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2021 年度 実績報告書

情報幾何学に基づく分布データに対する機械学習手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H01793
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

赤穗 昭太郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (40356340)

研究分担者 藤木 淳  福岡大学, 理学部, 教授 (10357907)
日野 英逸  統計数理研究所, モデリング研究系, 教授 (10580079)
村田 昇  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60242038)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード機械学習 / 情報幾何学 / 学習アルゴリズム / ノンパラメトリック
研究実績の概要

2021年度は,最終年度として【課題1】確率データ解析の情報幾何的な統一的理解,【課題2】ノンパラメトリック確率データ解析法,【課題3】地球科学・脳科学データなど実データへの適用,それぞれのテーマについて成果の発表に注力した.
【課題1】については,また,通常の Kulllback-Leibler ダイバージェンスがもつ計算上の問題を解決した α-測地的skewダイバージェンスについても論文が出版された.また,共変量シフトの情報幾何など期待されるテーマについても研究を進めた.
【課題2】については,無限次元のガウス過程回帰の情報幾何を有限次元に帰着させる手法について論文が採択された.マルチタスク学習や転移学習への応用が期待できる.さらに,転移学習の問題を最適輸送問題としてとらえる方向性についても検討した.情報幾何学においても最適輸送問題との関連性は重要事項である.また,すべての次数を持つ離散変数対数線形モデル(ボルツマンマシンの拡張)についての高速な学習法についての論文も採択された.これにより,変数の数が20程度までは高次の次数を持つ学習モデルの学習が可能となる.このほか,判別分析的次元圧縮などこれまでの手法の拡張の可能性も見えてきた.
【課題3】については,セルアセンブリというニューロン活動の同期現象についてブートストラップ法を組み合わせたロバストな手法についての論文が出版された.また,深層学習を用いた分子検出法の情報幾何的アプローチについても論文が出版された.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Principal Component Analysis for Gaussian Process Posteriors2022

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi Hideaki、Akaho Shotaro
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 34 ページ: 1189~1219

    • DOI

      10.1162/neco_a_01489

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detecting cell assemblies by NMF-based clustering from calcium imaging data2022

    • 著者名/発表者名
      Nagayama Mizuo、Aritake Toshimitsu、Hino Hideitsu、Kanda Takeshi、Miyazaki Takehiro、Yanagisawa Masashi、Akaho Shotaro、Murata Noboru
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 149 ページ: 29~39

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2022.01.023

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Full-Span Log-Linear Model and Fast Learning Algorithm2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Takabatake, Shotaro Akaho
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 34 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast and robust multiplane single-molecule localization microscopy using a deep neural network2021

    • 著者名/発表者名
      Aritake Toshimitsu、Hino Hideitsu、Namiki Shigeyuki、Asanuma Daisuke、Hirose Kenzo、Murata Noboru
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: 451 ページ: 279~289

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2021.04.050

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] α-Geodesical Skew Divergence2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Masanari、Hino Hideitsu
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 23 ページ: 528~528

    • DOI

      10.3390/e23050528

    • 査読あり
  • [学会発表] e(m)-PCAを用いた2クラス分類に向けて2022

    • 著者名/発表者名
      藤木淳,赤穂昭太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 NC 研究会
  • [学会発表] 変数の拡張に対する最適輸送を用いたドメイン適応2022

    • 著者名/発表者名
      有竹俊光,日野英逸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 IBISML 研究会
  • [学会発表] 共変量シフトの情報幾何2022

    • 著者名/発表者名
      木村正成,日野英逸
    • 学会等名
      電子情報通信学会 IBISML 研究会

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公開日: 2022-12-28  

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