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2015 Fiscal Year Annual Research Report

行列分解・非線形行列分解の統計力学とオートエンコーダの理論解析

Research Project

Project/Area Number 26880028
Research InstitutionThe Institute of Statistical Mathematics

Principal Investigator

坂田 綾香  統計数理研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (80733071)

Project Period (FY) 2014-08-29 – 2016-03-31
Keywordsスパース性 / 制限等長定数 / 圧縮センシング / レプリカ法
Outline of Annual Research Achievements

本年度は昨年度に引き続き、レプリカ法による制限等長定数の評価に関する研究を行った。
制限等長定数とは、圧縮センシングにおけるL0, L1再構成の十分条件を与えるものである。昨年度は、レプリカ対称性と呼ばれる仮定の下で解析を行い、既存の研究よりも精度のよいバウンドを与えた。ここまでの研究結果をまとめた論文は、本年度開催された国際会議「IEEE International Symposium on Information Theory」に採択され、香港にて発表を行った。
本年度はこの研究を発展させ、レプリカ対称性の破れ(RSB)を考慮した解析を行った。一般的に、RSBを考慮することで、バウンド評価がより精密になると考えられる。制限等長定数を評価するためには、ランダム行列から生成した小行列の最小・最大固有値を評価することが必要である。RSBには、主に「1 step RSB」と「Full step RSB」と呼ばれるものが存在するが、ガウス型ランダム行列については、最小固有値評価においては1 step RSBが、最大固有値評価においてはFull step RSBが起こることが明らかとなった。1 step RSB、Full step RSBは異なる物理的描像に基づく相転移であり、本研究は最小・最大固有値の評価がそれぞれ異なる相転移描像を持つことを指摘し、その違いを考慮したうえで制限等長定数を評価することが重要であることを示した。以上の研究成果は、論文として執筆中である。
また圧縮センシングのように、スパース性を利用した統計的モデリングにおいて重要な問題の一つである、情報量規準の研究を開始した。これは今後の研究として展開していく予定である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Phase transitions and sample complexity in Bayes-optimal matrix factorization2016

    • Author(s)
      Yoshiyuki Kabashima, Florent Krzakala, Marc Mézard, Ayaka Sakata and Lenka Zdeborová
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Information Theory

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Replica Symmetric Bound for Restricted Isometry Constant2015

    • Author(s)
      Ayaka Sakata and Yoshiyuki Kabashima
    • Journal Title

      IEEE International Symposium on Information Theory Proceedings

      Volume: 2016 Pages: 2006-2010

    • DOI

      10.1109/ISIT.2015.7282807

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Estimation of generalized degrees of freedom for sparse regularization2016

    • Author(s)
      Ayaka Sakata
    • Organizer
      Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications (SPDSA 2016)
    • Place of Presentation
      Hotel Sakan (Sendai, Japan)
    • Year and Date
      2016-01-28 – 2016-01-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 一般化自由度評価とSCAD正則化のレプリカ解析2016

    • Author(s)
      坂田綾香
    • Organizer
      スパース推定と情報量規準
    • Place of Presentation
      統計数理研究所(東京都)
    • Year and Date
      2016-01-07 – 2016-01-07
  • [Presentation] レプリカ法による制限等長定数の評価2015

    • Author(s)
      坂田綾香,樺島祥介
    • Organizer
      第38回情報理論とその応用シンポジウム (SITA 2015)
    • Place of Presentation
      下電ホテル(岡山県倉敷市)
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-25
  • [Presentation] スパース表現を探す-辞書学習におけるサンプル複雑度とアルゴリズム-2015

    • Author(s)
      坂田綾香,樺島祥介
    • Organizer
      第38回情報理論とその応用シンポジウム (SITA 2015)
    • Place of Presentation
      下電ホテル(岡山県倉敷市)
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-25
    • Invited
  • [Presentation] 制限等長定数評価におけるRSB転移2015

    • Author(s)
      坂田綾香,樺島祥介
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府)
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2015-09-19
  • [Presentation] Replica Symmetric Bound for Restricted Isometry Constant2015

    • Author(s)
      Ayaka Sakata
    • Organizer
      Machine Learning Summer School
    • Place of Presentation
      Kyoto University (Kyoto, Japan)
    • Year and Date
      2015-08-27 – 2015-08-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Replica Symmetric Bound for Restricted Isometry Constant2015

    • Author(s)
      Ayaka Sakata and Yoshiyuki Kabashima
    • Organizer
      IEEE International Symposium on Information Theory
    • Place of Presentation
      Hong Kong Convention and Exhibition Centre (Hong Kong, China)
    • Year and Date
      2015-06-18 – 2015-06-18
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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