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2017 Fiscal Year Annual Research Report

構造的疎性モデリングのためのメタ学習アルゴリズム体系の構築

Publicly Offered Research

Project AreaInitiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling
Project/Area Number 16H01548
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

河原 吉伸  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00514796)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords機械学習 / スパースモデリング / 劣モジュラ関数 / 動的モード分解
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,データ中の構造的情報を自動的に抽出し構造的疎性モデリングへ利用するメタレベルの学習のための一連の理論/アルゴリズム体系の構築を目的とするものである.特に,劣モジュラ関数から得られる確率分布を用いて,多様な構造的疎性に対して統一的なアプローチや(最適化)計算への帰着が可能な体系の獲得を目指すものである.そして最終的には,得られた枠組みを実用的な場面へと適用することでその有用性の検証を進めるまでを目的とする.
本年度は,劣モジュラ関数から得られる確率分布を事前分布とするベイズ推論の枠組みについて一般化を行った.先年度は,劣モジュラ関数のロヴァース拡張を正則化項とする線形回帰においては,このようなベイズ推論が,一定の仮定の下で効率的に計算可能な最適化問題へと帰着されることについて示した.本年度はこれを一般化し指数型分布族で表される条件付き分布を用いた場合について枠組みを構築するとともに,その有用性について検証を進めた.
一方,当新学術領域で盛んに議論される,多変量の時系列データの解析手法である動的モード分解についてもいくつかの数理的拡張について検討を行った.例えば,ベイズ的拡張やロバストな推定法などの開発を行いその有用性について検証を行った.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Bayesian Dynamic Mode Decomposition2017

    • Author(s)
      N. Takeishi, Y. Kawahara, Y. Tabei, and T. Yairi
    • Journal Title

      Proc. of the 26th Int'l Joint Conf. on Artificial Intelligence (IJCAI'17)

      Volume: -- Pages: 2814-2821

    • DOI

      10.24963/ijcai.2017/392

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sparse Nonnegative Dynamic Mode Decomposition2017

    • Author(s)
      N. Takeishi, Y. Kawahara, and T. Yairi
    • Journal Title

      Proc. of the 2017 IEEE Int'l Conf. on Image Processing (ICIP'17)

      Volume: -- Pages: 2682-2686

    • DOI

      10.1109/ICIP.2017.8296769

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structurally regularized non-negative tensor factorization for spatio-temporal pattern discoveries2017

    • Author(s)
      K. Takeuchi, Y. Kawahara, and T. Iwata
    • Journal Title

      Proc. of the 2017 European Conf. on Machine Learning and Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases (ECML-PKDD'17)

      Volume: -- Pages: 582-598

    • DOI

      10.1007/978-3-319-71249-9_35

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Koopman Spectral Kernels for Comparing Complex Dynamics: Application to Multiagent Sport Plays2017

    • Author(s)
      K. Fujii, Y. Inaba, and Y. Kawahara
    • Journal Title

      Proc. of the 2017 European Conf. on Machine Learning and Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases (ECML-PKDD'17)

      Volume: -- Pages: 127-139

    • DOI

      10.1007/978-3-319-71273-4_11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Subspace dynamic mode decomposition for stochastic Koopman analysis2017

    • Author(s)
      N. Takeishi, Y. Kawahara, and T. Yairi
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 96 Pages: 03310

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.96.033310

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Learning Koopman invariant subspaces for dynamic mode decomposition2017

    • Author(s)
      N. Takeishi, Y. Kawahara, and T. Yairi
    • Journal Title

      Advances in Neural Information Processing Systems 30

      Volume: -- Pages: 1130-1140

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Nonparametric Bayesian learning of Koopman spectrums in nonlinear dynamical systems2017

    • Author(s)
      Y. Kawahara
    • Organizer
      The 2017 Int'l Symp. on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA'17)
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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