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統計的ダイバージェンスに基づくモデル評価規準の開発と規準に対する評価

研究課題

研究課題/領域番号 20K19753
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60030:統計科学関連
研究機関九州大学 (2022-2023)
東京大学 (2020-2021)

研究代表者

倉田 澄人  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 助教 (10847122)

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
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
キーワードモデル選択 / 統計的ダイバージェンス / ロバストネス / 漸近理論 / ベイズ統計学 / スパースモデリング / 食品科学 / 地球科学 / 統計学的ダイバージェンス / 正則化法 / 地震学
研究開始時の研究の概要

例えば突出した能力を持った被験者だったり、例えば個性的な回答であったり、例えば観測機器の一時的な故障であったり、或いは人的ミスであったり―現実世界のデータには、様々な由来を持った「外れ値」が付き纏う。
「外れ値」には明確な定義を与え難く、またその発生を防ぐことは事実上不可能であり、これに対する頑健性を明確化することも容易ではない。本研究では、外れ値が混入していたとしても頑健な解析を為せるような手法について、特に統計的ダイバージェンスに基づいたモデル選択を中心に検討する。
加えて、頑健性を筆頭とした「規準の良さ」についての考察を行い、多様な場面、設定下で、「評価規準を評価する為の規準」を構築する。

研究成果の概要

突出した能力、災害級の現象、観測機器の故障、人的なミス等々、現実のデータの中には様々な由来を持った「外れ値」が存在する。外れ値には明確な定義や線引きを与えることが難しく、また発生を防ぐことも事実上不可能である為、外れ値が混ざっていてもその影響を小さく抑えられる「頑健」な手法は、統計分析に於いて非常に重要である。本研究では、外れ値に対して頑健なモデル選択手法について研究を行った。確率分布間の遠さを測る尺度である統計的ダイバージェンスで、モデルと根底に在る「真の分布」との「遠さ」を測り、現象や行動を適切に表現出来るモデルを導き出し、選択手法の性能を理論的に評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

あらゆる分野にデータは存在し、必然的にモデルが構築できる以上、「良きモデル」を択ぶ「良き規準」の開発は文理を問わない広い分野に対し意義を持つ。本研究は、導出に於ける理論的正当性や多様な設定に対する運用可能性に加えて、頑健性を中心とした規準の「良さ」を定式化し、理論的・数値実験的な比較を行うことに力点を置いた。「規準の良さ」についての考察を行い、多様な場面・設定下で、「評価規準を評価する為の規準」を構築することにより、数多存在する規準の長短や、それらの適切な使い道を示し、幅広い設定に対応した手法を開発・評価することで、諸分野の「良い」結論の妥当性ある保証を目指した。

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 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] On robustness of model selection criteria based on divergence measures: Generalizations of BHHJ divergence-based method and comparison2024

    • 著者名/発表者名
      Kurata Sumito
    • 雑誌名

      Communications in Statistics - Theory and Methods

      巻: 53 号: 10 ページ: 3499-3516

    • DOI

      10.1080/03610926.2022.2155788

    • 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 / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structured regularization based velocity structure estimation in local earthquake tomography for the adaptation to velocity discontinuities2022

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Yohta、Kurata Sumito、Yano Keisuke、Komaki Fumiyasu、Shiina Takahiro、Kato Aitaro
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 74 号: 1 ページ: 43-43

    • DOI

      10.1186/s40623-022-01600-x

    • 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] Statistical modeling for temporal dominance of sensations data incorporating individual characteristics of panelists: an application to data of milk chocolate2021

    • 著者名/発表者名
      Sumito Kurata,Reiko Kuroda,Fumiyasu Komaki
    • 雑誌名

      Journal of Food Science and Technology

      巻: - 号: 6 ページ: 2420-2428

    • DOI

      10.1007/s13197-021-05260-9

    • 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
  • [学会発表] スパース正則化における頑健なモデル選択規準について2023

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人, 廣瀨慧
    • 学会等名
      国際数理科学協会「統計的推測と統計ファイナンス」分科会研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 統計的ダイバージェンスを応用した高次元線形回帰モデルに対する正則化パラメータの頑健な選択について2023

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人, 廣瀨慧
    • 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] マルコフ連鎖と一般化線形モデルによるTDSデータの分析について2023

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人
    • 学会等名
      日本官能評価学会企業部会第105回定例会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造正則化を用いた地震波速度トモグラフィの性能検証2022

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人, 山中遥太, 矢野恵佑, 駒木文保, 椎名高裕, 加藤愛太郎
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 正則化による地震波速度推定精度の改善と構造変化の検出について2022

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人, 山中遥太, 矢野恵佑, 駒木文保, 椎名高裕, 加藤愛太郎
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 外れ値に対して頑健なモデル評価規準の発展可能性: 並立可能な統計学的性質について2022

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 統計的ダイバージェンスと外れ値に対し頑健なモデル選択規準について2022

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人
    • 学会等名
      統計科学セミナー(九州大学)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 速度不連続面を考慮した地震波速度トモグラフィに対する構造正則化の応用2021

    • 著者名/発表者名
      〇倉田澄人、山中遥太、矢野恵佑、駒木文保、椎名高裕、加藤愛太郎
    • 学会等名
      JpGU2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 地震波速度不連続面の検出のためのスパース正則化に基づく地震波トモグラフィ2021

    • 著者名/発表者名
      〇倉田澄人、山中遥太、矢野恵佑、駒木文保、椎名高裕、加藤愛太郎
    • 学会等名
      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
    • 招待講演
  • [学会発表] 頑健性を持つダイバージェンスの拡張とモデル評価規準2021

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人
    • 学会等名
      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] 構造正則化を応用した地震波トモグラフィ法による速度不連続面の検出2021

    • 著者名/発表者名
      〇倉田澄人、山中遥太、矢野恵佑、駒木文保、椎名高裕、加藤愛太郎
    • 学会等名
      日本地震学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A hidden Markov model for overlapping of seismic waves2020

    • 著者名/発表者名
      ○Sumito Kurata, Keisuke Yano, Fumiyasu Komaki
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Bayesian seismic tomography adapted to discontinuities2020

    • 著者名/発表者名
      ○Sumito Kurata, Naoya Takakura, Keisuke Yano, Fumiyasu Komaki
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 構造正則化に基づく地震波トモグラフィ2020

    • 著者名/発表者名
      山中遥太、○倉田澄人、矢野恵佑、駒木文保、椎名高裕、加藤愛太郎
    • 学会等名
      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] ダイバージェンスに基づくBIC型評価規準族について2020

    • 著者名/発表者名
      倉田澄人
    • 学会等名
      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] 評価者特性を反映した経時的優位感覚データの解析2020

    • 著者名/発表者名
      ○倉田澄人、黒田玲子、駒木文保
    • 学会等名
      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] On statistical methods for TDS data analysis: Consideration about characteristics of each panelist and each taste2020

    • 著者名/発表者名
      ○Sumito Kurata, Reiko Kuroda, Fumiyasu Komaki
    • 学会等名
      Sensometrics 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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