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ルール生成による不完全情報表からの機械学習とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K11954
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61030:知能情報学関連
研究機関九州工業大学

研究代表者

酒井 浩  九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60201513)

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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード表データ解析 / ルール生成 / 不完全情報 / NIS-アプリオリアルゴリズム / 欠損値補完 / データマイニング / ルール生成による機械学習 / ラフ集合と粒状計算 / アプリオリアルゴリズム / NIS-アプリオリ法 / ラフ集合 / 欠損値推定 / NIS-アプリオリ / 可能世界意味論 / ルール生成の完全性 / 機械学習 / ビッグデータ
研究開始時の研究の概要

研究代表者は情報表におけるルール生成の手法、DIS-アプリオリ法(通常の情報表DISからルールを生成)とNIS-アプリオリ法(不完全な情報表NISから確実ルールと可能性ルールを生成)を提案・実現している。
本研究ではNIS-アプリオリ法に機械学習の機能を追加し、真の情報表と真のルールを逐次的に推定する手法、説明可能なAI機能の実現(ルールに基づく理由付けによるAIのブラックボックス化解消)、ビッグデータ・異種データを統合したルール生成とその利用によるAI機能の構築等を進める。

研究成果の概要

実装しているNIS-アプリオリ法(不完全な情報表NISから確実ルールを生成する)を利用して,表データにおける欠損値補完の手法を研究した.対象xの属性Aが欠損値である場合,属性Aを決定属性にした確実ルールを生成し,xにヒットした最も強い確実ルールの結論部で欠損値を補完する.本枠組みは従来に無い手法と考えられ,そのための新たな実行環境を実現した.交差検証による実験では,一様に都合のよい補完を得なかったが,属性Aへの強い依存関係を有する属性がある場合には高い精度で真値を補完できた.UCIのCongressional Votingデータでは強い確実ルールが存在し,精度93%で真値を補完できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

表データにおける欠損値の問題は古くから取り上げられており,主に統計的な手法が用いられる.しかし,表データがカテゴリカルな値を持つ場合,例えば血液型データのように平均や分散などの統計量が明確にならないことも考えられる.今回提案している欠損値補完法はカテゴリカルな値を研究対象にしており,統計的手法にはなじまない場合の新たな欠損値補完法に繋がると考えられる.

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

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 3件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ラフ集合非決定情報解析における欠損値補完とルール生成による機械学習に向けた試み2023

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroshi、Nakata Michinori
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 35 号: 4 ページ: 746-758

    • DOI

      10.3156/jsoft.35.4_746

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2023-11-15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Descriptor-Based Information Systems and Rule Learning from Different Types of Data Sets with Uncertainty2023

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroshi、Nakata Michinori
    • 雑誌名

      Proc. IUKM2023, Springer LNAI

      巻: 14376 ページ: 255-266

    • DOI

      10.1007/978-3-031-46781-3_22

    • ISBN
      9783031467806, 9783031467813
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kryszkiewicz’s Relation for Indiscernibility of Objects in Data Tables Containing Missing Values2023

    • 著者名/発表者名
      Nakata Michinori、Saito Norio、Sakai Hiroshi、Fujiwara Takeshi
    • 雑誌名

      Proc. Rough Sets. IJCRS 2023. LNCS, Springer

      巻: 14481 ページ: 170-184

    • DOI

      10.1007/978-3-031-50959-9_12

    • ISBN
      9783031509582, 9783031509599
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extending Kryszkiewicz’s Formula of Missing Values in Terms of Lipski’s Approach2023

    • 著者名/発表者名
      Nakata Michinori、Saito Norio、Sakai Hiroshi、Fujiwara Takeshi
    • 雑誌名

      Proc. IUKM2023, Springer LNAI

      巻: 14376 ページ: 294-305

    • DOI

      10.1007/978-3-031-46781-3_25

    • ISBN
      9783031467806, 9783031467813
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rule Generation from Several Types of Table Data Sets and Its Application: Decision-Making with Transparency and an Improved Execution Environment2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sakai, Zhiwen Jian
    • 雑誌名

      International Journal of Service and Knowledge Management ( International Institute of Applied Informatics )

      巻: 7 (1)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Apriori-based Rule Generation with Three-way Decisions for Heterogeneous and Uncertain Data2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroshi、Nakata Michinori
    • 雑誌名

      Proceedings - SCIS-ISIS 2022

      巻: no ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/scisisis55246.2022.10001979

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Lattice Structure of Coverings in an Incomplete Information Table with Value Similarity2022

    • 著者名/発表者名
      Nakata Michinori、Saito Norio、Sakai Hiroshi、Fujiwara Takeshi
    • 雑誌名

      Proc. IUKM2022, LNAI ( Springer )

      巻: 13199 ページ: 16-28

    • DOI

      10.1007/978-3-030-98018-4_2

    • ISBN
      9783030980177, 9783030980184
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アプリオリ法によるルール生成とルールによる説明可能な結論付けの機能について2021

    • 著者名/発表者名
      JIAN Zhiwen、SAKAI Hiroshi
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 33 号: 1 ページ: 506-510

    • DOI

      10.3156/jsoft.33.1_506

    • NAID

      130007986517

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2021-02-15
    • 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] Granulated Tables with Frequency by Discretization and Their Application2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroshi, Jian Zhiwen
    • 雑誌名

