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ランダムサンプリングに基づくオンライン意思決定

研究課題

研究課題/領域番号 15H02667
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎理論
研究機関九州大学

研究代表者

瀧本 英二  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (50236395)

研究分担者 畑埜 晃平  九州大学, 基幹教育院, 准教授 (60404026)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2015年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード計算学習理論 / オンライン予測 / オンラインアルゴリズム / 組合せ最適化 / ブースティング / 時系列データ / ZDD / 競合比解析 / メトリカルタスクシステム問題
研究成果の概要

ランダムサンプリングを活用した様々なオンライン意思決定問題と,派生した様々な学習問題や組合せ最適化問題に対し,高精度・高効率なアルゴリズムの提案を行った.特に,(1) 組合せ集合を決定空間とするメトリカルシステムタスク問題が,決定空間上のランダムサンプリング問題に帰着できることを示し,グラフの道集合など種々の組合せ決定空間に対する高効率・高精度なアルゴリズムを初めて与えることに成功した.(2) 大規模機械学習に対する新しいアプローチとして,訓練データをZDDとして圧縮表現し,その受理経路集合上のオンライン予測手法を用いることにより,ZDD上でブースティングを模倣する効率の良い手法を与えた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

メトリカルタスクシステム(MTS)問題は,組合せ集合を決定空間とする場合,効率の良いアルゴリズムの統一的で有用な設計法は知られていなかった.本研究は,この問題に対し,ランダムサンプリングの設計問題に落とし込むという,世界初の統一的・現実的な設計指針を与えたといえる.また,大規模機械学習の問題に対し,従来は,確率的勾配降下法などのランダムサンプリングに基づくアプローチが主流であったが,本研究では,圧縮データ上の機械学習という新しいアプローチを提案している.計算時間とメモリ効率の向上を同時に達成する画期的な手法であるだけでなく,圧縮データ上の最適化という新たな研究の方向性を示唆している.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Technion(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] CWI(オランダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California, Santa Cruz/University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Queensland University of Technology(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] 天津科技大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Online Combinatorial Optimization with Multiple Projections and Its Application to Scheduling Problem2018

    • 著者名/発表者名
      FUJITA Takahiro, HATANO Kohei, KIJIMA Shuji, TAKIMOTO Eiji
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 9 ページ: 1334-1343

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1334

    • NAID

      130007479529

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tighter Generalization Bounds for Matrix Completion Via Factorization Into Constrained Matrices2018

    • 著者名/発表者名
      MORIDOMI Ken-ichiro, HATANO Kohei, TAKIMOTO Eiji
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 8 ページ: 1997-2004

    • DOI

      10.1587/transinf.2017EDP7339

    • NAID

      130007429268

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-08-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Online Linear Optimization with the Log-Determinant Regularizer2018

    • 著者名/発表者名
      MORIDOMI Ken-ichiro, HATANO Kohei, TAKIMOTO Eiji
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 6 ページ: 1511-1520

    • DOI

      10.1587/transinf.2017EDP7317

    • NAID

      130007382405

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-06-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decision Diagrams for Solving a Job Scheduling Problem Under Precedence Constraints2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Matsumoto, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      SEA 2018

      巻: -

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.SEA.2018.5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Boosting over non-deterministic ZDDs2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fujita, Kohei Hatano and Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th International Conference of International Workshop on Algorithms and Computation(WALCOM 2018)

      巻: LNCS 10755 ページ: 195-206

    • DOI

      10.1007/978-3-319-75172-6_17

    • NAID

      120006654944

    • ISBN
      9783319751719, 9783319751726
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient Reformulation of 1-Norm Ranking SVM2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Suehiro, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101-D (3) ページ: 719-729

    • NAID

      130006414035

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bandit Online Optimization Over the Permutahedron2016

    • 著者名/発表者名
      Nir Ailon, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 650 ページ: 92-108

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2016.07.033

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Combinatorial Metrical Task System Problem Under the Uniform Metric2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Nakazono, Ken-ichiro Moridomi, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      Proc. 27th International Conference on Algorithmic Learning Theory (ALT 2016), Lecture Notes in Artificial Intelligence

