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高次情報抽出のためのモデル融合型統計解析手法の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K11854
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60030:統計科学関連
研究機関九州大学 (2022)
電気通信大学 (2019-2021)

研究代表者

川野 秀一  九州大学, 数理学研究院, 教授 (50611448)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードスパースモデリング / 主成分回帰 / マルチタスク学習 / 因子回帰 / 凸クラスタリング / ベイズモデリング / テンソルデータ解析 / 変数併合 / 組成データ解析 / 馬蹄事前分布 / 関連ベクトルマシン / 構造方程式モデル / 最適化 / クラスタリング / 順序ロジットモデル / 一般化線形モデル / 因子分析
研究開始時の研究の概要

データから有用な情報を抽出するためには,統計解析が必要不可欠である.統計解析はその目的から大きく2種類に分けることができる.1つ目は将来を予測する解析,2つ目はデータ間の関係性を把握する解析である.これらの解析を行うための方法論は,その目的が異なるという性質上,これまでそれぞれ独立に発展してきた.本研究では,予測と関係性把握を同時に行うための統計解析手法を開発するとともに,開発した手法を様々な実データへ適用し,新たな知識発見を狙う.

研究成果の概要

予測モデルと関係抽出モデルの1段階推定法による統計モデルの開発を目的として,モデル融合型統計解析手法の理論・方法論の研究に取り組んだ.とくに,主成分回帰,因子回帰,マルチタスク学習の観点から研究を進めた.また同時に,予測モデル,もしくは関係抽出モデルの開発研究にも取り組んだ.モデルに含まれるパラメータを推定するために,スパース推定による推定方式を定式化し,その推定方式に対する計算アルゴリズムを導出した.開発した統計解析手法は,生命科学分野をはじめとする様々な分野の実データに応用した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

予測性と解釈性を同時に持つ統計解析手法の開発は,これまで予測モデルと関係抽出モデルをただ単にアドホックに繋げるのみであった.しかし,アドホックに繋ぐ手法では,真に有効な情報を抽出しているか疑問である.そこで本研究では,確かな数理基盤の上で予測モデルと関係抽出モデルを繋げ,理論的整合性を備えた予測性と解釈性を併せ持つ統計解析手法を開発した.本研究成果により,これまでの統計解析手法では得ることが困難であった,データに内在しているより高次の情報を得られることが期待される.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Smoothly varying regularization2023

    • 著者名/発表者名
      Daeju Kim, Shuichi Kawano, Yoshiyuki Ninomiya
    • 雑誌名

      Computational Statistics & Data Analysis

      巻: 179 ページ: 107644-107644

    • DOI

      10.1016/j.csda.2022.107644

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparse reduced-rank regression for simultaneous rank and variable selection via manifold optimization2023

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yoshikawa, Shuichi Kawano
    • 雑誌名

      Computational Statistics

      巻: 38 号: 1 ページ: 53-75

    • DOI

      10.1007/s00180-022-01216-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-task learning for compositional data via sparse network lasso2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Okazaki, Shuichi Kawano
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 24 号: 12 ページ: 1839-1839

    • DOI

      10.3390/e24121839

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] スパース部分的最小二乗回帰による因果媒介分析2022

    • 著者名/発表者名
      奥田忠久, 吉川剛平, 川野秀一
    • 雑誌名

      行動計量学

      巻: 49 ページ: 185-196

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparse Bayesian learning with weakly informative hyperprior and extended predictive information criterion2021

    • 著者名/発表者名
      Murayama Kazuaki、Kawano Shuichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems

      巻: - 号: 9 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1109/tnnls.2021.3131357

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bayesian sparse convex clustering via global-local shrinkage priors2021

    • 著者名/発表者名
      Shimamura Kaito、Kawano Shuichi
    • 雑誌名

      Computational Statistics

      巻: 36 号: 4 ページ: 2671-2699

    • DOI

      10.1007/s00180-021-01101-7

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multilinear common component analysis via Kronecker product representation2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Kohei、Kawano Shuichi
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 33 号: 10 ページ: 2853-2880

