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Optimization Theories, Algorithms, and Interfeces for General Tensor Decompositions

Research Project

Project/Area Number 23K28109
Project/Area Number (Other) 23H03419 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

横田 達也  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80733964)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ZHAO QIBIN  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, チームリーダー (30599618)
本谷 秀堅  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60282688)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywordsテンソル分解 / 最適化 / インターフェース / テンソル回帰
Outline of Research at the Start

本研究ではテンソル分解技術の統合および横的展開を加速させるための理論的枠組み整理,汎用アルゴリズム,およびインターフェースの開発に取り組む。これは観測モデル,ノイズモデル,分解モデル,制約条件など問題設定の多様化が進むテンソル分解技術を体系的に整理し,それらを包含かつ補完する統一的な枠組みの構築を目指すものである。また,テンソルダイアグラムなどのグラフィカルな表現を用いてテンソル分解の多様な問題設定を直感的にデザイン可能なインターフェースを開発し,テンソル分解技術の教育支援や横的応用展開への貢献を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではテンソル分解技術の統合および横的展開を加速させるための理論的枠組み整理,汎用アルゴリズム,およびインターフェースの開発に取り組む。これは観測モデル,ノイズモデル,分解モデル,制約条件など問題設定の多様化が進むテンソル分解技術を体系的に整理し,それらを包含かつ補完する統一的な枠組みの構築を目指すものである。また,テンソルダイアグラムなどのグラフィカルな表現を用いてテンソル分解の多様な問題設定を直感的にデザイン可能なインターフェースを開発し,テンソル分解技術の教育支援や横的応用展開への貢献を目指す。
汎用アルゴリズムについては,線形劣化型観測モデルと様々なノイズモデル(ガウス分布,ラプラス分布,ポアソン分布)に対応して任意のテンソル分解モデルをプラグアンドプレイ方式で適用可能な線形逆問題のための最適化アルゴリズムの枠組みを構築した。また,クラス分類器の学習などのへ適用可能性を広げるためPolya-Gamma拡張を用いたテンソルネットワークロジスティック回帰の学習ための最適化アルゴリズムの開発を行った。また,任意のテンソルネットワーク分解を求めるためのグラフ表現に基づく最適化アルゴリズムの開発を行った。
インターフェース開発では,階層的テンソル分解の構造を自由にデザインすることができるソフトウェアの開発および階層的テンソル分解の近似解を求めるための階層的アルゴリズムの開発を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

いくつかの小課題について調査,理論構築,アルゴリズム開発,実験など一通りの研究成果が得られた.また,国内シンポジウムでの発表も行った.

Strategy for Future Research Activity

得られた研究成果をまとめて発表する。汎用アルゴリズムについてはさらに応用範囲を拡大できるようなより一般的な枠組みの構築を目指す。インターフェースに関してはデザインの改良や構築が済んだ構成要素の統合などを行う。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] CONICET(アルゼンチン)

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    • Author(s)
      Tao Zerui、Tanaka Toshihisa、Zhao Qibin
    • Journal Title

      Neural Networks

      Volume: 169 Pages: 431-441

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2023.10.031

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      IEEE Access

      Volume: 11 Pages: 67526-67539

    • DOI

      10.1109/access.2023.3291744

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      Chao Li, Junhua Zeng, Chunmei Li, Cesar F Caiafa, Qibin Zhao
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      Volume: PMLR 202 Pages: 20384-20411

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    • Author(s)
      Qiu Hejia、Li Chao、Weng Ying、Sun Zhun、Zhao Qibin
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems

      Volume: - Issue: 2 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1109/tnnls.2023.3338696

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      Tao Zerui、Tanaka Toshihisa、Zhao Qibin
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 14447 Pages: 490-503

    • DOI

      10.1007/978-981-99-8079-6_38

    • ISBN
      9789819980789, 9789819980796
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      Zerui Tao, Toshihisa Tanaka, Qibin Zhao
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      Volume: 36 Pages: 1-1

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      Volume: 36 Pages: 1-1

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      Zerui Tao, Toshihisa Tanaka, Qibin Zhao
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      Zerui Tao, Toshihisa Tanaka, Qibin Zhao
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      Andong Wang, Chao Li, Mingyuan Bai, Zhong Jin, Guoxu Zhou, Qibin Zhao
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    • URL

      https://researcher.nitech.ac.jp/html/100000541_ja.html

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  • [Remarks] 自主運営のwebページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/yokotatsuya/

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Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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