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2016 年度 実施状況報告書

スパース正則化法に基づく探索的構造方程式モデリング

研究課題

研究課題/領域番号 15K15949
研究機関九州大学

研究代表者

廣瀬 慧  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 准教授 (40609806)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード因子分析 / 正則化法 / 因子回転
研究実績の概要

本年度は,グラフィカルモデル,因子回帰モデル,因子分析モデルにおける新たな手法を考案した.
(1)ガンマダイバージェンスに基づくロバストかつスパースなグラフィカルモデルを考案し,その性質を調べた.まず,提案法が,再下降性と呼ばれる,ロバスト推定の良い性質を満たすことがわかった.また,先行研究と比べ,パフォーマンスが圧倒的に良いことを数値的に示した.また,実データ解析においても,提案法が,適切に外れ値に対処できることがわかった.
(2)昨年度提案した因子回帰モデルの数値シミュレーションをより詳細に行った.因子回帰モデルでは,因子と変数の間の関係性を予め仮定しない,探索的因子分析が用いられる.しかし,因子と変数の間の関係性を予め仮定した検証的因子分析に対しても,因子回帰モデルを構築することができる.そこで,探索的因子分析と検証的因子分析の比較を行った.その結果,もし検証的因子分析で正しくモデルを同定できたとすると,検証的因子分析のほうが若干パフォーマンスが良いものの,さほど変わらないということがわかった.一般に,正しくモデルを同定することは難しいので,探索的因子分析のほうがより実用的であると結論づけることができた.
(3)因子分析における正則化法のペナルティとして,Prenet (Product elastic net) と呼ばれるペナルティを提案した.本ペナルティは,因子回転でよく用いられるQuartimin法を拡張したものであり,多くのパラメータを正確に0と推定することができる.

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

ロバストかつスパースなグラフィカルモデルに関しては,現在国際誌に投稿中である.因子回帰モデルの論文は,Statistical Papersに採択された.また,Prenetペナルティに関しては,arXivに投稿した.次年度は実データ解析を徹底的に行い,国際誌に投稿する予定である.

今後の研究の推進方策

(1)ロバストかつスパースなグラフィカルモデルにおいて,最近は順序統計量に基づく方法が提案されている.そこで,その手法と提案手法の比較を理論的・数値的に行う.
(3)現段階で,Prenetペナルティの理論的性質は分かりつつあるが,革新的な実データ解析を行うに至っていない.次年度は,実データ解析を徹底して行う予定である.

次年度使用額が生じた理由

次年度に多くの国際会議が入り,その旅費に使うため.

次年度使用額の使用計画

国際会議の旅費に使う.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Graphical tool of sparse factor analysis.2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, M., Hirose, K., Nagata, H.
    • 雑誌名

      Behaviormetrika

      巻: 44 ページ: 229--250

    • DOI

      10.1007/s41237-016-0007-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparse factor regression via penalized maximum likelihood estimation2016

    • 著者名/発表者名
      Hirose, K. and Imada, M.
    • 雑誌名

      Statistical Papers

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00362-016-0781-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Readouts for Echo-State Networks Built using Locally Regularized Orthogonal Forward Regression.2016

    • 著者名/発表者名
      Dolinsky, J., Hirose K. and Konishi, S.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Statistics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1080/02664763.2017.1305331

    • 査読あり
  • [学会発表] スパース推定法による高次元データ解析2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬慧
    • 学会等名
      統計科学研究会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-12-02 – 2016-12-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Rパッケージ fanc --グラフィカルツールを用いた新たな因子分析--.2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬慧
    • 学会等名
      数学協働プログラム「確率的グラフィカルモデルの産業界への応用」
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Robust estimation for sparse Gaussian graphical model2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Hirose
    • 学会等名
      International Conference on Statistical Distributions and Applications ICOSDA 2016
    • 発表場所
      Crowne Plaza, Niagara Falls, Canada
    • 年月日
      2016-10-14 – 2016-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] ロバストかつスパースなガウシアングラフィカルモデリングと遺伝子データへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬慧,藤澤洋徳
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-09
  • [学会発表] Robust Estimation for Sparse Gaussian Graphical Modeling2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Hirose
    • 学会等名
      The 4th Institute of Mathematical Statistics Asia Pacific Rim Meeting (IMS-APRM)
    • 発表場所
      The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong
    • 年月日
      2016-06-27 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Sparse factor model via regularization and its extension to regression analysis.2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Hirose
    • 学会等名
      日本計算機統計学会第30回大会
    • 発表場所
      ハートピア京都
    • 年月日
      2016-05-19 – 2016-05-19

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公開日: 2018-01-16  

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