が特定の条件を満たす場合にroot-n consistencyを達成することが示された。数値実験においても提案手法の理論的性質を裏付ける結果を得ることができた。現在、提案手法を実データ解析に応用する研究を行っており、提案手法は柔軟な推定を行うことができることがしめされたた。この結果は提案手法は、実データの特徴を適切に表すことが期待できることを示唆している。円周上のFlat-topカーネル関数に関する研究成果をまとめて国際学術誌に投稿できるように現在、準備中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

「高次元方向データのためのカーネル密度推定量のバイアス修正」に関する研究は現在再査読中であり、まだ掲載は決定していない。「円周上のFlat-topカーネル関数」に関する研究は実データへ応用する研究に取り組んでいるものの終了していない。また、研究の遅れから予定していた国際学会等での学会発表もいくつか実施できていないものがある。以上の理由から本研究の進捗はやや遅れていると判断している。

Strategy for Future Research Activity

「高次元方向データのためのカーネル密度推定量のバイアス修正」に関する研究は国際学術誌への掲載を目指して、査読者の修正コメントがあれば適切に対応する。「円周上のFlat-topカーネル関数」に関する研究は実データへの応用研究が終了次第、国際学術誌に投稿する。また、その研究成果を学会等で発表する。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Automatic data-based bin width selection for rose diagram2023

    • Author(s)
      Tsuruta Yasuhito、Sagae Masahiko
    • Journal Title

      Annals of the Institute of Statistical Mathematics

      Volume: 1 Issue: 5 Pages: 1-25

    • DOI

      10.1007/s10463-023-00868-4

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improving kernel-based nonparametric regression for circular?linear data2022

    • Author(s)
      Tsuruta Yasuhito、Sagae Masahiko
    • Journal Title

      Japanese Journal of Statistics and Data Science

      Volume: - Issue: 1 Pages: 111-131

    • DOI

      10.1007/s42081-022-00145-3

    • NAID

      210000187131

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 方向データにおけるダイバージェンスを用いたベイズ推論2024

    • Author(s)
      中川智之・文翔・田畑耕治・鶴田靖人
    • Organizer
      「確率モデルと統計的推測」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Flat-top カーネル関数を用いた円周上の密度推定2024

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      「第24 回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Data-based bin width selection for rose diagram2023

    • Author(s)
      Tsuruta Yasuhito
    • Organizer
      The 6th International Conference on Econometrics and Statistics (EcoSta 2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Automatic data-based bin width selection for rose diagram2023

    • Author(s)
      Tsuruta Yasuhito
    • Organizer
      TMU International Conference on Statistical Modelling and Inference 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Kernel-based nonparametric regression for cylindrical data2023

    • Author(s)
      Tsuruta Yasuhito
    • Organizer
      The 16th International Conference of the ERCIM WG on Computational and Methodological Statistics (CMStatistics 2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 方向データのためのカーネル密度推定量のバイアス修正2023

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      2023年度統計関連学会連合大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 方向データのためのカーネル密度推定量のバイアス修正2023

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      「第23回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 方向データのためのカーネル密度推定量のバイアス修正2023

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      科研費シンポジウム「ベイズモデリングの最近の展開」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 方向データにおけるダイバージェンスを用いたロバストなベイズ推論2023

    • Author(s)
      文翔・中川智之・鶴田靖人・田畑耕治
    • Organizer
      日本計算機統計学会第37回シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Smoothing parameter selection of circular kernel density estimation2022

    • Author(s)
      Tsuruta Yasuhito
    • Organizer
      The 5th International Conference on Econometrics and Statistics
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Improve direct plug-in rule selector for circular kernel density estimation2022

    • Author(s)
      Tsuruta Yasuhito
    • Organizer
      15th International Conference of the ERCIM WG on Computational and Methodological Statistics
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 球面上のデータのためのカーネル密度推定量のバイアス修正法2022

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      2022年度統計関連学会連合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 方向データのためのカーネル密度推定量のバイアス修正2022

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      多様な分野における統計科学の理論とその応用
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 第23回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計2022

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      第23回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 球面上のカーネル密度推定量のバイアス修正2022

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      「第22回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計」
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ローズダイアグラムのビン幅推定法の理論的性質2021

    • Author(s)
      鶴田靖人 寒河江雅彦
    • Organizer
      2021年度統計関連学会連合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 方向データのためのカーネル密度推定量のバイアス修正2021

    • Author(s)
      鶴田靖人
    • Organizer
      第三回 日本統計研究所研究集会~様々な多様体上における統計的推測~
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ローズダイアグラムのデータに基づいたビン幅推定2021

    • Author(s)
      鶴田靖人 寒河江雅彦
    • Organizer
      研究集会「第21 回ノンパラメトリック統計解析とベイズ統計」
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ローズダイアグラムの漸近的性質とビン幅推定2020

    • Author(s)
      鶴田靖人 寒河江雅彦
    • Organizer
      2020年度統計関連学会連合大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] Yasuhito Tsurta

    • URL

      https://sites.google.com/view/ytsuruta

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks] Yasuhito Tsurta

    • URL

      https://sites.google.com/view/ytsuruta/publications

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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