      巻: 9925 ページ: 1577-1586

    • DOI

      10.1007/978-3-319-46379-7_19

    • NAID

      120006654945

    • ISBN
      9783319463780, 9783319463797
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Online Policy Gradient Algorithm for Continuous State and Action Markov Decision Processes2015

    • 著者名/発表者名
      Yao Ma, Tingting Zhao, Kohei Hatano, Masashi Sugiyama
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 28 号: 3 ページ: 563-593

    • DOI

      10.1162/neco_a_00808

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Online Linear Optimization for Job Scheduling under Precedence Constraints2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fujita, Kohei Hatano, Shuji Kijima, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      Proc. 26th International Conference on Algorithmic Learning Theory (ALT 2015), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 9355 ページ: 332-346

    • DOI

      10.1007/978-3-319-24486-0_22

    • NAID

      120006654679

    • ISBN
      9783319244853, 9783319244860
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Minimax Fixed-Design Linear Regression2015

    • 著者名/発表者名
      Peter Bartlett, Wouter Koolen, Alan Malek, Eiji Takimoto, Manfred Warmuth
    • 雑誌名

      Proceedings of The 28th Conference on Learning Theory (COLT 2015), JMLR: Workshop and Conference Proceedings

      巻: 40 ページ: 226-239

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Online Density Estimation of Bradley-Terry Models2015

    • 著者名/発表者名
      Issei Matsumoto, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of The 28th Conference on Learning Theory (COLT 2015), JMLR: Workshop and Conference Proceedings

      巻: 40 ページ: 1343-1359

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MDDの拡張による線形順序拡大集合の省領域表現とスケジューリング問題への応用2018

    • 著者名/発表者名
      三宅 郁人,瀧本 英二,畑埜 晃平
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MDDの拡張による線形順序拡大集合の省領域表現とスケジューリング問題への応用2018

    • 著者名/発表者名
      三宅 郁人,瀧本 英二,畑埜 晃平
    • 学会等名
      アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Frank-Wolfe型ブースティングの高速化2018

    • 著者名/発表者名
      三星 諒太朗,畑埜 晃平,瀧本 英二
    • 学会等名
      第21回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Improved Mistake Bounds for Binary Matrix Completion2018

    • 著者名/発表者名
      Liu Yaxiong, Ken-ichiro Moridmomi, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 学会等名
      第21回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Shapelet-based Multiple-Instance Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Suehiro, Kohei Hatano, Eiji Takimoto, Shuji Yamamoto, Kenichi Bannai, Akiko Takeda
    • 学会等名
      情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Frank-Wolfe型ブースティング2018

    • 著者名/発表者名
      三星諒太朗,畑埜晃平,瀧本英二
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Combinatorial bandit prediction with relaxation-based approximation algorithms2018

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Nagaura, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 学会等名
      アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 正規化マージンを用いたしきい値回路の性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      坂口慶介, 内澤啓,瀧本英二
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会COMP-ELC学生シンポジウム
    • 発表場所
      名城大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ノルム制約付き行列分解に基づいた行列補完問題に対する汎化誤差の導出2017

    • 著者名/発表者名
      森富賢一郎, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      電子情報通信学会IBISML研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] FPLを用いた組合せ集合に対するオンライン予測2017

    • 著者名/発表者名
      森富賢一郎, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2017-02-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] LogDet正則化を用いた二値行列補完2017

    • 著者名/発表者名
      森富賢一郎,畑埜晃平,瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 段階的平滑化と確率的MM法を用いた非凸最適化2017

    • 著者名/発表者名
      三宅郁人,畑埜晃平,瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] BDD/ZDD上のブースティング2017

    • 著者名/発表者名
      藤田隆寛,畑埜晃平,瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Boosting over ZDDs2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fujita, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 学会等名
      The 20th Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Online decision making over combinatorial sets2017

