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2018 Fiscal Year Research-status Report

高次元データにおける高次漸近理論の開拓とその応用

Research Project

Project/Area Number 18K03409
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

矢田 和善  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (90585803)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 青嶋 誠  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90246679)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords高次元統計的推測 / 高次元判別分析 / 高次元共分散行列
Outline of Annual Research Achievements

本研究の土台となる研究課題「高次元強スパイクモデルにおけるデータ変換法の確立」に取り組み,各種統計推測に,データ変換を用いた統計的理論と方法論を構築した.
まず,Aoshima and Yata (2018, Sinica)で考案したノイズに対する2つの固有値モデル「Strongly spiked eigenvalue (SSE) モデル」と「Non-stronglyspiked eigenvalue (NSSE)モデル」を高次元2次判別分析に拡張した.NSSEモデルのもとでは高次元2次判別関数のノイズを抑えることができ,誤判別率に一致性が成立する.しかしながら,より巨大なノイズを含むSSEモデルにおいてはその一致性が主張できない.そこで,Aoshima and Yata (2018, AISM)で考案した線形判別分析におけるデータ変換法を2次判別分析に拡張した.巨大なノイズを避け,平均ベクトルの差異だけでなく,共分散行列の差異も検出できるような空間を探索し,その空間にデータを射影するようなデータ変換法を提案した.その手法により,データに内在する2次までの潜在構造を浮き彫りにし,ノイズ構造をSSEモデルからNSSEモデルに縮小することに成功した.このデータ変換法とAoshima and Yata (2011, SA)で与えた高次元幾何学的表現に基づく2次判別方式を融合し,SSEモデルのもとでも高精度な高次元判別分析法を構築した.
さらに,高次元共分散行列の2標本検定についても,高次元漸近分布をSSEモデルもとで導出し,新たな高次元検定方式を提供した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の土台となる研究「高次元強スパイクモデルにおけるデータ変換法の確立」が進んでいることからも,順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度の研究を踏まえて,研究課題「高次元統計量における高次漸近論の開拓」に取り組む.高次元データに高次漸近論を開拓する困難さは,データの相関に起因する.データの相関が強いほど独立性から乖離し,漸近論の構築が困難になる.データの相関が強いほど固有値は大きい.それゆえ,平成30年度の研究「高次元強スパイクモデルにおけるデータ変換法の確立」で考案するデータ変換法を適用し,データの相関を弱め,変数間を独立な関係に近づける.独立性を前提とした漸近論に類似する漸近論を次元数に関しても展開し,高次元統計量に高次漸近論を開拓を目指す.

Causes of Carryover

参加予定のシンポジウムをキャンセルしたため,繰越する。

  • Research Products

    (31 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 9 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Hong Kong(香港)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      University of Hong Kong
  • [Int'l Joint Research] University of Stavanger(ノルウェー)

    • Country Name
      NORWAY
    • Counterpart Institution
      University of Stavanger
  • [Journal Article] Equality tests of high-dimensional covariance matrices under the strongly spiked eigenvalue model2019

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

      Journal of Statistical Planning and Inference

      Volume: 202 Pages: 99~111

    • DOI

      10.1016/j.jspi.2019.02.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A test of sphericity for high-dimensional data and its application for detection of divergently spiked noise2018

    • Author(s)
      Yata Kazuyoshi, Aoshima Makoto, Nakayama Yugo
    • Journal Title

      Sequential Analysis

      Volume: 37 Pages: 397~411

    • DOI

      10.1080/07474946.2018.1548850

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An equality test of high-dimensional covariance matrices under the SSE model2018

    • Author(s)
      矢田和善, 石井 晶, 青嶋 誠
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2091 Pages: 22-30

  • [Journal Article] A general framework of SVM in HDLSS settings2018

    • Author(s)
      中山優吾, 矢田和善, 青嶋 誠
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2091 Pages: 14-21

  • [Journal Article] A test for high-dimensional covariance matrices via the extended cross-data-matrix methodology2018

    • Author(s)
      遠藤紘平, 矢田和善, 青嶋 誠
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 2091 Pages: 1-13

