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無限次元統計モデルに基づくベイズ予測理論の構築とデータ解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22H00510
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

駒木 文保  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (70242039)

研究分担者 諸星 穂積  政策研究大学院大学, 政策研究科, 教授 (10272387)
村松 正和  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (70266071)
田中 冬彦  大阪大学, 全学教育推進機構, 教授 (90456161)
奥戸 道子  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (90887564)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
41,860千円 (直接経費: 32,200千円、間接経費: 9,660千円)
2025年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2024年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2023年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2022年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワードベイズ予測 / 統計モデル / 理論構築 / 情報幾何 / 点過程 / 多変量解析
研究開始時の研究の概要

統計モデルに基づく予測についての統計的決定理論の構築と、それに基づく統計モデリングとデータ解析手法の開発を行う。特に、無限次元のパラメータ空間を有限次元の部分空間と残りの次元に分解して考えることにより、今まで十分に扱えなかった無限次元の問題でのインプロパーな事前分布に基づく許容的な推定や予測について議論することができる。理論的に保証された方法を用いたデータ解析を行う計算統計学的手法を開発するとともに、無限次元統計モデルに基づく開発した手法を用いた脳科学におけるデータなどの実データ解析を行う。

研究実績の概要

本研究課題では,統計モデルに基づく予測に関する統計的決定理論の構築とそれに基づく統計モデリングおよびデータ解析手法の開発に焦点を当て,研究を進めている.まず,脳神経科学など非常に広い応用分野で重要となる高次元多変量正規分布の分散共分散行列の予測の重要性に着目した研究を行なった.Wishart分布のベイズ予測分布を Kullback-Leibler ダイバージェンスを用いて評価するとき,Wishart分布族の特性を利用してベイズ予測分布のリスクを分解する手法を提案した.さらに,標準的な無情報事前分布を含む新たな事前分布族を導入し,標準的な無情報事前分布に基づくベイズ予測分布の性能と比較して,無情報事前分布を優越する事前分布の存在を明らかにした.これらの成果は学術論文として発表されている.さらに,脳神経科学・地震学などで重要となる点過程のデータ解析において基本となる,ガンマ分布と逆ガウス分布モデルに着目した.これらのモデルにおける予測密度について研究を進め,これらのモデルにおいては正規モデルやポアソンモデルで重要な役割を果たしているベイズ予測とパラメータ推定の基本的な関係が成り立たないこと.及び対応するレヴィ測度の推定が重要な役割を果たしていることを示すとともに,レヴィ測度の情報幾何学の構想について国際会議で発表を行った.これらの成果は、統計モデリングとデータ解析の分野における、複雑なデータ構造を持つ問題の予測を改良する指針を与えている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

応用上重要な統計モデルに基づくベイズ予測についての理論的結果が得られたのとともに,点過程モデルにおけるベイズ予測とレヴィ測度の関係,レヴィ測度の情報幾何の構築について新たな方向性が見出されたため..

今後の研究の推進方策

高次元,無限次元の統計モデルのベイズ予測について研究を進める.特に点過程モデルのベイズ予測とレヴィ測度の情報幾何学の理論研究を進めると共に,統計モデリングに基づくデータ解析に結びつけることを目指す.

報告書

(2件)
  • 2022 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Enriched standard conjugate priors and the right invariant prior for Wishart distributions2023

    • 著者名/発表者名
      Oda Hidemasa、Komaki Fumiyasu
    • 雑誌名

      Journal of Multivariate Analysis

      巻: 193 ページ: 105105-105105

    • DOI

      10.1016/j.jmva.2022.105105

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Advanced paternal age diversifies individual trajectories of vocalization patterns in neonatal mice2022

    • 著者名/発表者名
      Mai Lingling、Inada Hitoshi、Kimura Ryuichi、Kanno Kouta、Matsuda Takeru、Tachibana Ryosuke O.、Tucci Valter、Komaki Fumiyasu、Hiroi Noboru、Osumi Noriko
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 8 ページ: 104834-104834

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104834

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A limiting analysis on regularization of singular SDP and its implication to infeasible interior-point algorithms2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Takashi、Lourenco Bruno F.、Muramatsu Masakazu、Okuno Takayuki
    • 雑誌名

      Mathematical Programming

      巻: - 号: 1 ページ: 531-568

    • DOI

      10.1007/s10107-022-01891-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 統計モデルに基づく予測と推定2022

    • 著者名/発表者名
      駒木文保
    • 学会等名
      2022年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Predictions for the gamma distribution model and information geometry of Levy measures2022

    • 著者名/発表者名
      Fumiyasu Komaki
    • 学会等名
      CMStatistics2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジニ係数を最小化する議席配分を求める2つの割当法の比較2022

    • 著者名/発表者名
      諸星穂積
    • 学会等名
      日本オペレーションズリサーチ学会2022年度秋季発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シミュレーションを用いた議席配分問題における公平性基準の分析2022

    • 著者名/発表者名
      諸星穂積
    • 学会等名
      日本応用数理学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 都道府県議会における選挙区定数配分の公平性分析2022

    • 著者名/発表者名
      諸星穂積
    • 学会等名
      日本応用数理学会第19回研究部会連合発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Variant of Knapsack Problem Efficient for Benders Decomposition2022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Aratani, Masakazu Muramatsu
    • 学会等名
      13th International Congress on Advanced Applied Informatics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 居酒屋チェーン店における従業員の勤務表作成問題2022

    • 著者名/発表者名
      中村克, 村松正和
    • 学会等名
      日本OR学会2023年度春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 負の三項モデル多様体のケーラー構造と優調和事前分布2022

    • 著者名/発表者名
      田中冬彦
    • 学会等名
      2022年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Bayes extended estimators with shrinkage priors for multivariate normal models2022

    • 著者名/発表者名
      Michiko Okudo, Fumiyasu Komaki
    • 学会等名
      EcoSta 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Poisson 分布のパラメータ空間の q-exponential family2022

    • 著者名/発表者名
      奥戸道子, 駒木文保
    • 学会等名
      2022年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ベイズ拡張推定量の性質と応用2022

    • 著者名/発表者名
      奥戸道子
    • 学会等名
      科研費シンポジウム 「ベイズ統計学の最近の展開」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 東京大学 大学院情報理工学系研究科 数理情報学専攻/工学部 計数工学科 駒木文保

    • URL

      http://www.stat.t.u-tokyo.ac.jp/~komaki/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 政策研究大学院大学 教員・所属研究者情報

    • URL

      https://www.grips.ac.jp/list/facultyinfo/morohosi_hozumi/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 電気通信大学 研究者情報総覧

    • URL

      https://researchers.uec.ac.jp/search/detail?systemId=603c066f9e12bcb1520e17560c007669&lang=ja

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 大阪大学 研究者総覧

    • URL

      https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/e72430dea624ff5b.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-04-17  

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