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2013 Fiscal Year Research-status Report

確率的Slow Feature Analysisの構築と空間認識機能への応用

Research Project

Project/Area Number 25730147
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

大森 敏明  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10391898)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords確率的情報処理 / ベイズ統計学 / 確率伝搬法 / EMアルゴリズム / 情報抽出 / 時系列解析 / ビッグデータ / 統計的機械学習
Research Abstract

未知システムから観測される,雑音が重畳された多次元時系列データから,未知システムの本質である緩やかな時間変動成分を自動的に抽出することを目的として,本研究課題では,Slow Feature Analysisに注目し,Slow Feature Analysisの統計的アルゴリズムの研究を行った.
本研究課題の初年度目に当たる平成25年度には,まず,Slow Feature Analysisの確率モデルにおける確率構造に注目することにより,従来法では無視されていた観測ノイズを考慮した推定方法の構築に成功した.状態空間モデルに基づいて,Slow Feature Analysisの確率的アルゴリズムを構成し,厳密計算により導出されるSlow Feature Analysisの尤度関数に基づいて観測ノイズを含むパラメータを精緻に推定する方法を考案した.雑音環境下の時系列データを用いた検証により,本研究で構築した統計的アルゴリズムが,Slow Featureの抽出に有効であることを示した.近似的な取扱いを行っていた従来法との比較においても,提案法はSlow Featureの精緻な推定が可能であることを示した.さらに,Slow Feature Analysisの確率的アルゴリズムににおける潜在変数の次元数が未知である場合に適切な次元数を推定するための方法を考案し,人工データを適用することにより,その有効性を検証した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

おおむね,当初に予定した研究実施計画通りに研究が進んでいるため.

Strategy for Future Research Activity

当初計画通り,次年度は,非線形性を有する場合の統計的アルゴリズムの開発を行う.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

資料収集を予定していた学会で,該当分野の発表が行われず,国内出張の1回分が年度内に行われなかった.
平成26年度中の国内出張旅費として使用する.

  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Sparse Estimation of Spike-Triggered Average2014

    • Author(s)
      Yotsukura Shimpei, Toshiaki Omori, Kenji Nagata, Masato Okada
    • Journal Title

      IPSJ Transaction on Mathematical Modeling and Its Applications

      Volume: 7 Pages: 15-21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Statistical Estimation of Non-Uniform Distribution of Dendritic Membrane Properties2013

    • Author(s)
      Toshiaki Omori, Toru Aonishi, Masato Okada
    • Journal Title

      Advances in Cognitive Neurodynamics

      Volume: 3 Pages: 649-655

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extracting Latent Dynamics from Multi-dimensional Data by Probabilistic Slow Feature Analysis2013

    • Author(s)
      Toshiaki Omori
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 8228 Pages: 108-116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] スパースな局在興奮を持つ神経回路モデルの統計力学2013

    • Author(s)
      萬田暁,北園淳,大森敏明,岡田真人
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 113(315) Pages: 1-6

  • [Journal Article] ビッグデータの利活用と機械学習研究2013

    • Author(s)
      大森敏明
    • Journal Title

      電気学会誌

      Volume: 133 Pages: 633-633

  • [Presentation] 脳神経システムにおける電気特性分布を統計的に推定する~データ駆動型アプローチによる時空間ダイナミクス抽出~2013

    • Author(s)
      大森敏明
    • Organizer
      定量生物学の会第6回年会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      20131123-20131124
  • [Presentation] 汎化性能に基づく確率的Slow Feature Analysisの次元選択

    • Author(s)
      朝野侑希,永田賢二,岡田真人,大森敏明
    • Organizer
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館(兵庫県)
  • [Presentation] 樹状突起膜電位の時空間ダイナミクスの統計的推定

    • Author(s)
      大森敏明,青西亨,岡田真人
    • Organizer
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館(兵庫県)
  • [Presentation] 樹状突起における電気特性の不均一性による情報伝播の向上

    • Author(s)
      島本貴文,大森敏明,青西亨,小澤誠一
    • Organizer
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館(兵庫県)
  • [Presentation] スパイクトリガー平均のスパース推定

    • Author(s)
      四倉晋平,大森敏明,永田賢二,岡田真人
    • Organizer
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館(兵庫県)
  • [Presentation] スパイクトリガー平均のスパース推定

    • Author(s)
      四倉晋平,大森敏明,永田賢二,岡田真人
    • Organizer
      情報処理学会第93回数理モデル化と問題解決研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学百年記念会館(北海道)
  • [Presentation] スパイクトリガー平均のスパース推定について

    • Author(s)
      四倉晋平,大森敏明,永田賢二,岡田真人
    • Organizer
      2013年度人工知能学会全国大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県)
  • [Presentation] イメージングデータからの脳神経ダイナミクスの抽出~状態空間モデルに基づく動態推定~

    • Author(s)
      大森敏明
    • Organizer
      「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」ミニキックオフシンポジウム 文部科学省・生命動態システム科学推進拠点事業「核内クロマチン・ライブダイナミクスの数理研究拠点」合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Invited
  • [Presentation] スパースな局在興奮を持つ神経回路モデルの統計力学

    • Author(s)
      萬田暁,北園淳,大森敏明,岡田真人
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
  • [Presentation] 局在興奮内のスパース性の効果の統計力学的解析

    • Author(s)
      萬田暁,北園淳,大森敏明,岡田真人
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
  • [Presentation] スパース性に基づく受容野構造の推定

    • Author(s)
      四倉晋平,大森敏明,五十嵐康彦,岡田真人
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
  • [Remarks] 神戸大学大学院工学研究科 准教授 大森敏明 WEBページ

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~omoritos/

  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/omori/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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