    • DOI

      10.1162/neco_a_01425

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variable fusion for Bayesian linear regression via spike-and-slab priors2021

    • 著者名/発表者名
      Wu Shengyi、Shimamura Kaito、Yoshikawa Kohei、Murayama Kazuaki、Kawano Shuichi
    • 雑誌名

      Proceedings in the 13th KES International Conference on Intelligent Decision Technologies

      巻: - ページ: 491-501

    • DOI

      10.1007/978-981-16-2765-1_41

    • ISBN
      9789811627644, 9789811627651
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sparse principal component regression via singular value decomposition approach2021

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Kawano
    • 雑誌名

      Advances in Data Analysis and Classification

      巻: in press 号: 3 ページ: 795-823

    • DOI

      10.1007/s11634-020-00435-2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] グループ正則化に基づく順序ロジットモデルにおける隣接クラスの統合2020

    • 著者名/発表者名
      永沼瑞穂,吉川剛平,川野秀一
    • 雑誌名

      統計数理

      巻: 68 ページ: 287-303

    • NAID

      40022448000

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bayesian generalized fused lasso modeling via NEG distribution2019

    • 著者名/発表者名
      Shimamura Kaito、Ueki Masao、Kawano Shuichi、Konishi Sadanori
    • 雑誌名

      Communications in Statistics - Theory and Methods

      巻: 印刷中 号: 16 ページ: 4132-4153

    • DOI

      10.1080/03610926.2018.1489056

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スパース正準判別分析に基づく万葉短歌の作者の分類とその特徴付け2019

    • 著者名/発表者名
      川野秀一,村田右富実
    • 雑誌名

      応用統計学

      巻: 48 号: 3 ページ: 45-57

    • DOI

      10.5023/jappstat.48.45

    • NAID

      130007833659

    • ISSN
      0285-0370, 1883-8081
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 馬蹄事前分布によるベイジアン連結lassoを用いたロジスティック回帰モデリング2022

    • 著者名/発表者名
      書川侑子,川野秀一
    • 学会等名
      第25回情報論的学習理論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 回帰問題に対する凸クラスタリングによるマルチタスク学習2022

    • 著者名/発表者名
      岡崎彰良,川野秀一
    • 学会等名
      第25回情報論的学習理論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二値データにおける馬蹄事前分布によるベイジアン連結lasso回帰モデリング2022

    • 著者名/発表者名
      書川侑子,川野秀一
    • 学会等名
      2022年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 凸クラスタリングに基づくマルチタスク学習2022

    • 著者名/発表者名
      岡崎彰良,川野秀一
    • 学会等名
      2022年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Multilinear common component analysis for tensor data based on Kronecker product approach2022

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshikawa, S. Kawano
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Econometrics and Statistics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi-task learning for compositional data based on sparse network lasso regularization2022

    • 著者名/発表者名
      A. Okazaki, S. Kawano
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Econometrics and Statistics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bayesian fused lasso and Bayesian HORSES via horseshoe prior2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kakikawa, K. Shimamura, S. Kawano
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Econometrics and Statistics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 馬蹄事前分布に基づくベイジアン連結lassoとベイジアンHORSES2022

    • 著者名/発表者名
      書川侑子,嶋村海人,川野秀一
    • 学会等名
      第16回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 二重にロバストな推定量のモデル平均化法における候補モデル集合の構成2022

    • 著者名/発表者名
      武藤大樹,川野秀一
    • 学会等名
      第16回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎ネットワークlassoに基づく組成データに対するマルチタスク学習2022

    • 著者名/発表者名
      岡崎彰良,川野秀一
    • 学会等名
      第16回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ブートストラップ法によるlassoの偽発見率推定2022

    • 著者名/発表者名
      星野菜南子,川野秀一
    • 学会等名
      第16回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 媒介分析モデルにおけるスパース部分的最小二乗回帰を用いた因果効果推定法2022

    • 著者名/発表者名
      奥田忠久,吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      第16回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 組成データに対するスパースネットワークlasso回帰モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      岡崎彰良,川野秀一
    • 学会等名
      2021年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 馬蹄事前分布に基づく連結lasso回帰モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      書川侑子,嶋村海人,川野秀一
    • 学会等名
      2021年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Variable fusion for Bayesian linear regression via spike-and-slab priors2021

