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疎表現とノンパラメトリックモデルの融合によるデータ駆動型推論に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K16108
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能情報学
研究機関統計数理研究所 (2018)
筑波大学 (2016-2017)

研究代表者

日野 英逸  統計数理研究所, モデリング研究系, 准教授 (10580079)

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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード機械学習 / ノンパラメトリックモデル / スパースモデリング / 応用統計 / ノンパラメトリック / スパース
研究成果の概要

研究期間を通して,ノンパラメトリック手法とそれを支える要素技術として確率分布の混合,一般化線形モデルに基づくデータの潜在次元の推定,スパースモデリングとそれを支える技術としては二重スパース性という概念を用いた画像超解像技術,潜在グラフ構造の推定などを開発した.本研究課題において重要である要素技術の応用においては,スロースリップ地震の解析,マグマテクトニクス場の分類といった当初の予定通りの地球科学分野の研究者との連携による成果に加え,X線分光顕微鏡計測の高速化,電気生理学的実験による神経細胞の結合推定など,様々な分野の研究者と連携しつつ各領域における重要な問題の解決に取り組み成果を上げた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

古典的なデータ解析・統計手法が開発された時点とは質・量ともに異なるデータを扱うための新たなデータ解析手法の開発は,工学にとっても科学にとっても喫緊の課題である.データに特定の分布を仮定しないノンパラメトリックモデルは計算・メモリコストが高い.大規模高次元データに適用可能な疎表現アプローチはモデルとして柔軟さに欠ける.本研究課題では,ノンパラメトリックモデルとスパースモデルの融合を目指し,ノンパラメトリック手法,スパースモデリング手法それぞれで新たな手法を開発し,地球科学,材料科学,情報科学の諸問題に適用して学術的知見の発見,計測技測度の向上を実現した.

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 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Geochemcal discrimination and characteristics of magmatic tectonic settings; a machine learning approach2018

    • 著者名/発表者名
      K. Ueki, H. Hino, T. Kuwatani
    • 雑誌名

      Geochemistry,Geophysics,Geosystems

      巻: 19 号: 4 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1029/2017gc007401

    • 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] Estimation of neural connections from partially observed neural spikes2018

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Taishi、Hino Hideitsu、Tatsuno Masami、Akaho Shotaro、Murata Noboru
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 108 ページ: 172-191

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2018.07.019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive design of an X-ray magnetic circular dichroism spectroscopy experiment with Gaussian process modelling2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Ueno, Hideitsu Hino, Ai Hashimoto, Yasuo Takeichi, Masahiro Sawada, Kanta Ono
    • 雑誌名

      npj Computational Materials

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41524-017-0057-4

    • 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
  • [雑誌論文] Local Intrinsic Dimension Estimation by Generalized Linear Modeling2017

    • 著者名/発表者名
      Hideitsu Hino, Jun Fujiki, Shotaro Akaho, Noboru Murata
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 29(7) 号: 7 ページ: 1838-1878

    • DOI

      10.1162/neco_a_00969

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double sparsity for multi-frame super resolution2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kato, Hideitsu Hino, Noboru Murata
    • 雑誌名

      Neurouomputing

      巻: 240 ページ: 115-126

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2017.02.043

    • 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
  • [雑誌論文] Discontinuous boundaries of slow slip events beneath the Bungo Channel, southwest Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Nakata, Hideitsu Hino, Tatsu Kuwatani, Shoichi Yoshioka, Masato Okada, Takane Hori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 6129-6129

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06185-0

    • NAID

      120007128835

    • 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
  • [雑誌論文] ider: Intrinsic Dimension Estimation with R2017

    • 著者名/発表者名
      Hideitsu Hino
    • 雑誌名

      The R Journal

      巻: 9 ページ: 329-341

    • 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
  • [雑誌論文] Group sparsity tensor factorization for re-identification of open mobility trace2017

    • 著者名/発表者名
      Murakami, T., Kanemura, A., and Hino, H.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Information Forensics and Security

      巻: 12 (3) 号: 3 ページ: 689-704

    • DOI

      10.1109/tifs.2016.2631952

    • 関連する報告書
      2016 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] Time-Varying Transition Probability Matrix Estimation and Its Application to Brand Share Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Chiba, Hideitsu Hino , Shotaro Akaho, Noboru Murata
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 1 ページ: 13-13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0169981

    • NAID

      120007135110

    • 関連する報告書
      2016 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] Nonparametric e-Mixture Estimation2016

    • 著者名/発表者名
      Ken Takaho, Hideitsu Hino, Shotaro Akaho, Noboru Murata
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 28 号: 12 ページ: 2687-2725

    • DOI

      10.1162/neco_a_00888

    • NAID

      40020676365

    • 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
  • [学会発表] Geometrical Formulation of the Nonnegative Matrix Factorization2018

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Akaho
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Neural Information Processing (ICONIP2018),
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Information Geometric Perspective of Modal Linear Regression2018

