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経時測定データに対する統計モデルの構築およびスパース正則化法に基づく推定

研究課題

研究課題/領域番号 16K16020
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 統計科学
研究機関滋賀大学

研究代表者

松井 秀俊  滋賀大学, データサイエンス学部, 准教授 (90633305)

研究協力者 三角 俊裕  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード関数データ解析 / スパース推定 / 回帰分析 / モデル選択 / 統計的モデリング / 変数選択 / 統計数学 / 経時測定データ解析 / スパース正則化
研究成果の概要

観測、測定された大規模なデータを集約し、有効な情報を抽出するための統計的モデリング手法の開発に取り組んだ。経時測定データに滑らかな関数を当てはめて、関数化データ集合を分析対象にする方法は関数データ解析とよばれている。本研究では、関数データとして与えられた説明変数と目的変数との関係を表現する新たな関数回帰モデルと、関数データを判別するためのロジスティック回帰モデルの推定方法を提案した。特に、関数回帰モデルとしては、非線形な関係性を捉えるための2次回帰モデルを、関数ロジスティック回帰モデルに対しては、スパース推定を用いて決定境界を選択するための方法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

計測機器の発達やデータサイエンス分野の学問の発展に伴い、より多くのデータが測定、保有されるようになってきた。このようなデータの中には、時間の経過に伴い繰り返して計測される形式のデータも多く含まれる。関数データ解析は、このような形式のデータから解釈の容易な情報を抽出するための有効な手法である。本研究の開発により、説明変数、目的変数間の非線形な関係を捉え、かつその関係性を定量化するための方法を得ることができた。また、経時測定データの判別問題において、どの変数がどの群の判別に寄与しているかといった情報を、スパース推定を用いて浮かび上がらせることができた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 9件、 招待講演 8件) 図書 (5件)

  • [雑誌論文] Multivariate functional clustering and its application to typhoon data.2019

    • 著者名/発表者名
      Misumi, T., Matsui, H. and Konishi, S.
    • 雑誌名

      Behaviormetrika

      巻: 46 号: 1 ページ: 163-175

    • DOI

      10.1007/s41237-018-0066-8

    • 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] Special feature: functional data analysis and its applications2019

    • 著者名/発表者名
      Gonzalez-Rodriguez, G., and Matsui, H.
    • 雑誌名

      Behaviormetrika

      巻: 46 号: 1 ページ: 145-146

    • DOI

      10.1007/s41237-019-00081-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 関数データに基づく統計的モデリング2019

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 雑誌名

      統計数理

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadratic regression for functional response models2019

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H.
    • 雑誌名

      Econometrics and Statistics

      巻: 印刷中 ページ: 125-136

    • DOI

      10.1016/j.ecosta.2018.12.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparse group lasso for multiclass functional logistic regression models2018

    • 著者名/発表者名
      Matsui Hidetoshi
    • 雑誌名

      Communications in Statistics - Simulation and Computation

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1784-1797

    • DOI

      10.1080/03610918.2018.1423693

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A note on variable selection in functional regression via random subspace method2018

    • 著者名/発表者名
      Smaga Lukasz、Matsui Hidetoshi
    • 雑誌名

      Statistical Methods & Applications

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 455-477

    • DOI

      10.1007/s10260-018-0421-7

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 非線形混合効果モデルに基づく関数データクラスタリング2016

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊、三角俊裕、横溝孝明、小西貞則
    • 雑誌名

      応用統計学

      巻: 45 号: 1-2 ページ: 25-45

    • DOI

      10.5023/jappstat.45.25

    • NAID

      130005171068

    • ISSN
      0285-0370, 1883-8081
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 関数データに基づく交互作用モデルとその推定2018

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      科研費シンポジウム「予測モデリングとその周辺 -機械学習・統計科学・情報理論からのアプローチ-」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ムギの出穂日数からみる環境情報の影響の分析2018

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊,持田恵一,佐藤和広,石井誠
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 経時測定データに基づく栽培作物予測モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊,持田恵一
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジョイントモデリングに基づく多変量関数クラスタリングと気象データへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      三角俊裕,松井秀俊,小西貞則
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 関数データ解析による統計的アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      統計・機械学習若手シンポジウム「統計・機械学習の交わりと拡がり」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Functional regression modeling for agricultural data2018

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H., and Mochida, K.
    • 学会等名
      CMStatistics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multivariate functional subspace methods for classifying high-dimensional longitudinal data2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, T., Misumi, T., Matsui, H., and Konishi, S.
    • 学会等名
      CMStatistics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quadratic regression for function-on-function models2018

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H.
    • 学会等名
      IMS-APRM 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 関数データに基づく交互作用モデル2018

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      統計科学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Regression modeling for functional predictor and functional response2017

