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時空間構造をもつデータに関する推定不確実性評価法と予測評価法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K11024
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60030:統計科学関連
研究機関統計数理研究所

研究代表者

矢野 恵佑  統計数理研究所, 統計基盤数理研究系, 准教授 (20806070)

研究分担者 高畠 哲也  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 講師 (80846949)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード時系列解析 / スペクトル解析 / 情報幾何 / spectral divergence / 時系列 / 不確実性評価 / 予測 / 時空間データ
研究開始時の研究の概要

時空間構造をもつデータに対する高精度・高速な統計解析手法を構築する。時空間構造をもつデータは計測が関わる様々な分野で現れる。これらの時空間構造をもつデータにおいて、未知母数の推定法や将来の観測値の予測法は古典的な課題として多くの研究が存在する。しかしながら、その評価、すなわち、推定の不確実性評価や予測の評価に関しては十分に行われていない。そこで、本研究では「時空間構造をもつデータに関する推定不確実性評価法と予測評価法の構築」を目指す。

研究実績の概要

昨年度提案したスペクトルRenyi divergenceに基づく時系列スペクトルの母数推定法について、周波数外れ値に対する最適化の軌跡の安定性およびロバストダイバージェンスとして有名なガンマ・ダイバージェンスとの関係を発見した。これらの理論的な発見は、スペクトル解析でよく使われるItakura-Saito divergence/Whittle likelihoodに基づく手法よりもスペクトルRenyi divergenceはより安定した推定値を提供し、複雑な事前処理が不要となるなどスペクトルRenyi divergence最小化推定量の実応用上の有用性を明らかにするものである。実際、提案した手法をGEONETの全観測点のF5解のSignal-Noise解析に適用し、Itakura-Saito divergence/Whittle likelihoodに基づく手法との違いを実データを用いて明らかにするとともに、数1000の観測点の約20年分のGNSS時系列の周波数特性を実時間で解析できることを実証した。

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

3つの論文採択・1つの論文投稿・1つの論文の改訂を行なっている状況である。

今後の研究の推進方策

スペクトル解析の不確実性評価に取り組むとともに、力学系のモード分解でよく利用されるDynamic Mode Decompositionの高度化に取り組む。これまでに作成したコードを広く公開・宣伝する。

報告書

(2件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2025 2024 2023

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] A GNSS‐Velocity Clustering Method Applicable at Local to Global Scales2025

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, A., K. Yano, M. Kano
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 130 号: 2 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1029/2024jb029689

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Matching Prior Pairs Connecting Maximum A Posteriori Estimation and Posterior Expectation2024

    • 著者名/発表者名
      Michiko Okudo and Keisuke Yano
    • 雑誌名

      Bayesian Analysis

      巻: - 号: -1 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1214/24-ba1500

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An embedding structure of determinantal point process2024

    • 著者名/発表者名
      Hino Hideitsu、Yano Keisuke
    • 雑誌名

      Information Geometry

      巻: 7 号: 2 ページ: 523-542

    • DOI

      10.1007/s41884-024-00156-x

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Minimum information dependence modeling2024

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Sei and Keisuke Yano
    • 雑誌名

      Bernoulli

      巻: 0 ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Posterior Covariance Information Criterion for Weighted Inference.2023

    • 著者名/発表者名
      Yukito Iba, Keisuke Yano
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 35 号: 7 ページ: 1340-1361

    • DOI

      10.1162/neco_a_01592

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A generalization gap estimation for overparameterized models via the Langevin functional variance2023

    • 著者名/発表者名
      Okuno Akifumi、Yano Keisuke
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Graphical Statistics

      巻: 1 号: 4 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1080/10618600.2023.2197488

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Predictive inference in linear mixed models2024

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yano, Gourab Mukherjee
    • 学会等名
      The 11th Tartu Conference on Multivariate Statistics
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 最小情報従属モデルの地震カタログへの適用2024

    • 著者名/発表者名
      矢野恵佑, 清智也
    • 学会等名
      科学研究費・基盤研究(A) 「大規模複雑データの理論と方法論の革新的展開」主催 シンポジウム「あたらしい統計科学」
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A new approach to mixed-domain and higher-order dependence modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yano
    • 学会等名
      Global Plasma Forum in Aomori
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 最小情報従属モデルを用いた混合ドメイン多変量解析2023

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yano
    • 学会等名
      令和5年度第2回 日本大学生産工学部人工知能リサーチセンター講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重み付き推論における汎化性能推定のための事後共分散型情報量規準2023

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yano
    • 学会等名
      大阪大学 数理・データ科学セミナー データ科学セミナーシリーズ
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-12-26  

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