Data Mining for Graphs and Networks via Local Intrinsic Dimensional Modeling

• 研究課題/領域番号: 18H03296
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分61030:知能情報学関連
• 研究機関: 国立情報学研究所
• 研究代表者: Michael E.Houle 国立情報学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 客員教授 (90399270)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 高次元空間 / 極値理論 / デ ー タ マ イ ニ ン グ / 機械学種 / ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク / データマイニング / ニューラルネットワーク / 機械学習

研究成果の概要

このコンピュータサイエンスプロジェクトの全体的な目的は、特徴アンサンブル、グラフ、ネットワークなどの複雑なデータタイプの類似性アプリケーションにおける次元の呪いの問題に取り組むことであった。 主な目標：（1）組み合わせデータ型を説明するために内在次元の既存の理論を進歩させること。（2）実証的研究によって理論的意味を確認する。（3）ローカル内在次元理論（LID）の新しい進歩を活用して、データベース、データマイニング、マルチメディア、特にグラフ、ディープニューラルネットワーク、フィーチャアンサンブル、その他の複雑なデータタイプのアプリケーション向けのために効率的で効果的なソリューションを開発する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究プロジェクトは、機械学習とデータマイニング分野のトップ国際会議(ICML、ICMR、KDD、SDM)において、５つの影響力のある出版物を生み出した。この研究は、実際に非常に大きな影響を及ぼし、3年未満で、2つの論文が、合計約500件近く引用されるまでに達した。

