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2015 年度 実績報告書

スパースモデリングを促進する可視化基盤の強化

計画研究

研究領域スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成
研究課題/領域番号 25120014
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

藤代 一成  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (00181347)

研究分担者 渡辺 一帆  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (10506744)
高橋 成雄  会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (40292619)
研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワード可視化 / 機械学習 / トポロジー
研究実績の概要

本年度からは,元の3課題,すなわち【課題1】最適商写像選択課程の機械学習,【課題2】商写像表現変換のための潜在変数モデリング,【課題3】次元圧縮写像の視覚メタファとグリフ設計の各対合をとることにより,複合課題AからCまでを設定して研究を実施した.以下,複合課題ごとに成果の概要を示す.
【複合課題A (課題1と2の対合):商写像推定の高可用性】混合von Mises-Fisherモデルにブロックモデルを導入することにより,非対称バイクラスタリング法に対する確率モデルを開発し,変分ベイズ推論アルゴリズムを導出した.これを,既開発の拡張平行座標系表示に適用し,最適な軸クラスタ数やデータサンプルクラスタ数の推定に活用し,その効果を実証した.
【複合課題B (課題2と3の対合):視覚メタファ設計】非対称バイクラスタリングを用いた拡張平行座標系表示環境および多対多(一)拡張平行座標系表示環境を実装し,宇宙班との協同により,超新星分類問題に適用し,その視覚分析効果を実証した.また,多変数時系列データをアニメーションを用いずに幾何学的に可視化できるTimeTubes法の環境を実装し,同様に宇宙班との協同により,ブレーザ分類問題に適用し,その視覚分析効果を実証した.
【複合課題C (課題3と1の対合):履歴学習】関節体制御,音楽演奏,群衆移動,スポーツゲーム等の相異なる問題に共通して現れる(時系列)多変量データとその特徴解析タスクを分析し,可視化出自管理環境VIDELICETが管理する多次元可視化技法候補の最適利用シナリオを推薦するための基本オントロジーを開発した.

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

本年度から設定した複合課題にそって,研究はおおむね順調に進展している.課題の複合化により,新たな可視化技法の提案とその利用分析を有機的に結合させて研究を推進できているだけでなく,本新学術領域に属する他の計画研究との共同研究により,応用実証評価も実施できている.

今後の研究の推進方策

昨年度に引き続いて複合課題A~Cを設定し,以下のように研究を実施する.
【複合課題A】商写像変換の推定に用いられる学習モデルの複雑度自身をデータから推定する枠組みを構築し,商写像推定の可用性を高めるような拡張をさらに継続する.これには,ベイズ推論や無限混合モデルによる定式化の拡張及びモデル選択指標の開発を引き続き検討する.また各クラスタに属する確率を推定するような確率モデルを用いた拡張や特徴的なブロックの推定,時系列学習機構の導入などの拡張の可能性も引き続き検討する.
【複合課題B】視覚メタファを適切に設計することで,次元圧縮などに対応するデータの商写像表現を,データ分析の目的に応じて様々な可視化技法と連動させて構築していく.具体的には,昨年度と同様に,データ階層に基づく可視化,Bag-of-featuresを利用した次元削減,平行座標系表示の多対多(一)ビュー,時系列多次元データ向けのTimeTubes等における表現や対話的操作のさらなる拡張を検討する.また,可視化表現自身のスパース化を用いた簡単化・図式化についても議論していく.
【複合課題C】これまで開発してきた可視化出自管理環境VIDELICETが管理する多次元可視化技法の候補を,他の複合課題の進捗に合わせて拡大し,適用可能な対象データから抽出される特徴やメタデータに合わせて,最適利用シナリオを推薦できるようにする.このような高度可視化設計支援機能の実現に向けて,利用履歴の機械学習を中心に,引き続き検討や試験的追実装を行う.本新学術領域に属する実験・計測グループ(A01, A02)の各分野において利用可能にすることにより,可視化によるスパースモデリングの促進に実質的に貢献できるように配慮する.

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 10件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] リーズ大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      リーズ大学
  • [雑誌論文] Rate-distortion bounds for epsilon-insensitive distortion measures2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Watanabe
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals

      巻: E99-A ページ: 370-377

    • DOI

      10.1587/transfun.E99.A.370

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interactive visualization for singular fibers of functions f: R^3 → R^22016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sakurai, Osamu Saeki, Hamish Carr, Hsiang-Yun Wu, Takahiro Yamamoto, David J. Duke, Shigeo Takahashi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: 22 ページ: 945-954

    • DOI

      10.1109/TVCG.2015.2467433

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Data-driven approach to Type Ia supernovae: variable selection on the peak luminosity and clustering in visual analytics2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uemura, Koji S. Kawabata, Shiro Ikeda, Keiichi Maeda, Hsiang-Yun Wu, Kazuho Watanabe, Shigeo Takahashi, Issei Fujishiro
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 699 ページ: 012009

    • DOI

      10.1088/1742-6596/699/1/012009

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Asymmetric biclustering with constrained von Mises-Fisher models2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Watanabe, Hsiang-Yun Wu, Shigeo Takahashi, Issei Fujishiro
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 699 ページ: 012028

    • DOI

      10.1088/1742-6596/699/1/012018

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] グラフスペクトル解析を用いた平行座標系の軸縮約2015

