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標本分布の歪みに対処した新たな高次元統計解析の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K11712
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
研究機関神奈川大学

研究代表者

兵頭 昌  神奈川大学, 経済学部, 教授 (00711764)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード高次元データ / 正規化変換 / 誤差限界 / 多重比較 / 多変量分散分析 / 歪度 / 漸近正規性 / 一致性 / エッジワース展開
研究開始時の研究の概要

高次元データ解析において、平均ベクトルの同等性検定のための検定統計量の近似分布として正規分布が利用される。高次元における検定理論では、このような正規近似が主流であり、次元が1,000~10,000程度であれば実用上十分な精度を有することが既に明らかにされている。一方で、次元が10~500程度(中程度)の場合は、高次元統計解析における検定統計量の実際の分布は、正規分布に比べて歪みをもつため正規近似の近似精度が極端に悪化するという問題がある。本研究では、検定統計量へ適当な変換を施すことで、標本分布の歪みを緩和させることを目的とする。

研究成果の概要

高次元統計解析における仮説検定において、正規近似に基づく近似検定が数多く提案されている。これらの検定は、次元pが1000~10000のように膨大であれば、十分な精度を有することが明らかにされている。一方で、次元pが10~500のように中程度のデータにおいては、検定統計量の分布に歪みが生じるため、正規近似が機能しないという問題点がある。このような問題に対して、いくつかの解析的な方法を応用することで、分布の歪みへ対処した新しい近似検定法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高次元データにおける近似的な仮説検定の多くは、中心極限定理を利用した漸近的な精度保証を行っている。しかし、漸近理論と有限次元のデータに乖離があるため実用性と説得性に欠ける。そこで、本研究では、エッジワース展開や検定統計量の適切な変換を与えることでより正確な漸近分布を導出する。このようなアプローチは古典的な大標本統計学ではよく用いられるが、高次元データにおいては十分に研究されているとは言えないため、古典的な多変量解析における漸近理論を大幅に発展させる可能性があると期待できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Tatjana Pavlenko(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] スウェーデン王立工科大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Behrens-Fisher problem for general factor models in high dimensions2023

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Masashi、Nishiyama Takahiro、Pavlenko Tatjana
    • 雑誌名

      Journal of Multivariate Analysis

      巻: 195 ページ: 105162-105162

    • DOI

      10.1016/j.jmva.2023.105162

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Normalizing transformation of Dempster type statistic in high-dimensional settings2022

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Masashi、Watanabe Hiroki、Nakagawa Shigekazu、Nakagawa Tomoyuki
    • 雑誌名

      Communications in Statistics - Theory and Methods

      巻: ? 号: 22 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1080/03610926.2022.2056749

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kick-one-out-based variable selection method for Euclidean distance-based classifier in high-dimensional settings2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Tomoyuki、Watanabe Hiroki、Hyodo Masashi
    • 雑誌名

      Journal of Multivariate Analysis

      巻: 184 ページ: 104756-104756

    • DOI

      10.1016/j.jmva.2021.104756

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-way MANOVA with unequal cell sizes and unequal cell covariance matrices in high-dimensional settings2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Hiroki、Hyodo Masashi、Nakagawa Shigekazu
    • 雑誌名

      Journal of Multivariate Analysis

      巻: 179 ページ: 104625-104625

    • DOI

      10.1016/j.jmva.2020.104625

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Testing for independence of high-dimensional variables: ρV-coefficient based approach2020

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Masashi、Nishiyama Takahiro、Pavlenko Tatjana
    • 雑誌名

      Journal of Multivariate Analysis

      巻: 178 ページ: 104627-104627

    • DOI

      10.1016/j.jmva.2020.104627

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On error bounds for high-dimensional asymptotic distribution of L2-type test statistic for equality of means2020

    • 著者名/発表者名
      Hyodo Masashi、Nishiyama Takahiro、Pavlenko Tatjana
    • 雑誌名

      Statistics & Probability Letters

      巻: 157 ページ: 108637-108637

    • DOI

      10.1016/j.spl.2019.108637

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Tests for the equality of covariance matrices under a low dimensional factor structure2023

    • 著者名/発表者名
      兵頭昌, 西山貴弘, 渡邉弘己, 中川智之, 田畑耕治
    • 学会等名
      日本計算機統計学会 第37回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高次元枠組みにおける分散共分散行列の同等性2023

    • 著者名/発表者名
      兵頭 昌, 西山 貴弘, 中川 智之, 田畑 耕治, 渡邉 弘己
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A two sample Behrens-Fisher problem for factor models in high dimensions2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishiyama, Masashi Hyodo, Tatjana Pavlenko
    • 学会等名
      International Symposium on New Developments of Theories and Methodologies for Large Complex Data
    • 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] On the multiple comparison procedures among mean vectors for high-dimensional data under covariance heterogeneity2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishiyama, Masashi Hyodo
    • 学会等名
      International Conference on Econometrics and Statistics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ユークリッド距離に基づく判別分析の変数選択について2021

    • 著者名/発表者名
      中川智之,渡邉弘己,兵頭昌
    • 学会等名
      2021年度応用統計学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Normalized transformation of Dempster type statistic in high-dimensional setting2020

    • 著者名/発表者名
      兵頭昌, 渡邉弘己, 中川重和
    • 学会等名
      日本計算機統計学会第34回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 楕円母集団から得られた2-step単調欠測データに基づく平均ベクトルの尤度比検定と検出力について2020

    • 著者名/発表者名
      米口貴誠, 首藤信通, 兵頭昌
    • 学会等名
      日本計算機統計学会第34回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] よくわかる!Rで身につく 統計学 入門2022

    • 著者名/発表者名
      兵頭 昌、中川 智之、渡邉 弘己
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320114791
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] R・Pythonによる 統計データ科学2020

    • 著者名/発表者名
      杉山 高一, 櫻井 哲朗, 土屋 高宏, 兵頭 昌, 中村 好宏, 川崎 玉恵, 伊谷 陽祐, 杉山 高聖, 藤越 康祝, 塚田 真一, 西山 貴弘, 首藤 信通, 村上 秀俊, 小椋 透, 竹田 裕一, 榎本 理恵
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      勉誠出版
    • ISBN
      458524011X
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?user=r7r9T-AAAAAJ&hl=en

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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