  • [Presentation] A high-dimensional quadratic classifier under the strongly spiked eigenvalue model2019

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yata, Aki Ishii, Makoto Aoshima
    • Organizer
      The 14th Workshop on Stochastic Models, Statistics and their Application
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Tests of high-dimensional mean vectors and its application under the SSE model2019

    • Author(s)
      Aki Ishii, Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      Waseda International Symposium“Introduction of General Causality to Various Data & its Applications”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 拡張クロスデータ行列法による高次元共分散構造の検定について2019

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠,石井 晶
    • Organizer
      日本数学会年度会
  • [Presentation] 強スパイクモデルにおける固有空間の推測と高次元平均ベクトルの検定2019

    • Author(s)
      石井 晶, 矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所研究集会「最尤法とベイズ法」
  • [Presentation] カーネル主成分分析に基づく高次元データのクラスタリングについて2019

    • Author(s)
      中山優吾, 矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所研究集会「最尤法とベイズ法」
  • [Presentation] A high-dimensional quadratic classifier after feature selection2018

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      International Symposium on Statistical Theory and Methodology for Large Complex Data
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Tests of high-dimensional mean vectors under the SSE model2018

    • Author(s)
      Aki Ishii, Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      International Symposium on Statistical Theory and Methodology for Large Complex Data
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Equality tests for high-dimensional covariance matrices2018

    • Author(s)
      Aki Ishii, Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      The 27th South Taiwan Statistics Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Regularized PCA for high-dimensional data based on the noise reduction methodology2018

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      Fifth Institute of Mathematical Statistics Asia Pacific Rim Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Inference on high-dimensional mean vectors under the strongly spiked eigenvalue model2018

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima, Aki Ishii
    • Organizer
      The 9th International Workshop on Applied Probability
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Consistency properties of regularized noise reduction methodology in high-dimensional settings2018

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      The 4th International Society of NonParametric Statistics Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 計量生物学における高次元統計解析の可能性2018

    • Author(s)
      青嶋 誠, 矢田和善, 仲木 竜
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
    • Invited
  • [Presentation] Equality tests of high-dimensional covariance matrices on the basis of strongly spiked eigenvalues2018

    • Author(s)
      Aki Ishii, Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      Waseda International Symposium“Introduction of General Causality to Various Data & its Innovation of the Optimal Inference”
  • [Presentation] Equality tests of high-dimensional covariance matrices with strongly spiked eigenstructures2018

    • Author(s)
      Aki Ishii, Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      The 2nd International Conference on Econometrics and Statistics
  • [Presentation] 高次元平均ベクトルの一致推定について2018

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
  • [Presentation] Strongly spiked eigenvalueモデルにおける高次元相関ベクトルの検定について2018

    • Author(s)
      石井 晶, 矢田和善, 青嶋 誠
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
  • [Presentation] 変数選択を用いた高次元2次判別方式について2018

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
  • [Presentation] 高次元カーネル主成分分析の漸近的性質とその応用2018

    • Author(s)
      中山 優吾, 矢田和善, 青嶋 誠
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
  • [Presentation] A quadratic classifier for high-dimensional data under the strongly spiked eigenvalue model2018

    • Author(s)
      石井 晶, 矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
  • [Presentation] 高次元共分散構造に関する検定の一般化について2018

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠,石井 晶
    • Organizer
      科研費シンポジウム「多変量データ解析法における理論と応用」
  • [Presentation] Tests for high-dimensional covariance matrices and correlation matrices under the strongly spiked eigenvalue model2018

    • Author(s)
      石井 晶, 矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      科研費シンポジウム「融合する統計科学」
  • [Presentation] カーネル主成分分析に基づく高次元データのクラスタリング2018

    • Author(s)
      中山優吾, 矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      科研費シンポジウム「予測モデリングとその周辺 -機械学習・統計科学・情報理論からのアプローチ-」
  • [Remarks] 青嶋研究室ホームページ

    • URL

      http://www.math.tsukuba.ac.jp/~aoshima-lab/jp/

  • [Remarks] trios

    • URL

      http://www.trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000000526

URL: 

Published: 2019-12-27   Modified: 2022-08-18  

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