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      JST CREST AIPチャレンジシンポジウム「ビッグデータ利活用のための基盤構築とその応用」
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2017-02-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Selection of variables and decision boundaries in functional logistic regression model2017

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H.
    • 学会等名
      Conference of the International Federation of Classification Societies
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形混合効果モデルに基づく関数データクラスタリング2017

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊,三角俊裕,横溝孝明,小西貞則
    • 学会等名
      2017年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スパース正則化に基づく関数データ判別による遺伝子データ解析2017

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      研究集会「大規模統計モデリングと計算統計IV」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Quadratic regression for functional response models2017

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H.
    • 学会等名
      10th International Conference of the ERCIM WG on Computational and Methodological Statistics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Selection of variables and decision boundaries in functional logistic regression2016

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H.
    • 学会等名
      2016 CSA & NCCU Joint Statistical Meetings
    • 発表場所
      College of Commerce, National Chengchi University
    • 年月日
      2016-12-09
    • 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] Sparse regularization for functional logistic regression modeling2016

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H.
    • 学会等名
      International Symposium on Statistical Analysis for Large Complex Data.
    • 発表場所
      Tsukuba University
    • 年月日
      2016-11-21
    • 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] 時系列トランスクリプトームデータからのネットワーク推定による植物雑種強制の解明2016

    • 著者名/発表者名
      持田恵一,恩田義彦,江田智尊,高萩航太郎,上原由紀子,清水みなみ,吉田拓広,櫻井哲也,松井秀俊,西井龍映
    • 学会等名
      科研費シンポジウム「高精度情報抽出のための統計理論・方法論とその応用」
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 関数データに基づく経時測定データの分析2016

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      科研費シンポジウム「複雑な生命現象を読み解くための大規模データとモデリング」
    • 発表場所
      久留米シティプラザ
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形モデルにおける正則化法のスパース性とスパース実行領域2016

    • 著者名/発表者名
      大橋紘之,神野成海,黒沢健,松井秀俊
    • 学会等名
      2016年度統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 混合効果モデルに対する情報量規準とスパース推定2016

    • 著者名/発表者名
      二宮嘉行,楊道偉,松井秀俊
    • 学会等名
      2016年度統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 関数応答型二次回帰モデルとその推定2016

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      2016年度統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Sparse regularization for functional logistic models and its application to time-dependent biomarker detection2016

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H., Kayano, M., Yamaguchi, R., Imoto, S. and Miyano, S.
    • 学会等名
      Satellite CRoNoS Workshop on Functional Data Analysis in 22nd Conference on Computational Statistics
    • 発表場所
      Congress Palace Principe Felipe de Oviedo
    • 年月日
      2016-08-26
    • 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] 関数データに基づく二次回帰モデル2016

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      統計サマーセミナー2016
    • 発表場所
      サヤン・テラス ホテル&リゾート
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Sparse regularization for multiclass functional logistic regression2016

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H.
    • 学会等名
      The 4th Institute of Mathematical Statistics Asia Pacific Rim Meeting
    • 発表場所
      The Chinese University of Hong Kong
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sparse regularization for historical functional linear model2016

    • 著者名/発表者名
      松井秀俊
    • 学会等名
      計算機統計学会第30回大会
    • 発表場所
      ハートピア京都
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] データサイエンス入門2019

    • 著者名/発表者名
      竹村 彰通、姫野 哲人、高田 聖治、和泉 志津恵、市川 治、梅津 高朗、北廣 和雄、齋藤 邦彦、佐藤 智和、白井 剛、田中 琢真、松井 秀俊
    • 総ページ数
      212
    • 出版者
      学術図書出版社
    • ISBN
      9784780607017
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 大学生のためのデータサイエンス(I)ーオフィシャルスタディノート2018

    • 著者名/発表者名
      滋賀大学データサイエンス学部
    • 総ページ数
      130
    • 出版者
      日本統計協会
    • ISBN
      9784822340094
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 統計科学百科事典2018

    • 著者名/発表者名
      Miodrag Lovric、日本統計学会
    • 総ページ数
      2200
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621303108
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] スパース推定法による統計モデリング2018

    • 著者名/発表者名
      川野 秀一、松井 秀俊、廣瀬 慧
    • 総ページ数
      168
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320112575
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 機械学習―データを読み解くアルゴリズムの技法2017

    • 著者名/発表者名
      Peter Flach (著), 竹村 彰通 (監修, 翻訳), 田中 研太郎 (翻訳), 小林 景 (翻訳), 兵頭 昌 (翻訳), 片山 翔太 (翻訳), 山本 倫生 (翻訳), 吉田 拓真 (翻訳), 林 賢一 (翻訳), 松井 秀俊 (翻訳), 小泉 和之 (翻訳), 永井 勇 (翻訳)
    • 総ページ数
      392
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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