    • 著者名/発表者名
      S. Wu, K. Shimamura, K. Yoshikawa, K. Murayama, S. Kawano
    • 学会等名
      The 13th KES International Conference on Intelligent Decision Technologies
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スパース部分的最小二乗回帰に基づく因果媒介分析2021

    • 著者名/発表者名
      奥田忠久,吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      応用統計学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] テンソルデータ解析における共通成分分析モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      第15回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] スパース部分的最小二乗回帰による媒介分析モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      奥田忠久,吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      第15回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチレベルモデルにおけるベイズ的変数選択法2021

    • 著者名/発表者名
      篠原和久,吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      第15回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 馬蹄事前分布による線形回帰係数の併合問題2021

    • 著者名/発表者名
      書川侑子,嶋村海人,川野秀一
    • 学会等名
      第15回日本統計学会春季集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ベイズスパースモデリングに基づくネットワークlassoによるマルチタスク学習2020

    • 著者名/発表者名
      嶋村海人,川野秀一
    • 学会等名
      2020年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱情報超事前分布と拡張予測情報量規準によるマルチプルカーネル関連ベクトルマシン2020

    • 著者名/発表者名
      村山一明,川野秀一
    • 学会等名
      2020年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 罰則付き部分的最小二乗回帰に基づく媒介分析モデルにおける因果効果推定2020

    • 著者名/発表者名
      奥田忠久,吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      2020年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] クロネッカー積に基づく共分散構造を用いたテンソル共通成分分析2020

    • 著者名/発表者名
      吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      2020年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] スパース正準判別分析に基づく万葉短歌の作者の分類とその特徴付け2020

    • 著者名/発表者名
      川野秀一,村田右富美
    • 学会等名
      2020年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クロネッカー積表現に基づくテンソル共通成分分析2020

    • 著者名/発表者名
      吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      第25回情報・統計科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱情報事前分布に基づく関連ベクトルマシンと拡張予測情報量規準による調整パラメータの選択2020

    • 著者名/発表者名
      村山一明,川野秀一
    • 学会等名
      第25回情報・統計科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Dirichlet-Laplace 分布に基づくネットワーク lasso2020

    • 著者名/発表者名
      嶋村海人,川野秀一
    • 学会等名
      第25回情報・統計科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiple Kernel Relevance Vector Machine と変分ベイズ法による非線形回帰モデル2020

    • 著者名/発表者名
      村山一明,川野秀一
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 多様体最適化による多変量低ランク回帰モデルのスパース推定2019

    • 著者名/発表者名
      吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      応用統計学会2019年年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 正則化法による順序ロジットモデルにおける隣接クラスの統合2019

    • 著者名/発表者名
      永沼瑞穂,川野秀一
    • 学会等名
      2019年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Global-Local 縮小事前分布に基づく Bayesian Convex Clustering2019

    • 著者名/発表者名
      嶋村海人,川野秀一
    • 学会等名
      2019年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] リーマン多様体上における多変量回帰モデルの低ランク推定2019

    • 著者名/発表者名
      吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      2019年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 1段階主成分回帰モデルとその応用2019

    • 著者名/発表者名
      川野秀一
    • 学会等名
      2019年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テンソルデータに対する共通成分分析2019

    • 著者名/発表者名
      吉川剛平,川野秀一
    • 学会等名
      第22回情報論的学習理論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 関連ベクトルマシンによる Multiple Kernel 回帰モデリング2019

    • 著者名/発表者名
      村山一明,川野秀一
    • 学会等名
      第22回情報論的学習理論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Bayesian sparse convex clustering via NEG distribution2019

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, S. Kawano
    • 学会等名
      The 12th International Conference of the ERCIM WG on Computational and Methodological Statistics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究者情報

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K008298/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 研究者情報総覧

    • URL

      http://kjk.office.uec.ac.jp/Profiles/68/0006701/profile.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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