項目応答理論とマルコフ確率場を用いた確率的データマイニング理論の体系化

• 研究課題/領域番号: 21700247
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 安田 宗樹 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (20532774)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 確率的情報処理 / 統計的機械学習理論 / 情報統計力学 / 項目応答理論 / データマイニング / 統計的近似計算理論 / アルゴリズム / 統計的学習理論

研究概要

項目応答理論とは社会科学や心理学で発展してきた現代の統計的テスト理論である。当該研究計画は、従来独立に扱われてきた項目間に相関を持ち込み、項目間が複雑に関連し合う新しい項目応答理論モデルの構築とそのモデルに対する統計的近似計算アルゴリズム・統計的機械学習アルゴリズムを提案した。提案した項目応答理論モデルはニューラルネットワーク分野や機械学習分野などで知られているボルツマンマシンに類似の数理構造をもっているため、当該研究計画により得られた成果は項目応答理論の発展のみならず、更なる応用への展開が今後期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Replica Plefka Expansion of Ising systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Yoshiyuki Kabashima and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Statistical Mechanics : Theory and Experiment ページ: 4002-4002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inverse Problem in Pairwise Markov Random Fields using Loopy Belief Propagation (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Shun Kataoka and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.81, No.4 ページ: 44801-44801
  • NAID: 40019224431
  • 査読あり
• [雑誌論文] TAP Equation for Nonnegative Boltzmann Machine (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Philosophical Magazine 巻: Vol.92, Nos. 1-3 ページ: 192-209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical analysis of the expectation-maximization algorithm with loopy belief propagation in Bayesian image modeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka, D.M.Titterington
  • 雑誌名: Philosophical Magazine 巻: 92 号: 1-3 ページ: 50-63
  • DOI: 10.1080/14786435.2011.624558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical analysis of Gaussian image inpainting problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 81 号: 2 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.025001
  • NAID: 210000109417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inverse Problem in Pairwise Markov Random Fields using Loopy Belief Propagation (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Shun Kataoka, Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 81 号: 4 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.044801
  • NAID: 40019224431
  • 査読あり
• [雑誌論文] 項目間の相関を考慮した項目応答理論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹, 田中和之
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告(NC2011-187) 巻: 111 ページ: 387-391
  • NAID: 110009546343
• [雑誌論文] Replica Plefka Expansion of Ising systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Yoshiyuki Kabashima, Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Statistical Mechanics : Theory and Experiment
  • 査読あり
• [雑誌論文] TAP Equation for Nonnegative Boltzmann Machine (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Philosophical Magazine 巻: 92 ページ: 192-209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Learning Algorithm in Restricted Boltzmann Machines using Kullback-Leibler Importance Estimation Procedure (2011)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Tetsuharu Sakurai, Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA), IEICE 巻: 2 ページ: 153-164
  • NAID: 130000903451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deterministic Approximate Learning Algorithm for Boltzmann Machines using Correlation Equality (2010)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: IEICE Transactions (D) 巻: Vol.J93-D, No.11 ページ: 2446-2453
  • NAID: 110007880367
  • 査読あり
• [雑誌論文] Approximate Learning Algorithm in Boltzmann Machines (2009)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Neural Computation 巻: Vol.21, No.11 ページ: 3130-3178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Approximate Learning Algorithm in Boltzmann Machines (2009)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Neural Computation 21 ページ: 301-308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical Performance Analysis in Probabilistic Image Processing (2009)
  • 著者名/発表者名: Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 79
  • NAID: 210000108222
  • 査読あり
• [学会発表] 圧縮センシングを用いた画像補修モデリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 片岡駿, 安田宗樹, 樺島祥介, 田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 圧縮センシングによる画像補修 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片岡駿, 安田宗樹, 樺島祥介, 田中和之
  • 学会等名: 情報統計力学の最前線(YSM-SPIP2012)
  • 発表場所: 京都大学(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] 項目間の相関を考慮した項目応答理論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹, 田中和之
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告
  • 発表場所: 玉川大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] カラーチャンネル間の相関を考慮したGaussian FoEモデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 村山竜太, 安田宗樹, 和泉勇治, 田中和之
  • 学会等名: 第14回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2011)
  • 発表場所: 奈良女子大学
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] ランダム欠損を利用した画像圧縮法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片岡駿, 安田宗樹, 田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 改良された感受率伝搬法とその一般化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹, 田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Replicated Plefka Expansion and its Application to Inverse Ising Problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda
  • 学会等名: Interdisciplinary Applications of Statistical Physics & Complex Networks
  • 発表場所: KITPC, Beijing, China
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] 改良された感受率伝搬法, 電子情報通信学会技術研究報告 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹, 田中和之
  • 学会等名: 第13回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS 2010)
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] 確率伝搬法による確率的画像処理におけるEMアルゴリズムの統計解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 片岡駿, 安田宗樹, 田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 適応TAP方程式の摂動近似としての再解釈 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹, 田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Approach to inverse problem using advanced mean-field methods (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹
  • 学会等名: International Meeting on "Inference, Computation, and Spin Glasses"(ICSG2010)
  • 発表場所: Campus Plaza, Kyoto
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Kullback-Leibler Importance Estimation Procedure を用いた Restricted Boltzmann Machine の学習アルゴリズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 桜井哲治, 安田宗樹, 田中和之
  • 学会等名: 第12回情報論的学習理論ワークショップ
  • 発表場所: 九州大学医学部
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] 確率伝搬法による画像修復の統計的性能評価法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片岡駿, 安田宗樹, 田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] レプリカ拡張系に対する適応的TAP方程式の統計的学習理論への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹, 樺島祥介, 田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Probabilistic image processing by extended Gauss-Markov random fields (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Tanaka, Nicolas Morin, Muneki Yasuda, D.M.Titterington
  • 学会等名: 15th Workshop on Statistical Signal Processing
  • 発表場所: University of Cardiff, UK
  • 年月日: 2009-09-03
• [図書] コンピュータビジョン最先端ガイド3 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹, 片岡駿, 田中和之
  • 出版者: アドコム・メディア株式会社
• [図書] 映像情報メディア工学大事典 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中和之, 安田宗樹
  • 出版者: オーム社
• [備考] 研究業績等はすべて上記のホームペジで公開している。
  • URL: http://www.smapip.is.tohoku.ac.jp/~muneki/
• [備考]
  • URL: http://www.smapip.is.tohoku.ac.jp/~muneki/
• [備考]
  • URL: http://www.smapip.is.tohoku.ac.jp/~muneki/
• [備考]
  • URL: http://www.smapip.is.tohoku.ac.jp/~muneki/