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深層学習の実践的モデル設計理論の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15K00330
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関山形大学

研究代表者

安田 宗樹  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (20532774)

連携研究者 片岡 駿  小樽商科大学, 商学部, 准教授 (50737278)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード深層学習 / 統計的機械学習 / 確率的情報処理 / 情報統計力学 / 理論解析 / アルゴリズム開発 / 深層ボルツマンマシン / 制限ボルツマンマシン / 情報理論
研究成果の概要

確率的情報処理と情報統計力学理論を用いて深層学習モデルに対する数学的・情報理論的背景の定式化と,具体的な高効率計算アルゴリズムの開発を目指す.当該研究期間内で得た主な成果は以下のようなものである.(1)深層ボルツマンマシンにおける事前学習の数理的背景を明らかにした.(2)制限ボルツマンマシンに対する新しい一般的な数学定理を得た.この定理は,確率推論において平均場近似を利用する場合,モデル全体に統計操作をするよりも一部の変数(層)を周辺化操作で消去してから操作した方がより良い結果を得られるということを保証する.(3)深層システムに対する高速なノイズ耐性検査アルゴリズムを開発した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 11件、 招待講演 13件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Linear-Time Algorithm in Bayesian Image Denoising based on Gaussian Markov Random Field2018

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda, Jyunpei Watanabe, Shun Kataoka, and Kazuyuki Tanaka
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007382462

    • 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] Solving Non-parametric Inverse Problem in Continuous Markov Random Field using Loopy Belief Propagation2017

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda and Shun Kataoka
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 8 ページ: 084806-084806

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.084806

    • NAID

      40021286383

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation System of Blood Pressure Variation with Photo-Plethysmograph Signals using Neural Network2017

    • 著者名/発表者名
      Seung-Il Cho, Takumi Negishi, Muneki Yasuda and Michio Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 30th International Conference on Computer Applications in Industry and Engineering (CAINE2017)

      巻: なし ページ: 155-160

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fast test method for noise robustness of deep neural networks2017

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda, Hironori Sakata, Seung-Il Cho, Tomochika Harada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)

      巻: なし ページ: 46-49

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Social Networks and its Evaluation using Big Data Analyzing Technique2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tanaka, Seung-Il Cho, Muneki Yasuda, Tomochika Harada and Michio Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)

      巻: なし ページ: 54-57

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Sleep Quality Based on Environmental and Vital Sensor Signals using Big Data Analysis and Deep Learning2017

    • 著者名/発表者名
      Minami Tsuchiya, Atsushi Tanaka, Muneki Yasuda, Tomochika Harada and Michio Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)

      巻: なし ページ: 38-41

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple Sensor Data Acquisition System using Commonly Available Sensor Devices for Sleep and Car Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Tomochika Harada, Michio Yokoyama, Seung-Il Cho, Atsushi Tanaka, and Muneki Yasuda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)

      巻: なし ページ: 50-53

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perturbative Interpretation of Adaptive Thouless-Anderson-Palmer Free Energy2016

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda, Chako Takahashi, Kazuyuki Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 7 ページ: 1-2

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.075001

    • NAID

      210000134023

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Boltzmann-machine learning of prior distributions of binarized natural images2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Obuchi, Hirokazu Koma, Muneki Yasuda
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 11 ページ: 1-17

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.114803

    • NAID

      40020994962

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Community Detection Algorithm Combining Stochastic Block Model and Attribute Data Clustering2016

    • 著者名/発表者名
      Shun Kataoka, Takuto Kobayashi, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.114802

    • NAID

      40020994946

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Relationship between PreTraining and Maximum Likelihood Estimation in Deep Boltzmann Machines2016

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics

      巻: 2016 ページ: 582-590

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mean-Field Inference in Gaussian Restricted Boltzmann Machine2016

    • 著者名/発表者名
      Chako Takahashi and Muneki Yasuda
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 3 ページ: 034001-034001

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.034001

    • NAID

      40020761351

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Belief Propagation Algorithm for Portfolio Optimization Problems2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shinzato and Muneki Yasuda
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 10

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Statistical analysis of loopy belief propagation in random fields2015

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda, Shun Kataoka and Kazuyuki Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 92 号: 4 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1103/physreve.92.042120

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 誤ラベルを含むデータ集合を用いた統計的機械学習2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木美香,安田宗樹
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スパース化された隠れ変数を持つ制限ボルツマンマシン2018

    • 著者名/発表者名
      横山悠貴,安田宗樹
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Improved Susceptibility Propagation と Diagonal Trick Method による適応 Thouless-Anderson-Palmer 方程式の導出2018

    • 著者名/発表者名
      高橋茶子,安田宗樹,田中和之
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 統計的機械学習理論とボルツマン機械学習2017

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      情報・データ科学との連携・融合による物性物理・量子化学の新展開
    • 発表場所
      理化学研究所計算科学研究機構
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パターン認識システムに対する高速なノイズ耐性検査手法2017

    • 著者名/発表者名
      坂田浩規,安田宗樹
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 誤り教師データを含むデータセットを用いた統計的機械学習に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      小堀美香,安田宗樹
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 多値表現の隠れ変数を持つ制限ボルツマンマシン2017

