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2007 Fiscal Year Annual Research Report

信号空間の構造に基づいた学習理論の構築とその応用

Research Project

Project/Area Number 18300057
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

山下 幸彦  Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 准教授 (90220350)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉山 将  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (90334515)
田中 聡久  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (70360584)
鷲沢 嘉一  独立行政法人理化学研究所, 脳信号処理研究チーム, 研究員 (10419880)
Keywords信号空間の構造 / 多様体 / 非対称カーネル法 / 共変量シフト / 汎化能力推定 / 脳信号処理
Research Abstract

本年度は,昨年度に得られた理論的成果をさらに発展させるだけでなく,具体的な問題に適用し,一定の成果を収めた。その詳細は次の通りである。
信号空間の距離構造をRiemann多様体の計量テンソルによって与えるMahalanobis計量に関して,2次元の場合に,Newton-Raphsonによりその解となる計量テンソルを安定に求めることを可能にした。そして,密度関数の推定誤差がMahalanobis計量方程式の解に与える影響を調べた。また,信号空間の構造をより柔軟に構成するために,カーネル法を拡張し,2つの異なる非線型関数の内積によって与えられるカーネル関数に基づく非対称カーネル理論に関して,複数のカーネル関数を組み合わせ,目的とする構造により近い構造を実現する研究を行った。さらに,信号空間の構造が変化していく場合に,共変量シフトとパターン空間の幾何的構造に着目した新しい学習法を開発した。そして,それらの一連の手法を脳波データ解析とロボット制御に適用し,実用的な精度が得られることを予備実験を通じて確認した。また,微分幾何学を使った信号空間の構造の推定に関して,Lie群上で最適化する学習機械が複数存在し,それらが異なる解に収束した場合,Lie群上で「線形結合」を行うことによって,最適解により近い解を構成する方法を明らかにした。また,雑音が大きい多チャンネル信号からの目的とする信号の抽出に関して,信号の共分散構造を使い,交互最小2乗法と信号対雑音比最大化基準による加重平均法を組み合わせたブラインド信号抽出法を開発した。そして,この技術を応用することによって,脳波計からより精度の高い脳信号を抽出することを可能にした。

  • Research Products

    (14 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Demosaicking based on optimization and projection in different frequency bands2008

    • Author(s)
      O.A. Omer and T. Tanaka
    • Journal Title

      EURASIP J. Image and Video Processing 2008

      Pages: ID 36414214 pages

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generalization error estimation for non-linear learning methods2007

    • Author(s)
      M. Sugiyama
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences E90-A

      Pages: 1496-1499

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dimensionality reduction of multimodal labeled data by local Fisher discriminant analysis2007

    • Author(s)
      M. Sugiyama
    • Journal Title

      Journal of Machine Learning Research 8

      Pages: 1027-1061

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Covariate shift adaptation by importance weighted cross validation2007

    • Author(s)
      M. Sugiyama, M. Krauledat, K.-R. Mueller
    • Journal Title

      Journal of Machine Learning Research 8

      Pages: 985-1005

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Blind global signal source extraction from noisy observations2008

    • Author(s)
      Y. Washizawa, Y. Yamashita, T. Tanaka, A. Cichocki
    • Organizer
      2008 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing
    • Place of Presentation
      Gold coast, Australia
    • Year and Date
      2008-03-05
  • [Presentation] Pattern recognition by kernel Wiener filter2008

    • Author(s)
      H. Yoshino. Y. Yamashita
    • Organizer
      Signal Processing, Pattern Recognition, and Applications Conference
    • Place of Presentation
      Innsbruck, Austria
    • Year and Date
      2008-02-13
  • [Presentation] Direct importance estimation with model selection and its application to covariate shift adaptation2007

    • Author(s)
      M. Sugiyama, S. Nakajima, H. Kashima, von P. Bnueau, M. Kawanabe
    • Organizer
      21th Annual Conference on Neural Information Processing Systems
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2007-12-04
  • [Presentation] Regularization vs. rank reduction in quadratic classifiers2007

    • Author(s)
      Y. Washizawa
    • Organizer
      Subspace 2007, Workshop on 8th Asian Conference on Computer Vision
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2007-11-19
  • [Presentation] 経験的モード分解:チュートリアル2007

    • Author(s)
      鷲沢嘉一, 田中聡久
    • Organizer
      第22回信号処理シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2007-11-07
  • [Presentation] Extraction of steady state visually evoked potential signal and estimation of distribution map from EEG data.2007

    • Author(s)
      Y. Washizawa, Y. Yamashita, T. Tanaka, A. Cichocki
    • Organizer
      29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Lyon, France
    • Year and Date
      2007-08-23
  • [Presentation] Moving picture coding by wavelet transform and edge adaptive deblocking filter2007

    • Author(s)
      N. Zainal, T. Ohta, Y. Yamashita
    • Organizer
      2007 International Conference on Image Processing Computer Vision & Pattern Recognition
    • Place of Presentation
      Las Vegas, USA
    • Year and Date
      2007-06-26
  • [Presentation] Value function approximation on non-linear manifolds for robot motor control2007

    • Author(s)
      M. Sugiyama, H. Hachiya, C. Towell, S. Vijayakumar
    • Organizer
      2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • Place of Presentation
      Rome, Italy
    • Year and Date
      2007-04-12
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 多チャンネルの観測信号に含まれる共通信号の強度推定と抽出法2007

    • Inventor(s)
      鷲沢嘉一, 田中聡久, アンジェイチホツキ, 山下幸彦
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人理化学研究所
    • Industrial Property Number
      特許,特願2007-13606
    • Filing Date
      2007-04-25
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 正則化による2次識別器2007

    • Inventor(s)
      鷲沢嘉一
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人理化学研究所
    • Industrial Property Number
      特許,特願2007-195623
    • Filing Date
      2007-06-01

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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