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On Optimal Transport-based Statistical Measures for Graph Structured Data and Applications

研究課題

研究課題/領域番号 23K16939
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
研究機関北海道大学 (2024)
筑波大学 (2023)

研究代表者

NGUYEN DAIHAI  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (50968401)

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
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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proximal MCMC sampling / optimal transport / Bayesian inference / Generative models / Constrained domains / graph kernels / graph structured data
研究開始時の研究の概要

We design novel measures for graphs with the following advantages:
1) taking into account node features and global structures of graphs.
2) deriving valid kernels that can be used for kernel-based frameworks.
3) reducing the complexity of computing the pairwise distance or kernel matrices.

研究実績の概要

Our work has focused on generating structured data while effectively incorporating prior knowledge. To address this challenge, we formulated a general optimization problem involving the minimization of a composite objective function defined over probability distribution space. The objective consists of two components: one assumed to have a variational representation, and the other expressed in terms of the expectation operator of a possibly nonsmooth convex regularizer function, which represents the prior knowledge. We develope a general framework based on the optimal transport theory to minimize this objective. Furthermore, we also provide theoretical analyses and present experimental results to showcase the effectiveness of the proposed method.

現在までの達成度
現在までの達成度

1: 当初の計画以上に進展している

理由

We have achieved promising results in generating structured data through distributional optimization, with our findings published in leading conferences and journals. Looking ahead, we aim to expand our research to encompass graph data and its diverse applications.

今後の研究の推進方策

We plan to continue advancing optimal transport-based frameworks for solving distributional optimization problems, with a particular emphasis on applications in Bayesian inference and graph structured data.

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

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Moreau-Yoshida variational transport: a general framework for solving regularized distributional optimization problems2024

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dai Hai、Sakurai Tetsuya
    • 雑誌名

      Machine Learning

      巻: 113 号: 9 ページ: 6697-6724

    • DOI

      10.1007/s10994-024-06586-z

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mirror variational transport: a particle-based algorithm for distributional optimization on constrained domains2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dai Hai、Sakurai Tetsuya
    • 雑誌名

      Machine Learning

      巻: 112 号: 8 ページ: 2845-2869

    • DOI

      10.1007/s10994-023-06350-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differentiable optimization layers enhance GNN-based mitosis detection2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Haishan、Nguyen Dai Hai、Tsuda Koji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-41562-y

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] moreau-yoshida variational transport: a general framework for solving regularized distributional optimization problems2024

    • 著者名/発表者名
      Dai Hai NGUYEN
    • 学会等名
      European Conference on Machine Learning and Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases (ECML PKDD) 2024
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mirror variational transport: a particle-based algorithm for distributional optimization on constrained domains2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dai Hai
    • 学会等名
      the European Conference on Machine Learning and Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases (ECML PKDD) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] On a linear fused Gromov-Wasserstein distance for graph structured data2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dai Hai
    • 学会等名
      the International Workshop on Mining and Learning with Graphs, the European Conference on Machine Learning and Principles and Practice of Knowledge Discovery in Databases (ECML PKDD) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-12-26  

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