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2014 Fiscal Year Research-status Report

ビッグデータの統計学:理論の開拓と3Vへの挑戦

Research Project

Project/Area Number 26540010
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

青嶋 誠  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90246679)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢田 和善  筑波大学, 数理物質系, 助教 (90585803)
赤平 昌文  筑波大学, 名誉教授 (70017424)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsビッグデータ / 潜在構造分析 / 異常値 / 欠損値 / 非正則推定論
Outline of Annual Research Achievements

ビッグデータは、大規模・多様性・高頻度の特性をもつ。これらの特性ゆえに、ビッグデータの解析には、従来の統計学では対処できない様々な問題が発生する。研究課題の初年度に当たる平成26年度は、多様性をもつ大規模データの非正則推定論の開拓に取り組んだ。研究の鍵となるのは、IIDの枠組みを外し、また、確率過程の枠組みも外し、膨張するデータ空間の漸近理論を如何に構築するかである。青嶋と矢田は、赤平と意見交換を行うことで、青嶋と矢田が一連の共同研究で構築してきた高次元小標本漸近理論を双対空間で展開するというアイディアに至った。高次元小標本漸近理論は、たった一つの高次元データでも成立するので、これを膨張するデータ空間に対応させて漸近理論を展開することを考えた。高次元データの非スパース性が長期記憶に対応するため、従属データを扱う時系列解析に、双対空間から新たなアプローチが開拓できる。その際に、データの潜在空間を覆う巨大なノイズ空間の漸近的な挙動を解析的にどう捉えるかが問題になる。ここでは、データ空間の幾何学的表現によって漸近的な挙動を捉えるというアイディアを思いつき、幾何学的表現を得るための数学的な条件を導き出した。その結果、ビッグデータの実用的な観点から比較的緩い条件のもとで、多様性をもつ大規模データの潜在空間を浮き彫りにできることが分かった。
得られた結果は、論文に纏められ、現在投稿中である。また、成果の一部分について、京都大学数理解析研究所RIMS研究集会で発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

交付申請書に記載した研究の目的に沿って、意見交換は密に行われ、新しいアイディアが試されている。ビッグデータの統計理論の開拓は、世界に先駆けた研究であるが、その第一歩となる成果が生まれつつある。それゆえ、おおむね順調に進展していると評価できる。

Strategy for Future Research Activity

高次元小標本漸近理論を次元数と標本数の双対空間で展開するというアイディアは、従属データの扱いに、古典的な時系列解析とは双対する全く新しいアプローチを与えるものであり、掘り下げる価値がある。次年度も本研究を継続し、多様性をもつビッグデータの潜在構造分析を開拓する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 高次元小標本における混合データの幾何学的表現とクラスター分析への応用2014

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

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 1910 Pages: 125-133

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Largest Eigenvalue Estimation for High-Dimension, Low-Sample-Size Data and its Application2014

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

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 1910 Pages: 115-124

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The generalized amount of information between the prior distribution and the asymptotic posterior one2014

    • Author(s)
      赤平昌文, 小池健一
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録

      Volume: 1910 Pages: 144-153

    • Open Access
  • [Presentation] 高次元データにおける拡張クロスデータ行列法の漸近的性質とその応用について2015

    • Author(s)
      矢田和善, 青嶋 誠
    • Organizer
      日本数学会2015年度年会
    • Place of Presentation
      明治大学(東京都)
    • Year and Date
      2015-03-24
  • [Presentation] Extended cross-data-matrix methodology for high-dimensional data and its applications2015

    • Author(s)
      矢田和善, 青嶋 誠
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所RIMS研究集会「New Advances in Statistical Inference and Its Related Topics」
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2015-03-10
  • [Presentation] Reconstruction of a low-rank matrix for the power spiked model in high-dimensional settings2015

    • Author(s)
      村山 航, 矢田和善, 青嶋 誠
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所RIMS研究集会「New Advances in Statistical Inference and Its Related Topics」
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2015-03-09
  • [Presentation] 高次元混合分布におけるPCAとその応用2014

    • Author(s)
      矢田和善, 青嶋 誠
    • Organizer
      日本数学会2014年度秋季総合分科会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2014-09-28
  • [Presentation] 高次元小標本における共分散行列の同等性検定2014

    • Author(s)
      石井 晶, 矢田和善, 青嶋 誠
    • Organizer
      日本数学会2014年度秋季総合分科会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2014-09-28
  • [Presentation] 高次元データに対する特徴選択を用いた2次判別法について2014

    • Author(s)
      矢田和善, 青嶋 誠
    • Organizer
      2014年度統計関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2014-09-14
  • [Remarks] 青嶋研究室ホームページ

    • URL

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

URL: 

Published: 2016-05-27  

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