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ベイズ統計と集団学習の統計的解析

研究課題

研究課題/領域番号 14084210
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関早稲田大学

研究代表者

村田 昇  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60242038)

研究分担者 池田 和司  京都大学, 情報学研究科, 助教授 (10262552)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード統計的学習 / 集団学習 / ベイズ統計 / 学習アルゴリズム / 情報幾何学 / boosting / Bregman divergence / 情報幾何
研究概要

ブースティングの統計的な性質を考察するために,ブレグマン情報量に基づいて自然に導入される一般的な学習モデルの空間構造を,情報幾何学の枠組みにおいて考察した.雑音やはずれ値に対する頑健性,学習データとモデルの大きさに依存する漸近有効性,ブレグマン情報量を誘導する凸関数のベイズ最適性と一致性など,新たな観点からブースティングの統計的な性質を議論し明らかにした.また,上記の考察に基づき,より一般的なU-Boostアルゴリズムを提案した.
さらに提案した手法を密度推定に拡張することによって,回帰問題に対するアルゴリズムの提案も行っている.これは再生核ヒルベルト空間を利用したガウス過程を回帰曲線とするq正規過程モデルに対してブレグマン情報量基づく損失関数を最小化する推定方程式を構成するものである.
また,解析する中で,集団学習がSupport Vector Machine(SVM)などと密接に関係することが明らかとなってきたため,SVMの汎化誤差に関する統計的考察を代数的・幾何学的な観点から進めた.
また,応用に向けては以下の2つの課題に取り組んだ.
まず,ベイジアンネットワークで必要とされる巨大な確率分布表の推定において,オーバーフィットの問題を回避するために集団学習の原理を応用し,複数の単純な表を混合することによってパラメタ数を削減しつつ汎化能力を損わない確率モデルを構成した.モデルの推定には情報幾何的な観点からEMアルゴリズムの拡張を提案した.
もう一つは,強化学習などのオンライン性が必要とされる学習方法と組み合わせて利用するためにブースティングのオンライン化に取り組んだ.理論解析の結果にもとづき,逐次的に得られるデータから最適化すべき評価関数を構成していく基礎的な方法を考察し,従来のブースティングとの比較・検討を行った.

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (11件) 図書 (3件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] A Gaussian Process Robust Regression2005

    • 著者名/発表者名
      N.Murata, Y.Kuroda
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics Supplement 157

      ページ: 280-283

    • NAID

      110001276024

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geometrical Properties of Nu Support Vector Machines with Different Norms2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ikeda, N.Murata
    • 雑誌名

      Neural Computation 17(11)

      ページ: 2508-2529

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Gaussian Process Robust Regression.2005

    • 著者名/発表者名
      Noboru Murata, Yusuke Kuroda.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics Supplement 157

      ページ: 280-283

    • NAID

      110001276024

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geometrical Properties of Nu Support Vector Machines with Different Norms.2005

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Ikeda, Noboru Murata.
    • 雑誌名

      Neural Computation 17(11)

      ページ: 2508-2529

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geometrical Properties of Nu Support Vector Machines with Different Norms2005

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Ikeda, Noboru Murata
    • 雑誌名

      Neural Computation 17(11)

      ページ: 2508-2529

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Gaussian Process Robust Regression2005

    • 著者名/発表者名
      Noboru Murata, Yusuke Kuroda
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics Supplement 157

      ページ: 280-283

    • NAID

      110001276024

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Improving Generalization Performance of Natural Gradient Learning Using Optimized Regularization by NIC2004

    • 著者名/発表者名
      H.Park, N.Murata, S.Amari
    • 雑誌名

      Neural Computation 16(2)

      ページ: 355-382

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Information Geometry of U-Boost and Bregman Divergence2004

    • 著者名/発表者名
      N.Murata, T.Takenouchi, T.Kanamori, S.Eguchi
    • 雑誌名

      Neural Computation 16(7)

      ページ: 1437-1481

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improving Generalization Performance of Natural Gradient Learning Using Optimized Regularization by NIC.2004

    • 著者名/発表者名
      Hyeyoung Park, Noboru Murata, Shun-ichi Amari.
    • 雑誌名

      Neural Computation 16(2)

      ページ: 355-382

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Information Geometry of U-Boost and Bregman Divergence.2004

    • 著者名/発表者名
      Noboru Murata, Takashi Takenouchi, Takaufumi Kanamori, Shinto Eguchi.
    • 雑誌名

      Neural Computation 16(7)

      ページ: 1437-1481

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Information Geometry of U-Boost and Bregman Divergence2004

    • 著者名/発表者名
      Noboru Murata, Takashi Takenouchi, Takaufumi Kanamori, Shinto Eguchi
    • 雑誌名

      Neural Computation 16

      ページ: 1437-1481

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 情報理論の基礎-情報と学習の直感的理解のために2005

    • 著者名/発表者名
      村田 昇
    • 総ページ数
      140
    • 出版者
      サイエンス社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 情報理論の基礎-情報と学習の直観的理解のために2005

    • 著者名/発表者名
      村田昇
    • 総ページ数
      140
    • 出版者
      サイエンス社
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] パターン認識と学習の統計学-新しい概念と手法2003

    • 著者名/発表者名
      麻生英樹, 津田宏治, 村田昇
    • 総ページ数
      225
    • 出版者
      岩波書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hyeyoung Park, Noboru Murata, Shun-ichi Amari: "Improving Generalization Performance of Natural Gradient Learning Using Optimized Regularization by NIC"Neural Computation. 16. 355-382 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生英樹, 津田宏治, 村田昇: "パターン認識と学習の統計学 新しい概念と手法"岩波書店. 225 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 村田 昇: "Boostingの幾何学的考察"電子情報通信学会技術研究報告. 102・379. 37-42 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 麻生, 津田, 村田: "シリーズ 統計科学のフロンティア 第6巻 パターン認識と学習の統計学"岩波書店. 223 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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