    • 著者名/発表者名
      横山裕貴,安田宗樹
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層ボルツマンマシンに対する高性能な平均場近似アルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      高橋茶子,安田宗樹
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mean-field approach to Gaussian-Bernoulli restricted Boltzmann machine2017

    • 著者名/発表者名
      Chako Takahashi and Muneki Yasuda
    • 学会等名
      Workshop on Statistical physics, Learning, Inference and Network
    • 発表場所
      Les Houches Physics School (フランス)
    • 年月日
      2017-02-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between pre-training and maximum likelihood estimation in deep Boltzmann machines2017

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda
    • 学会等名
      Workshop on Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications
    • 発表場所
      佐勘(仙台秋保)
    • 年月日
      2017-02-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Estimation System of Blood Pressure Variation with Photo-Plethysmograph Signals using Neural Network2017

    • 著者名/発表者名
      Seung-Il Cho, Takumi Negishi, Muneki Yasuda and Michio Yokoyama
    • 学会等名
      the 30th International Conference on Computer Applications in Industry and Engineering (CAINE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A fast test method for noise robustness of deep neural networks2017

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda, Hironori Sakata, Seung-Il Cho, Tomochika Harada, Atushi Tanaka, and Michio Yokoyama
    • 学会等名
      the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Social Networks and its Evaluation using Big Data Analyzing Technique2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tanaka, Seung-Il Cho, Muneki Yasuda, Tomochika Harada and Michio Yokoyama
    • 学会等名
      the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Sleep Quality Based on Environmental and Vital Sensor Signals using Big Data Analysis and Deep Learning2017

    • 著者名/発表者名
      Minami Tsuchiya, Atsushi Tanaka, Muneki Yasuda, Tomochika Harada and Michio Yokoyama
    • 学会等名
      the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple Sensor Data Acquisition System using Commonly Available Sensor Devices for Sleep and Car Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Tomochika Harada, Michio Yokoyama, Seung-Il Cho, Atsushi Tanaka, and Muneki Yasuda
    • 学会等名
      the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レプリカ法を用いたクラス分類システムのノイズ耐性検査アルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ディープラーニングとパターン認識、最先端の人工知能へ2017

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      株式会社トリケップスセミナー
    • 発表場所
      オームビル
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Approximate techniques for Boltzmann machines2016

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda
    • 学会等名
      The fifth International Conference on Continuous Optimization
    • 発表場所
      National Graduate Institute for Policy Studies
    • 年月日
      2016-08-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between PreTraining and Maximum Likelihood Estimation in Deep Boltzmann Machines2016

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics
    • 発表場所
      Parador Hotel (スペイン)
    • 年月日
      2016-05-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective Learning Algorithms for Boltzmann Machines2016

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda
    • 学会等名
      Probabilistic Graphical Model Workshop: Sparsity, Structure and High-dimensionality
    • 発表場所
      統計数理研究所
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングの基礎と実践-データサイエンスの今2016

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      株式会社日本テクノセンター(JTC)セミナー
    • 発表場所
      日本テクノセンター研修室
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 平均場近似を用いた Gaussian-Bernoulli restricted Boltzmann machine の推定アルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      高橋茶子,安田宗樹
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 適応 TAP 近似 を用いたガウス型制限ボルツマンマシンの学習2016

    • 著者名/発表者名
      高橋茶子,安田宗樹
    • 学会等名
      情報処理学会 第78回全国大会
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 確率的深層学習の基礎数理-深層ボルツマンマシンの真相に迫る-2016

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      情報数物研究会(兼 通研講演会)
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-01-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 制限ボルツマンマシン-深層学習の足場2016

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      情報数理工学セミナー
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングとは何か?2016

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      ネットワークが創発する知能研究会
    • 発表場所
      日本大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングの基礎知識-最新の人工知能のタネ明かし2016

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      株式会社情報機構セミナー
    • 発表場所
      東京大井町きゅりあん
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングの基礎と実践-DNNとCNNの仕組みと実践例2016

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      株式会社日本テクノセンター(JTC)セミナー
    • 発表場所
      日本テクノセンター研修室
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層ボルツマン入門2015

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      utorial of Markov Random Field Modeling 2015
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An Effective Algorithm for Boltzmann Machine Learning2015

    • 著者名/発表者名
      Muneki Yasuda
    • 学会等名
      International Workshop on Innovative Algorithms for Big Data
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gaussian-Bernoulli restricted Boltzmann machineに対する平均場近似2015

    • 著者名/発表者名
      高橋茶子,安田宗樹
    • 学会等名
      第14回科学技術フォーラム
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ディープボルツマンマシン入門2015

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会北陸支部講演会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングの基礎と活用のポイントおよび人工知能の最新技術2015

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹
    • 学会等名
      株式会社日本テクノセンター(JTC)セミナー
    • 発表場所
      日本テクノセンター研修室
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 深層学習: Deep Learning2015

    • 著者名/発表者名
      安田宗樹(分担執筆:第2章担当)
    • 総ページ数
      267
    • 出版者
      近代科学社
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] Muneki Yasuda's Home Page

    • URL

      http://www.adv-pip.yz.yamagata-u.ac.jp/~muneki/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Muneki Yasuda's Home Page

    • URL

      http://www.adv-pip.yz.yamagata-u.ac.jp/~muneki/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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