研究成果

• [国際共同研究] The University of Melbourne/The University of Newcastle(オーストラリア)
• [国際共同研究] University of Southern Denmark(デンマーク)
• [国際共同研究] IRISA Rennes(フランス)
• [国際共同研究] University of Novi Sad(セルビア)
• [国際共同研究] New Jersey Institute of Technology(米国)
• [国際共同研究] University of Melbourne(オーストラリア)
• [国際共同研究] University of Southern Denmark(デンマーク)
• [国際共同研究] CNRS / IRISA Rennes/INRIA / IRISA Rennes(フランス)
• [国際共同研究] University of Novi Sad(セルビア)
• [国際共同研究] New Jersey Institute of Technology(米国)
• [国際共同研究] University of Melbourne(オーストラリア)
• [国際共同研究] University of Southern Denmark(デンマーク)
• [国際共同研究] CNRS / IRISA Rennes/INRIA / IRISA Rennes(フランス)
• [国際共同研究] University of Novi Sad(セルビア)
• [国際共同研究] New Jersey Institute of Technology(米国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] High Intrinsic Dimensionality Facilitates Adversarial Attack: Theoretical Evidence (2021)
  • 著者名/発表者名: Amsaleg Laurent、Bailey James、Barbe Amelie、Erfani Sarah M.、Furon Teddy、Houle Michael E.、Radovanovic Milos、Nguyen Xuan Vinh
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Information Forensics and Security 巻: 16 ページ: 854-865
  • DOI: 10.1109/tifs.2020.3023274
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Dimensionality-Driven Approach for Unsupervised Out-of-distribution Detection (2021)
  • 著者名/発表者名: Wang Qizhou、Erfani Sarah M.、Leckie Christopher、Houle Michael E.
  • 雑誌名: Proceedings of the 2021 SIAM International Conference on Data Mining (SDM) 巻: 21 ページ: 118-126
  • DOI: 10.1137/1.9781611976700.14
  • ISBN: 9781611976700
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Local Intrinsic Dimensionality III: Density and Similarity (2020)
  • 著者名/発表者名: Houle Michael E.
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science, vol 12440, Springer (Proceedings of SISAP 2020) 巻: 12440 ページ: 248-260
  • DOI: 10.1007/978-3-030-60936-8_19
  • ISBN: 9783030609351, 9783030609368
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Intrinsic Dimensionality Estimation within Tight Localities (2019)
  • 著者名/発表者名: Amsaleg Laurent, Chelly Oussama, Houle Michael E., Kawarabayashi Ken-ichi, Radovanovic Milos, Treeratanajaru Weeris
  • 雑誌名: SIAM International Conference on Data Mining (SDM 2019) 巻: 19 ページ: 181-189
  • DOI: 10.1137/1.9781611975673.21
  • ISBN: 9781611975673
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Improving the Quality of Explanations with Local Embedding Perturbations (2019)
  • 著者名/発表者名: Jia Yunzhe, Bailey James, Ramamohanarao Kotagiri, Leckie Christopher、Houle Michael E.
  • 雑誌名: ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery & Data Mining 巻: 25 ページ: 875-884
  • DOI: 10.1145/3292500.3330930
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Subspace Determination Through Local Intrinsic Dimensional Decomposition (2019)
  • 著者名/発表者名: Becker Ruben, Hafnaoui Imane, Houle Michael E., Li Pan, Zimek Arthur
  • 雑誌名: International Conference on Similarity Search and Applications (SISAP 2019) 巻: 12 ページ: 281-289
  • DOI: 10.1007/978-3-030-32047-8_25
  • ISBN: 9783030320461, 9783030320478
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Influence of Hubness on NN-Descent (2019)
  • 著者名/発表者名: Bratic Brankica, Houle Michael E., Kurbalija Vladimir, Oria Vincent, Radovanovic Milos
  • 雑誌名: International Journal on Artificial Intelligence Tools 巻: 28 号: 06 ページ: 1960002-1960002
  • DOI: 10.1142/s0218213019600029
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Subspace Determination through Local Intrinsic Dimensional Decomposition: Theory and Experimentation (2019)
  • 著者名/発表者名: Becker Ruben, Hafnaoui Imane, Houle Michael E., Li Pan, Zimek Arthur
  • 雑誌名: arXiv CoRR 巻: abs/1907.06771 ページ: 1-17
• [雑誌論文] Quality Evaluation of GANs Using Cross Local Intrinsic Dimensionality (2019)
  • 著者名/発表者名: Barua Sukarna, Ma Xingjun, Erfani Sarah M., Houle Michael E., Bailey James
  • 雑誌名: arXiv CoRR 巻: abs/1905.00643 ページ: 1-31
• [雑誌論文] Improving the Quality of Explanations with Local Embedding Perturbations (2019)
  • 著者名/発表者名: Yunzhe Jia, James Bailey, Kotagiri Ramamohanarao, Christopher Leckie, Michael E. Houle
  • 雑誌名: 25th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD 2019) 巻: 25
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Extreme-value-theoretic estimation of local intrinsic dimensionality (2018)
  • 著者名/発表者名: Laurent Amsaleg, Oussama Chelly, Teddy Furon, Stephane Girard, Michael E. Houle, Ken-ichi Kawarabayashi, Michael Nett
  • 雑誌名: Data Mining and Knowledge Discovery 巻: 32 号: 6 ページ: 1768-1805
  • DOI: 10.1007/s10618-018-0578-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Intrinsic Degree: An Estimator of the Local Growth Rate in Graphs (2018)
  • 著者名/発表者名: Lorenzo von Ritter, Michael E. Houle, Stephan Guennemann
  • 雑誌名: 11th International Conference on Similarity Search and Applications (SISAP 2018) 巻: 11 ページ: 195-208
  • DOI: 10.1007/978-3-030-02224-2_15
  • ISBN: 9783030022235, 9783030022242
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] On the Correlation Between Local Intrinsic Dimensionality and Outlierness (2018)
  • 著者名/発表者名: Michael E. Houle, Erich Schubert, Arthur Zimek
  • 雑誌名: 11th International Conference on Similarity Search and Applications (SISAP 2018) 巻: 11 ページ: 177-191
  • DOI: 10.1007/978-3-030-02224-2_14
  • ISBN: 9783030022235, 9783030022242
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] LID-Fingerprint: A Local Intrinsic Dimensionality-Based Fingerprinting Method (2018)
  • 著者名/発表者名: Michael E. Houle, Vincent Oria, Kurt R. Rohloff, Arwa M. Wali
  • 雑誌名: 11th International Conference on Similarity Search and Applications (SISAP 2018) 巻: 11 ページ: 134-147
  • DOI: 10.1007/978-3-030-02224-2_11
  • ISBN: 9783030022235, 9783030022242
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dimensionality-Driven Learning with Noisy Labels (2018)
  • 著者名/発表者名: Xingjun Ma, Yisen Wang, Michael E. Houle, Shuo Zhou, Sarah M. Erfani, Shu-Tao Xia, Sudanthi Wijewickrema, James Bailey
  • 雑誌名: 35th International Conference on Machine Learning (ICML 2018) 巻: 35 ページ: 3361-3370
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] NN-Descent on High-Dimensional Data (2018)
  • 著者名/発表者名: Brankica Bratic, Michael E. Houle, Vladimir Kurbalija, Vincent Oria, Milos; Radovanovic
  • 雑誌名: 8th International Conference on Web Intelligence, Mining and Semantics (WIMS 2018) 巻: 8 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1145/3227609.3227643
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characterizing Adversarial Subspaces Using Local Intrinsic Dimensionality (2018)
  • 著者名/発表者名: Xingjun Ma, Bo Li, Yisen Wang, Sarah M. Erfani, Sudanthi N. R. Wijewickrema, Grant Schoenebeck, Dawn Song, Michael E. Houle, James Bailey
  • 雑誌名: 6th International Conference on Learning Representations (ICLR 2018), CoRR abs/1801.02613 巻: 6 ページ: 1-15
  • 査読あり / 国際共著