    • 著者名/発表者名
      Keishi Sando
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Neural Information Processing (ICONIP2018),
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 最頻値線形回帰の情報幾何2018

    • 著者名/発表者名
      三戸圭史,赤穂昭太郎,村田 昇,日野英逸
    • 学会等名
      第32回情報論的学習理論と機械学習研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ブートストラップ分布に基づく外れ値検定2018

    • 著者名/発表者名
      渡邊隼人,日野英逸,赤穂昭太郎,村田 昇
    • 学会等名
      第32回情報論的学習理論と機械学習研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] pbdMPIを用いたエントロピー推定プログラムの並列化と性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      河合祐輔,日野英逸,建部修見
    • 学会等名
      情報処理学会第163回ハイパフォーマンスコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] X線吸収スペクトルからの物理量の自動抽出2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄太,小嗣真人,日野英逸,小野寛太
    • 学会等名
      日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習によるX線吸収スペクトル測定の高効率化2018

    • 著者名/発表者名
      上野哲郎,日野英逸,橋本愛,武市泰男,小野寛太
    • 学会等名
      日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of neural connections from partially observed neural spikes2017

    • 著者名/発表者名
      Taishi Iwasaki, Hideitsu Hino, Masami Tatsuno, Shotaro Akaho, Noboru Murata
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2017 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geodetic inversion for spatial distribution of slow earthquakes under sparsity constraints2017

    • 著者名/発表者名
      Takane Hori, Ryoko Nakata, Hideitsu Hino, Tatsu Kuwatani, Shoichi Yoshioka, Masato Okada
    • 学会等名
      International Meeting on High-Dimensional Data Driven Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-throughput measurement of X-ray magnetic circular dichroism spectroscopy with machine learning2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Ueno, Hideitsu Hino, Ai Hashimoto, Yasuo Takeuchi, Kanta Ono
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機械学習によるX線スペクトル測定の効率化2017

    • 著者名/発表者名
      上野哲郎,日野英逸,小野寛太
    • 学会等名
      第65回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] スペクトルの次元削減によるデータ可視化および物理量推定の検討2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄太,日野英逸,小嗣真人,小野寛太
    • 学会等名
      第65回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多点計測スパイクデータに基づく神経細胞間の結合推定2017

    • 著者名/発表者名
      赤穂昭太郎,岩崎泰士,日野英逸,龍野正実,村田昇
    • 学会等名
      第27回 日本神経回路学会 全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] High-throughput experiment of X-ray magnetic circular dichroism spectroscopy with machine learning2017

    • 著者名/発表者名
      Teturo Ueno, Hideitsu Hino, Ai Hashimoto, Yasuo Takeichi, Kanta Ono
    • 学会等名
      第41回 日本磁気学会 学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎性モデリングで得られた豊後水道長期的スロースリップイベントのすべり分布2017

    • 著者名/発表者名
      中田令子,日野英逸,桑谷立,吉岡祥一,岡田真人,堀高峰
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Sparse feature selection for clustering and sample-wise distance, with application to geochemical data2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ueki, Hideitsu Hino
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Statistical classification of tephra from rootless eruptions2017

    • 著者名/発表者名
      Rina Noguchi, Kei Kurita, Hideitsu Hino and Nobuo Geshi
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Cluster analysis for volcanic pyroclasts2017

    • 著者名/発表者名
      Rina Noguchi, Hideitsu Hino
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] グループスパーステンソル分解とその位置情報プライバシー攻撃への応用2016

    • 著者名/発表者名
      村上隆夫
    • 学会等名
      第6回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都芝浦)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] An Entropy Estimator Based on Polynomial Regression with Poisson Error Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Hideitsu Hino
    • 学会等名
      The 23th International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-parametric e-mixture of density functions2016

    • 著者名/発表者名
      Hideitsu Hino
    • 学会等名
      The 23th International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Doubly Sparse Structure In Image Super Resolution2016

    • 著者名/発表者名
      Hideitsu Hino
    • 学会等名
      The 2016 IEEE Machine Learning for Signal Processing Workshop
    • 発表場所
      Salerno, Italy
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重回帰を用いた高次局所潜在的次元推定2016

    • 著者名/発表者名
      日野英逸
    • 学会等名
      第26回情報論的学習理論と機械学習研究会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] スパースモデリングと正則化回帰2016

    • 著者名/発表者名
      日野英逸
    • 学会等名
      第35回日本医用画像工学会大会 シンポジウム「医用画像工学におけるスパースモデリング」
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-07-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎性モデリングを用いたスロー地震のインバージョン2016

    • 著者名/発表者名
      中田令子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県幕張市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Change-Point Detection in a Sequence of Bags-of-Data2016

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Koshijima
    • 学会等名
      International Conference of Data Engineering
    • 発表場所
      Helsinki, Finland
    • 年月日
      2016-05-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 岩波データサイエンス vol.52017

    • 著者名/発表者名
      日野英逸(共著)
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      岩波書店
    • 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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