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多対多対応を持つデータの分析手法に関する理論研究

Research Project

Project/Area Number 17J03623
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Statistical science
Research InstitutionKyoto University
Research Fellow 奥野 彰文  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsグラフ埋め込み / ニューラルネットワーク / 表現定理 / 異種データ
Outline of Annual Research Achievements

グラフ埋め込みでは主にベクトル値ニューラルネット(Neural Network, NN)の内積(Inner Product Similarity, IPS)が利用されている.本研究ではまず,特徴量の次元が十分に高ければIPSだけで非常に広いクラスの類似度を表現できることを証明した.NN自体の表現定理はよく知られているが,NNにより得られた特徴量ベクトルの内積が高い表現力を持つことはこれまで理論的に示されておらず,近年急速に発展している,NNを基にしたグラフ埋め込み一般の研究にも応用できる.さらに,IPSを拡張したShifted IPS (SIPS)を提案し,SIPSはIPSより高い表現力を持つことを示した.本成果をまとめた論文はICML Theoretical Foundation and Application of Deep Generative Models (TADGM)ワークショップに採択され,さらに近似誤差などを理論的に評価した論文が機械学習分野でのトップ国際会議の一つであるAISTATS2019に採択されている.SIPSを更に拡張したWeighted Inner Product Similarity (WIPS)についてまとめた論文を現在国際会議に投稿中である.

グラフ埋め込みでは,グラフの各ノードに関連付けられたデータベクトルと,ノード間のリンクの重みを利用して各ノードの特徴ベクトルを計算する.その際,計算される特徴ベクトルはリンクの重みに含まれるノイズに影響を受けやすい.そこで,統計学分野で度々用いられている,ロバストなβ-divergenceを利用することで,ノイズにロバストなグラフ埋め込みを提案し,そのロバスト性を理論的に示した.本成果は機械学習のトップ国際会議の一つであるAISTATS 2019に採択されている.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report

Research Products

(14 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Presentation] Graph Embedding with Shifted Inner Product Similarity and Its Improved Approximation Capability2019

    • Author(s)
      Akifumi Okuno
    • Organizer
      Workshop on Functional Inference and Machine Intelligence
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Graph Embedding with Shifted Inner Product Similarity and Its Improved Approximation Capability2019

    • Author(s)
      Akifumi Okuno, Geewook Kim, and Hidetoshi Shimodaira
    • Organizer
      International Conference on Artificial Intelligence and Statistics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Robust Graph Embedding with Noisy Link Weights2019

    • Author(s)
      Akifumi Okuno and Hidetoshi Shimodaira
    • Organizer
      International Conference on Artificial Intelligence and Statistics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 疑ユークリッド空間への単語埋め込み2019

    • Author(s)
      Kim Geewook,奥野彰文,下平英寿
    • Organizer
      言語処理学会25回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A probabilistic framework for multi-view feature learning with many-to-many associations via neural networks2018

    • Author(s)
      Akifumi Okuno, Tetsuya Hada, and Hidetoshi Shimodaira
    • Organizer
      International Conference on Machine Learning
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ニューラルネットワークを用いた異種データのグラフ埋め込み2018

    • Author(s)
      奥野彰文,下平英寿
    • Organizer
      2018年度統計関連学会連合大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフ埋め込みの次数補正とその応用2018

    • Author(s)
      田中琢磨,奥野彰文,下平英寿
    • Organizer
      情報論的学習理論と機械学習ワークショップ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ニューラルネットワークを用いたグラフ埋め込みの表現定理とその拡張2018

    • Author(s)
      奥野彰文,Kim Geewook,下平英寿
    • Organizer
      情報論的学習理論と機械学習ワークショップ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ロバストなグラフ埋め込み2018

    • Author(s)
      奥野彰文,下平英寿
    • Organizer
      情報論的学習理論と機械学習ワークショップ
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフ埋め込みの確率モデルとその性質2018

    • Author(s)
      奥野彰文
    • Organizer
      RIMS研究集会「高次元量子雑音の統計モデリング」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] On representation power of neural network-based graph embedding and beyond2018

    • Author(s)
      Akifumi Okuno and Hidetoshi Shimodaira
    • Organizer
      ICML2018 workshop on TADGM
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cross-view link prediction with attribute vectors and its information criterion2017

    • Author(s)
      奥野彰文, 下平英寿
    • Organizer
      統計関連学会連合大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 属性ベクトルとニューラルネットワークを用いた異種データ間のリンク構造の最尤推定2017

    • Author(s)
      奥野彰文, 羽田哲也, 下平英寿
    • Organizer
      情報論的学習理論と機会学習ワークショップ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Statistical consistency of multi-view correlation analysis with many-to-many associations2017

    • Author(s)
      Akifumi Okuno, Hidetoshi Shimodaira
    • Organizer
      Joint Statistical Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2019-12-27  

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