      IFIP Advances in Information and Communication Technology, Springer

      巻: 623 ページ: 137-146

    • DOI

      10.1007/978-3-030-74826-5_12

    • ISBN
      9783030748258, 9783030748265
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rules from Table Data Sets and Their Application to Decision Support2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroshi, Jian Zhiwen
    • 雑誌名

      Proceedings IIAI-AAI 2021 ( IEEE )

      巻: no ページ: 16-22

    • DOI

      10.1109/iiai-aai53430.2021.00003

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible Coverings in Incomplete Information Tables with Similarity of Values2021

    • 著者名/発表者名
      Nakata Michinori、Saito Norio、Sakai Hiroshi、Fujiwara Takeshi
    • 雑誌名

      Proc. IJCRS2021, LNAI ( Springer )

      巻: 12872 ページ: 83-89

    • DOI

      10.1007/978-3-030-87334-9_7

    • ISBN
      9783030873332, 9783030873349
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lithology Prediction Using Well Logs: A Granular Computing Approach2021

    • 著者名/発表者名
      Touhid Mohammad Hossain、Junzo Watada、Izzatdin Abdul Aziz、Maman Hermana、Sheikh Tanzim Meraj and Hiroshi Sakai
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する国際誌

      巻: 17 号: 01 ページ: 225

    • DOI

      10.24507/ijicic.17.01.225

    • ISSN
      1349-4198
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Missing Well Log Data Handling in Complex Lithology Prediction: An NIS Apriori Algorithm Approach2020

    • 著者名/発表者名
      Touhid Mohammad Hossain、 Junzo Watada、 Zhiwen Jian、 Hiroshi Sakai、 Shokor Rahman and Izzatdin Abdul Aziz
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する国際誌

      巻: 16 号: 03 ページ: 1077

    • DOI

      10.24507/ijicic.16.03.1077

    • ISSN
      1349-4198
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] An Adjusted Apriori Algorithm to Itemsets Defined by Tables and an Improved Rule Generator with Three-Way Decisions2020

    • 著者名/発表者名
      Jian Zhiwen、Sakai Hiroshi、Ohwa Takuya、Shen Kao-Yi、Nakata Michinori
    • 雑誌名

      IJCRS 2020、 Lecture Notes in Computer Science、Springer, Cham.

      巻: 12179 ページ: 95-110

    • DOI

      10.1007/978-3-030-52705-1_7

    • NAID

      120007117048

    • ISBN
      9783030527044, 9783030527051
    • 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] Rough Sets Non-Deterministic Information Analysis and a NIS-Apriori System - A Rule Generation System Based on Possible World Semantics -2020

    • 著者名/発表者名
      SAKAI Hiroshi、NAKATA Michinori、WATADA Junzo
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society for Fuzzy Theory and Intelligent Informatics

      巻: 32 号: 4 ページ: 747-758

    • DOI

      10.3156/jsoft.32.4_747

    • NAID

      130007887741

    • 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] Rough Sets and Rule Induction from Indiscernibility Relations Based on Possible World Semantics in Incomplete Information Systems with Continuous Domains2020

    • 著者名/発表者名
      Nakata Michinori、Sakai Hiroshi、Hara Keitarou
    • 雑誌名

      Studies in Big Data、Springer, Cham.

      巻: 77 ページ: 3-23

    • DOI

      10.1007/978-3-030-59338-4_1

    • ISBN
      9783030593377, 9783030593384
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Challenges in Descriptor-Based Information Systems and Machine Learning by Rule Generation2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sakai
    • 学会等名
      Int'l. Conf. Rough Sets. IJCRS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Association Rule-based Table Data Analysis and Its Applications - Toward New Interdisciplinary Mathematics for Data Sciences -2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sakai
    • 学会等名
      International Conference on Statistics, Data Science and Reliability: Exploring Trends, Methods & Applications (IC-SDSRETMA-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 連続値表データにおける記述子とルール生成について - Iris データセットの場合 -2023

    • 著者名/発表者名
      酒井 浩
    • 学会等名
      第39回ファジイシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 自己取得したルールを用いる欠損値推定について2022

    • 著者名/発表者名
      酒井浩
    • 学会等名
      第38回日本知能情報ファジィ学会 ファジィ システム シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Rule Generation from Table Data Sets and Its Application2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai Hiroshi
    • 学会等名
      Second Virtual International Conference on Robotics, Intelligent Automation and Control Technologies (RIACT 2021)
    • 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] ラフ集合非決定情報解析と機械学習について2021

    • 著者名/発表者名
      酒井浩
    • 学会等名
      第37回日本知能情報ファジィ学会 ファジィ システム シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Granulated Tables with Frequency by Discretization and Their Application2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sakai
    • 学会等名
      The Fourth International Conference on Intelligence Science (ICIS2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ラフ集合、アプリオリ法、アンサンブル学習と 説明可能なAIに関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      酒井浩
    • 学会等名
      第36回ファジイシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A Consideration about Rough Sets, the Apriori Algorithm, Ensemble Learning, and the Rule-based Functionality for Explainable AI2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sakai
    • 学会等名
      FIM2020 - SYNERGIES IN COMPUTATIONAL, MATHEMATICAL, STATISTICAL AND PHYSICAL SCIENCES ( Stella Maris College Campus, Stella Maris College Campus, Chennai, India (Virtual conference)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Rule-Base Granular Computing Approach for Stock Portfolio Optimization2020

    • 著者名/発表者名
      Kao-Yi Shen
    • 学会等名
      2020 International Conference on System Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Software Tools for RNIA

    • URL

      https://www.mns.kyutech.ac.jp/~sakai/RNIA/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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