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Structured Tensor Approximation under Kronecker Graph and Its Application on Hydrological Data

研究課題

研究課題/領域番号 20K19875
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61030:知能情報学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

李 超  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 研究員 (10869837)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードtensor network / Tensor network / Machine learning / time series forecasting / Tensor Learning / complex graph
研究開始時の研究の概要

Tensor decomposition (TD) is becoming a promising tool in various fields. However, how to exploit the inherent graphical structure of the data is not widely explored. To this end, we plan to develop new TD methods based on the Kronecker structure of the large-scale complex graph. In addition, we will generalize the existing theoretical studies such that the new theory can guide us to analyse the performance of the methods. Finally, we will apply the new methods to the task of hydrological data restoration, which is of importance for the subsequent prediction and analysis tasks.

研究成果の概要

高次元の課題解決において、テンソルモデルは様々な分野での活用が進んでいる。しかし、テンソルネットワーク構造探索(TN-SS)やテンソル学習ダイナミクス(TLD)の解析など未解明の問題が多く残されている。TN-SSにおいては、本研究でサンプリングに基づくアルゴリズムによって、最適なテンソルネットワーク構造を獲得することが確認された。さらに、探索空間の理論解析を加えることで、2つの効率的なサンプリングスキームを提案した。時系列予測に向けたTLDの分析では、モデルの記憶機構とテンソル次数の関係を明らかにした。加えて、テンソルによるロングメモリ効果を最大化できる新たな予測手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Tensor is a promising framework, which tightly bonds many scientific fields for the human society. The results of the project reveal how the tensor structures impact its behavior in machine learning and practically provides methods to maximize the performance in real-world applications.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Bigo Technology PTE. LTD, Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Carnegie Mellon University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Hide Chopin in the Music: Efficient Information Steganography Via Random Shuffling2021

    • 著者名/発表者名
      Sun Zhun、Li Chao、Zhao Qibin
    • 雑誌名

      Proceeding of ICASSP 2021 - 2021 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)

      巻: 1 ページ: 2370-2374

    • DOI

      10.1109/icassp39728.2021.9413357

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the Memory Mechanism of Tensor-Power Recurrent Models2021

    • 著者名/発表者名
      Qiu, Hejia and Li, Chao and Weng, Ying and Sun, Zhun and He, Xingyu and Zhao, Qibin
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Artificial Intelligence and Statistics

      巻: 1

    • 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] Evolutionary topology search for tensor network decomposition2020

    • 著者名/発表者名
      Li, Chao and Sun, Zhun
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Machine Learning

      巻: 1

    • 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] Tpfn: Applying outer product along time to multimodal sentiment analysis fusion on incomplete data2020

    • 著者名/発表者名
      Li, Binghua and Li, Chao and Duan, Feng and Zheng, Ning and Zhao, Qibin
    • 雑誌名

      Computer Vision -- ECCV 2020

      巻: 1 ページ: 431-447

    • 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] Low Tensor-Ring Rank Completion by Parallel Matrix Factorization2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Jinshi、Zhou Guoxu、Li Chao、Zhao Qibin、Xie Shengli
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems

      巻: 1 号: 7 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1109/tnnls.2020.3009210

    • 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] HIDE CHOPIN IN THE MUSIC: EFFICIENT INFORMATION STEGANOGRAPHY VIA RANDOM SHUFFLING2021

    • 著者名/発表者名
      Chao Li
    • 学会等名
      ICASSP 2021 - 2021 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Siamese Prototypical Contrastive Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Chao Li
    • 学会等名
      BMVC 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Memory Mechanism of Tensor-Power Recurrent Models2021

    • 著者名/発表者名
      Li, Chao
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Intelligence and Statistics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolutionary topology search for tensor network decomposition2020

    • 著者名/発表者名
      Li, Chao
    • 学会等名
      International Conference on Machine Learning
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tpfn: Applying outer product along time to multimodal sentiment analysis fusion on incomplete data2020

    • 著者名/発表者名
      Li, Chao
    • 学会等名
      European Conference on Computer Vision
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] The paper published in ICASSP 2021

    • URL

      https://ieeexplore.ieee.org/document/9413357

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Siamese Prototypical Contrastive Learning

    • URL

      https://www.bmvc2021-virtualconference.com/assets/papers/0890.pdf

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Paper 1

    • URL

      http://proceedings.mlr.press/v130/qiu21a/qiu21a.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Paper 2

    • URL

      http://proceedings.mlr.press/v119/li20l/li20l.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Paper 3

    • URL

      http://www.ecva.net/papers/eccv_2020/papers_ECCV/papers/123690426.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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