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2015 Fiscal Year Research-status Report

高次元漸近理論の統一的研究

Research Project

Project/Area Number 26800078
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

矢田 和善  筑波大学, 数理物質系, 助教 (90585803)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords高次元漸近理論 / 判別分析 / パスウェイ解析 / 高次元潜在構造
Outline of Annual Research Achievements

本研究の土台となる平成26年度の研究を踏まえて、より応用を意識した研究目的「高次元判別分析の最適性指標の構築」に取り組み、母集団間の距離を2次モーメントまでの特徴量で捉えた高次元判別分析法を提案し、その最適性を論じた。さらに、研究目的「高次元パスウェイ解析の新たな推測理論の構築」にも取り組み、高精度な推定・検定法を構築した。
Aoshima and Yata (2011,SA)で提案した幾何学的表現に基づく2群判別を多群に拡張し、誤判別確率に関して精度を保証するための判別アルゴリズムを構築した。さらに、高次元判別方式における漸近正規性を導出することで、最適性に関する理論を構築した。その結果、従来のマハラノビス距離に基づく最適性理論が高次元の枠組みで崩壊することを示した。
一方で、Yata and Aoshima (2013,JMA)で提案した拡張クロスデータ行列法を相関行列の推測に適用することで、高次元パスウェイ解析における推定・検定方式を構築し、高速で頑健かつ高精度なパスウェイ解析を可能にした。実解析例において、提案手法が有効に機能することも確認できた。さらに、研究目的「高次元漸近理論の理論的体系の構築」も推進し、高次元潜在構造の推定問題において、高次元小標本と高次元大標本の両方を包含する高次元漸近理論を構築した。その理論に基づき、Yata and Aoshima (2012,JMA)で提案したノイズ掃き出し法を構造の推測に応用することで、高精度な高次元潜在構造の推定法を提案した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究の基礎となる高次元PCAを用いた漸近理論を構築し、本研究の土台を固めることができた。さらに、応用を意識した高次元判別分析と高次元パスウェイ解析における新たな推測理論を構築していることが、本研究が計画以上に進展している理由である。

Strategy for Future Research Activity

本研究の土台となる平成26年度の研究成果とより応用を意識した平成27年度の研究成果を踏まえて、研究目的「高次元クラスター分析における理論と方法論の構築」を推進する。
クラスター構造を顕にする漸近最適な潜在空間を抽出し、潜在空間上でクラスターを推測するための指標を構築する。さらに、Yata and Aoshima (2010,JMA)で提案したクロスデータ行列法と組み合わせることで、高精度なクラスター分析手法を構築し、異常値検出やゲノムデータの分類に応用する。

  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Reconstruction of a high-dimensional low-rank matrix2016

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

      Electronic Journal of Statistics

      Volume: 10 Pages: 895-917

    • DOI

      10.1214/16-EJS1128

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Asymptotic properties of the first principal component and equality tests of covariance matrices in high-dimension, low-sample-size context2016

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

      Journal of Statistical Planning and Inference

      Volume: 170 Pages: 186-199

    • DOI

      10.1016/j.jspi.2015.10.007

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Geometric classifier for multiclass, high-dimensional data2015

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

      Sequential Analysis

      Volume: 34 Pages: 279-294

    • DOI

      10.1080/07474946.2015.1063256

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 拡張クロスデータ行列法と共分散行列関数の不偏推定2015

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

      数理解析研究所講究録

      Volume: 1954 Pages: 51-60

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reconstruction of a signal matrix for high-dimension, low-sample-size data2015

    • Author(s)
      Wataru Murayama, Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 1954 Pages: 23-31

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Estimation of a signal matrix for high-dimensional data2016

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      日本数学会年度会
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2016-03-19
  • [Presentation] Reconstruction of a signal matrix for high-dimensional data and its applications2016

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所研究集会「Statistical Inference on Divergence Measures and Its Related Topics」
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-03-07
  • [Presentation] 高次元小標本における変数選択について2016

    • 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「Statistical Inference on Divergence Measures and Its Related Topics」
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-03-07
  • [Presentation] Inference on high-dimensional covariance structures with fewer observations than the dimension2016

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      Waseda International Symposium“High Dimensional Statistical Analysis for Time Spatial Processes & Quantile Analysis for Time Series”
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-03-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-dimensional two-sample tests in general settings2015

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      科研費シンポジウム「大規模複雑データの理論と方法論:最前線の動向」
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-11-16
  • [Presentation] Two-sample tests of high-dimensional means under the strongly spiked eigenvalue model2015

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      Waseda International Symposium“High Dimensional Statistical Analysis for Spatio-Temporal Processes & Quantile Analysis for Time Series”
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-11-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高次元二標本問題における最適性について2015

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      日本数学会秋季総合分科会
    • Place of Presentation
      京都産業大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] 高次元小標本における第1主成分の漸近的性質と平均ベクトルの検定2015

    • Author(s)
      石井 晶,矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-09-08
  • [Presentation] High-dimensional inference on covariance structures via the extended cross-data-matrix methodology2015

    • Author(s)
      矢田和善,青嶋 誠
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-09-07
  • [Presentation] PCA consistency for high-dimensional multiclass mixture models and its applications2015

    • Author(s)
      Kazuyoshi Yata, Makoto Aoshima
    • Organizer
      ISNPS Meeting“Biosciences, Medicine, and novel Non-Parametric Methods”
    • Place of Presentation
      Graz (Austria)
    • Year and Date
      2015-07-13
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高次元データにおける分類問題について2015

    • Author(s)
      矢田和善
    • Organizer
      早稲田大学理工学研究所プロジェクト研究「金融数理および年金数理研究」セミナー
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-05-27
  • [Remarks] 筑波大学研究者情報システム(TRIOS)

    • URL

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

  • [Remarks] 青嶋研究室ホームページ

    • URL

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

URL: 

Published: 2017-01-06  

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