階層構造をもつ時系列モデルを利用した知識発見支援システムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12558023
• Research Institution: The Institute of Statistical Mathematics
• Principal Investigator: 樋口 知之 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助教授 (70202273)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川崎 能典 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助手 (70249910) ; 田村 義保 統計数理研究所, 統計計算開発センター, 教授 (60150033) ; 北川 源四郎 統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (20000218) ; 下平 英寿 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助手 (00290867) ; 佐藤 整尚 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助手 (60280525)
• Keywords: 階層ベイズ / 自己組織化 / 一般状態空間モデル / 粒子フィルタ / ハイパーパラメータ / カウントデータ / モンテカルロ / モデル結合

Research Abstract

自己組織型モデルの積極的利用法である,ハイパーパラメータの時変モデルの導入,およびその最適モデルの自動同定などの基礎的研究を本年度も行った.あわせてモデルを,観測値が連続値データからカウント数やバイナリー値などの離散値をとるデータをも解析できるように拡張・展開した.ファイナンスデータ解析で重要な時変ボラティリィティの推定問題で培われた経験を,他のファイナンスデータに対して応用し数値的経験をつんだ.非ガウス分布に従うプロセスの解析に有効な基礎モデルの整備ができた.
また,本研究の基礎テーマである自動平均構造抽出手法の開発研究にも引き続きとりくんだ.さまざまな超大量データの一時処理として必須の,人工ノイズの除去がかなり自動化できた.開発途中ではあるがこの手法により,人工ノイズのために解析があきらめられていた大量データの活用にとりくんだ.これにより,死蔵していた情報が復活し,そこから新しい知識発見が期待されている.樋口と海外協力研究者は,昨年度に引き続き地球物理データへの応用をさらにすすめた.具体的には異常値や,異常なデータのとびなどを多く含む人工衛星データの解析にとりくんだ.田村・佐藤は昨年度行った並列計算の研究成果をまとめる方向で収束させ,少数CPUのワークステーションでも計算効率の上がるようにプログラムの改良に向けた準備を行った.川崎は,実データへの応用を踏まえた経験を,並列計算のアルゴリズム改良の際に生かすように,田村・佐藤に協力した.北川と下平は昨年度に行った効率良い尤度計算のアルゴリズムの,実データに応用した試験的実験を行った.

Research Products

• [Publications] G.Ueno, N.Nakamura, T.Higuchi, F.Tsuchiya, S.Machida, T.Araki, Y.Saito, T.Mukai: "Application of multiltivariate Maxwellian mixuture model to plasma velocity distribution function"Journal of Geophysical Research. 106,A11. 25655 (2001)
• [Publications] G.Kitagawa, T.Higuchi, F.N.Kondo: "Smoothness Prior Approach to Explore Mean Structure in Large Time Series"Theoretical Computer Science. (印刷中). (2002)
• [Publications] T.Ikoma, N.Ichimura, T Higuchi, H.Maeda: "Particle Filter Based Method for Maneuvering Target Tracking"IEEE International Workshop on Intelligent Signal Processing. 3-8 (2001)
• [Publications] G.Ueno, N.Nakamura, T.Higuchi: "Separation of Photoelectrons via Multivariate Maxwellian Mixture Model"The proceedings of The Forth International Conference on Discovery Science, Lecture Notes in Artificial Intelligence. 2226. 470-475 (2001)
• [Publications] G.Ueno, N.Nakamura, T.Higuchi, T.Tuschiya, S.Machida, T.Araki: "Application of Multivariate Maxwellian Mixture Model to Plasma Velocity Distribution"Progresses in Discovery Science", Lecture Notes in Computer Science. 2281(印刷中). (2002)
• [Publications] T.Higuchi: "Evolutionary Time Series Model with Parallel Computing"The Proceedings of The Third JAPAN-US Joint Seminar on Statistical Time Series Analysis. 183-190 (2001)