    • 著者名/発表者名
      Eiji Takimoto
    • 学会等名
      The 20th Korea-Japan Joint Workshop on Algorithms and Computation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Learning theory and algorithms for shapelets and other local features2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Suehiro, Kohei Hatano, Eiji Takimoto, Shuji Yamamoto, Kenichi Bannai, Akiko Takeda
    • 学会等名
      第20回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] LogDet正則化を用いた二値行列補完2017

    • 著者名/発表者名
      森富賢一郎,畑埜晃平,瀧本英二
    • 学会等名
      第20回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Learning theory and algorithms for shapelets and other local features2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Suehiro, Kohei Hatano, Eiji Takimoto, Shuji Yamamoto, Kenichi Bannai, Akiko Takeda
    • 学会等名
      情報論的学習理論と機械学習研究会(IBISML)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Learning theory and algorithms for shapelets and other local features2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Suehiro, Kohei Hatano, Eiji Takimoto, Shuji Yamamoto, Kenichi Bannai, Akiko Takeda
    • 学会等名
      NIPS 2017 Time Series Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal mistake bounds for binary matrix completion via the log-determinant regularization2017

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichiro Moridomi, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 学会等名
      情報系Winter Festa Episode 3
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Time Series Classification Based on Random Shapelets2016

    • 著者名/発表者名
      Daiki Suehiro, Kengo Kuwahara, Kohei Hatano, Eiji Takimoto
    • 学会等名
      Time Series Workshop in NIPS 2016
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 組合せ集合上のメトリカルタスクシステム問題2016

    • 著者名/発表者名
      中薗拓巳, 森富賢一郎, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      かんぽの宿大和平群(奈良県・平群町)
    • 年月日
      2016-07-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 正規化マージンを用いたしきい値回路の評価2016

    • 著者名/発表者名
      坂口慶介, 内澤啓, 瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      かんぽの宿大和平群(奈良県・平群町)
    • 年月日
      2016-07-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 制約付きスケジューリング問題に対するπ-DDを用いた解法2016

    • 著者名/発表者名
      松本晃輔, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      かんぽの宿大和平群(奈良県・平群町)
    • 年月日
      2016-07-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 射影と分解に基づく敵対的バンディット予測2016

    • 著者名/発表者名
      永浦良平, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      かんぽの宿大和平群(奈良県・平群町)
    • 年月日
      2016-07-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] k 集合に対する敵対的バンディット問題2016

    • 著者名/発表者名
      永浦良平, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      電子情報通信学会IBISML研究会
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県・恩納村)
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 相対評価に基づく協調ランキング問題2016

    • 著者名/発表者名
      森富賢一郎, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      電子情報通信学会IBISML 研究会
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京都・立川市)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 累積的でない損失関数に対するオンライン予測2016

    • 著者名/発表者名
      森和香菜, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      冬のLAシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-01-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 相対評価に基づく協調ランキング問題2015

    • 著者名/発表者名
      森富賢一郎, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      第18回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2015)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 特徴と標本の同時セーフスクリーニン グ2015

    • 著者名/発表者名
      柴垣篤志, 小川晃平, 畑埜晃平, 竹内一郎
    • 学会等名
      第18回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2015)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] しきい値回路による特徴写像2015

    • 著者名/発表者名
      坂口慶介, 内澤啓, 瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      ゆのくに天祥(石川県・加賀市)
    • 年月日
      2015-07-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マハラノビス距離のオンライン予測2015

    • 著者名/発表者名
      森富賢一郎, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      ゆのくに天祥(石川県・加賀市)
    • 年月日
      2015-07-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 離散最適化問題に対するZDD構築2015

    • 著者名/発表者名
      松本晃輔, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      夏のLAシンポジウム
    • 発表場所
      ゆのくに天祥(石川県・加賀市)
    • 年月日
      2015-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Bradley-Terry モデルのオンライン密度推定2015

    • 著者名/発表者名
      松本一成, 畑埜晃平, 瀧本英二
    • 学会等名
      電子情報通信学会IBISML 研究会
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県・恩納村)
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] オンライン予測(機械学習プロフェッショナルシリーズ)2016

    • 著者名/発表者名
      畑埜晃平, 瀧本英二
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      講談社サイエンティフィク
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-02-02  

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