    • 著者名/発表者名
      能野琴,Hsiang-Yun Wu,渡辺一帆,高橋成雄,藤代一成
    • 雑誌名

      画像電子学会誌

      巻: 44 ページ: 447-456

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MDLの効率的計算のための事前分布設定2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺一帆
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会(チュートリアルセッション「記述長最小原理の新展開」)
    • 発表場所
      九州大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] リズムパターンのインタラクティブなグルーヴ可視化2016

    • 著者名/発表者名
      神展彦,芳賀直樹,藤代一成
    • 学会等名
      情報処理学会第78回全国大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-12
  • [学会発表] ラグビーの試合における戦況の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      石川雄介,藤代一成
    • 学会等名
      情報処理学会第78回全国大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-12
  • [学会発表] マルチスレッド設計によるインタラクティブなグルーヴ可視化2016

    • 著者名/発表者名
      神展彦,芳賀直樹,藤代一成
    • 学会等名
      映像表現・芸術科学フォーラム2016
    • 発表場所
      東京工芸大学(東京都・中野区)
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-09
  • [学会発表] 作曲家の変奏特徴を理解するための変奏曲可視化システム2016

    • 著者名/発表者名
      村岡遼太,藤代一成
    • 学会等名
      映像表現・芸術科学フォーラム2016
    • 発表場所
      東京工芸大学(東京都・中野区)
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-09
  • [学会発表] 非一様な密集度を考慮した群衆移動のモデリング2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木涼平,藤代一成
    • 学会等名
      映像表現・芸術科学フォーラム2016
    • 発表場所
      東京工芸大学(東京都・中野区)
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-09
  • [学会発表] Making many-to-many parallel coordinate plots scalable by asymmetric biclustering2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Niibe, Hsiang-Yun Wu, Kazuho Watanabe, Shigeo Takahashi, Issei Fujishiro
    • 学会等名
      International Meeting on High-Dimensional Data-Driven Science 2015
    • 発表場所
      Mielparque (Kyoto, Kyoto)
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary design of visualization tool for time-dependent, multi-variate blazar datasets2015

    • 著者名/発表者名
      Longyin Xu, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Makoto Uemura, Issei Fujishiro
    • 学会等名
      International Meeting on High-Dimensional Data-Driven Science 2015
    • 発表場所
      Mielparque (Kyoto, Kyoto)
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Rate-distortion bounds for distortion measures with kernel feature mapping2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺一帆
    • 学会等名
      第38回情報理論とその応用シンポジウム
    • 発表場所
      下電ホテル(岡山県・倉敷市)
    • 年月日
      2015-11-24 – 2015-11-27
  • [学会発表] SeeGroove: Supporting groove learning through visualization2015

    • 著者名/発表者名
      Issei Fujishiro, Naoki Haga, Masanori Nakayama
    • 学会等名
      Cyberworlds2015
    • 発表場所
      Visby (Sweden)
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Egocentric design in geospatial mapping2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Takahashi
    • 学会等名
      1st IEEE International Symposium on Big Data Visual Analytics
    • 発表場所
      Hobert, Tasmania (Australia)
    • 年月日
      2015-09-22 – 2015-09-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] バイクラスタリングの対話型可視化ツールを用いたIa 型超新星の分類2015

    • 著者名/発表者名
      植村誠, 前田啓一, Hsiang-Yun Wu, 渡辺一帆, 高橋成雄, 藤代一成
    • 学会等名
      日本天文学会2015年秋季年会
    • 発表場所
      甲南大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [学会発表] Using mutual information for exploring optimal light source placements2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ohtaka, Shigeo Takahashi, Hsiang-Yun Wu, Naoya Ohta
    • 学会等名
      International Symposium on Smart Graphics 2015
    • 発表場所
      Chengdu (China)
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Formulating optimization models for visual computing2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Smart Graphics 2015
    • 発表場所
      Chengdu (China)
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interactively uncluttering node overlaps for network visualization2015

    • 著者名/発表者名
      Rie Ishida, Shigeo Takahashi, Hsiang-Yun Wu
    • 学会等名
      19th International Conference on Information Visualization
    • 発表場所
      Barcelona (Spain)
    • 年月日
      2015-07-21 – 2015-07-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Rate-distortion analysis for kernel-based distortion measures2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Watanabe
    • 学会等名
      8th Workshop on Information Theoretic Methods in Science and Engineering
    • 発表場所
      Copenhagen (Denmark)
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Motion puppetry taking skeletal similarity into account2015

    • 著者名/発表者名
      Norihide Kaneko, Reo Takahashi, Issei Fujishiro
    • 学会等名
      28th International Conference on Computer Animation and Social Agents
    • 発表場所
      NTU (Singapore)
    • 年月日
      2015-05-11 – 2015-05-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Biclustering high-dimensional data for correlated subspace mining2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Watanabe, Hsiang-Yun Wu, Yusuke Niibe, Shigeo Takahashi, Issei Fujishiro
    • 学会等名
      IEEE Pacific Visualization Symposium 2015
    • 発表場所
      Hangzhou (China)
    • 年月日
      2015-04-14 – 2015-04-17
    • 国際学会
  • [備考] 新学術領域「スパースモデリング」

    • URL

      http://sparse-modeling.jp/

  • [備考] 慶應義塾大学藤代研究室

    • URL

      http://fj.ics.keio.ac.jp/

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-07  

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