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2014 Fiscal Year Annual Research Report

統計的学習理論のポートフォリオ最適化問題への適用

Research Project

Project/Area Number 23710174
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

武田 朗子  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (80361799)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2015-03-31
Keywordsロバスト最適化 / リスク尺度 / 統計的学習 / サポートベクターマシン / ポートフォリオモデル
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,数理最適化・金融工学・統計的学習の三つの分野の複合領域を開拓することを目的としている.本年度は,主に下記の研究を行った.
(1)一般化したリスク尺度に基づくポートフォリオ最適化法
近年,ポートフォリオ最適化モデル構築の際のリスク尺度としてConditional Value-at-Risk (CVaR)が広く用いられている.本研究では,CVaRを含む広いクラスのリスク尺度であるコヒーレントリスクを用いた最適ポートフォリオモデルを検討した.このモデルはmin-max問題で記述され,確率分布が不確実なロバスト最適化モデルとして見なされる.具体的には,確率分布集合を変えることで,コヒーレントリスクは,CVaRのみならずより広いクラスのリスク尺度を表現できる.一方で,min-max問題の定式化は扱いにくく,この定式化のまま最適解を求めることはあまり試みられていなかった.そこで,first-order methodと呼ばれる最適化手法を用いて,アルゴリズムを考案した.数値実験を通して,CVaR最小化に特化した解法と比較した結果,コヒーレントリスク最小化による汎用解法(提案法)の方が,高速にCVaR最小化問題を解くことができることを確認した.
(2)統一的な機械判別学習モデル
統計的学習分野で提案されている様々な判別モデルに対してロバスト最適化モデルを用いて,統一的にmin-max問題として表現できることを示した. 既存の判別手法の違いは,ロバスト最適化モデルで用いられる入力(不確実性集合)の定義に現れることを明らかにし,今まで異なる仮定や想定の元で提案されてきた判別手法の本質的な違いを明確に示した.さらに, min-max問題で記述されるコヒーレントリスク最小化モデルとの定式化を比較することにより,機械学習法と金融リスク尺度最小化モデルとの関係を明確に示した.

  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Geometric intuition and algorithms for Enu-SVM2015

    • Author(s)
      Alvaro Barbero, Akiko Takeda, Jorge Lopez
    • Journal Title

      Journal of Machine Learning Research

      Volume: 16 Pages: 323-369

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Outlier-Detection at the Transcriptome-Proteome Interface2015

    • Author(s)
      Yawwani Gunawardana, Shuhei Fujiwara, Akiko Takeda, Jeongmin Woo, Christopher Woelk, Mahesan Niranjan
    • Journal Title

      Bioinfomatics

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btv182

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Robust Cost Sensitive Support Vector Machine2015

    • Author(s)
      Shuichi Katsumata, Akiko Takeda
    • Journal Title

      JMLR Workshop and Conference Proceedings (JMLR W&CP)

      Volume: 38 Pages: 434-443

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Numerical Study of Learning Algorithms on Stiefel Manifold2014

    • Author(s)
      Takafumi Kanamori, Akiko Takeda
    • Journal Title

      Computational Management Science

      Volume: 11 Pages: 319-340

    • DOI

      10.1007/s10287-013-0181-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Using Financial Risk Measures for Analyzing Generalization Performance of Machine Learning Models2014

    • Author(s)
      Akiko Takeda, Takafumi Kanamori
    • Journal Title

      Neural Networks

      Volume: 57 Pages: 29-38

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2014.05.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global Optimization Methods for Extended Fisher Discriminant Analysis2014

    • Author(s)
      Satoru Iwata, Yuji Nakatsukasa, Akiko Takeda
    • Journal Title

      JMLR Workshop and Conference Proceedings (JMLR W&CP)

      Volume: 33 Pages: 411-419

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exact SVM Training by Wolfe's Minimum Norm Point Algorithm2014

    • Author(s)
      Masashi Kitamura, Akiko Takeda, Satoru Iwata
    • Journal Title

      Proceedings of 2014 IEEE International Workshop on Machine Learning for Signal Processing (MLSP 2014)

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1109/MLSP.2014.6958914

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Outlier-Detecting Support Vector Regression for Modelling at the Transcriptome-Proteome Interface2014

    • Author(s)
      Yawwani Gunawardana, Shuhei Fujiwara, Akiko Takeda, Christopher Woelk, Mahesan Niranjan
    • Journal Title

      The Eighth International Workshop on Machine Learning in Systems Biology (MLSB 2014)

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Memory-Efficient Large-Scale Linear Support Vector Machine2014

    • Author(s)
      Abdullah Alrajeh, Akiko Takeda, Mahesan Niranjan
    • Journal Title

      The 7th International Conference on Machine Vision (ICMV 2014)

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Exact SVM Training by Wolfe's Minimum Norm Point Algorithm2014

    • Author(s)
      Masashi Kitamura, Akiko Takeda, Satoru Iwata
    • Organizer
      IEEE International Workshop on Machine Learning for Signal Processing (MLSP 2014)
    • Place of Presentation
      Reims, France
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
  • [Presentation] Global Optimization Methods for Extended Fisher Discriminant Analysis2014

    • Author(s)
      Satoru Iwata, Yuji Nakatsukasa, Akiko Takeda
    • Organizer
      Seventeenth International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS 2014)
    • Place of Presentation
      Reykyavik, Iceland
    • Year and Date
      2014-04-22 – 2014-04-25
  • [Remarks] 研究業績

    • URL

      http://www.opt.mist.i.u-tokyo.ac.jp/~takeda/research-j.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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