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2018 年度 実施状況報告書

高次元多変量データに対して一致性を持つ高速で簡便な変数選択法

研究課題

研究課題/領域番号 18K03415
研究機関広島大学

研究代表者

柳原 宏和  広島大学, 理学研究科, 教授 (70342615)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード変数選択 / モデル選択規準 / 一致性 / 多変量線形回帰
研究実績の概要

目的変数ベクトルの次数が大きい場合での多変量回帰モデルにおいて,モデルの複雑さに対する罰則調整項を伴う一般化Cp規準の最小化に基づく変数選択問題を取り扱う.一般化Cp規準は,Mallows (1973) により提案されたCp規準やFujikoshi and Satoh (1997) により提案された Modified Cp 規準など多くの既存のモデル選択規準を特別な場合として含む,一般的なモデル選択規準である.変数選択問題において,真のモデルが最適なモデルとして選ばれる確率が標本数を無限大としたときに1に収束する性質である,一致性が重要なものとなる.このとき,真のモデルに依存する非心パラメータ行列を標本数で割った行列のトレース値の発散速度により一致性が満たされるかどうか決まることが多い.本研究において,どのような非心パラメータ行列であっても,さらに,また真のモデルが従う分布がどのような確率分布であっても一致性を持つための罰則調整項の条件を目的変数ベクトルの次数も無限大としてもよい漸近理論の下で導出した.この結果を利用して,目的変数ベクトルの次元の大きさによらず高い確率で真のモデルを最適なモデルとして選択できることが期待できる新たなモデル選択規準を提案した.さらに数値実験により,目的変数ベクトルの次元の大きさによらず,ある程度大きな標本数の下で,どのような非心パラメータ行列であっても,また真のモデルが従う分布がどのような確率分布であっても,高い確率で真のモデルを最適なモデルとして選択できていること,またその確率が,Cp規準やModified Cp 規準などの既存のモデル選択規準よりも高くなることが確かめられた.

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

研究課題では,説明変数の個数も無限大とする漸近理論より一致性を保証するモデル選択規準の提案であったが,昨年度は説明変数を無限大とする漸近理論で一致性を評価するところまでは行っていない.しかしながら,目的変数ベクトルの次元数が無限大となる漸近理論に基づく一致性の評価はすべて終わっている.また,本研究課題で提案する手法の対抗馬であるスパース推定にもとづく変数選択の数値実験に関しては多く行っている.予定よりもはるかに進んでいるところもあれば,予定よりも進んでいないところもあるため,おおむね順調に進展しているとした.

今後の研究の推進方策

一般化Cp規準が説明変数の個数も無限大とする漸近理論より一致性を持つための罰則調整項も条件を導出し,その結果から,どのような非心パラメータ行列であっても一致性を持つ一般化Cp規準を提案する.また,従来の手法として,スパース推定にもとづく変数選択法を考え,数値実験により,それの手法を比較する.

次年度使用額が生じた理由

3月に参加した研究集会の計画が当初に考えていたものとずれが生じたため.差額分と合わせ,研究発表・情報収集等の旅費に使用する.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] nstitute of Marine Research(ノルウェー)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      nstitute of Marine Research
  • [雑誌論文] Explicit solution to the minimization problem of generalized cross-validation criterion for selecting ridge parameters in generalized ridge regression2018

    • 著者名/発表者名
      Yanagihara, H.
    • 雑誌名

      Hiroshima Mathematical Hournal

      巻: 48 ページ: 203-222

    • DOI

      10.32917/hmj/1533088835

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Consistent generalized Cp in high-dimensional multivariate linear models under nonnormality2018

    • 著者名/発表者名
      Yanagihara, H.
    • 学会等名
      The 5th Institute of Mathematical Statistics Asia Pacific Rim Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A consistent variable selection method in the high-dimensional multiple responses linear regression2018

    • 著者名/発表者名
      Oda, R. & Yanagihara, H.
    • 学会等名
      The 5th Institute of Mathematical Statistics Asia Pacific Rim Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] A fast algorithm for solving model selection criterion minimization problem in generalized ridge2018

    • 著者名/発表者名
      Ohishi, M. & Yanagihara, H.
    • 学会等名
      The 5th Institute of Mathematical Statistics Asia Pacific Rim Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 大標本・高次元漸近理論による情報量規準の一致性の評価について2018

    • 著者名/発表者名
      柳原宏和
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Fused Lassoを用いた地域分類~マンションの賃料に対する地域効果のモデリング~2018

    • 著者名/発表者名
      大石峰暉, 福井敬祐, 岡村健介, 伊藤嘉道, 柳原宏和
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
  • [学会発表] ミンククジラの身体データを例とした粗密がある空間データでのFused Lassoによる空間効果の推定2018

    • 著者名/発表者名
      福井敬祐, 山村麻理子, 柳原宏和, Solvang, H. K., Oien, N., Haug, T.
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
  • [学会発表] Group Lasso 型罰則項を伴う重み付き残差平方和の最小化に基づく多変量線形回帰モデルの推定2018

    • 著者名/発表者名
      小田凌也, 柳原宏和
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
  • [学会発表] 正準判別分析における一致性を持つ高次元変数の選択法2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木裕也, 小田凌也, 柳原宏和, 藤越康祝
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
  • [学会発表] Sparse Group Lasso を用いたGMANOVAモデルの変数選択2018

    • 著者名/発表者名
      永井 勇, 小田凌也, 柳原宏和
    • 学会等名
      2018年度統計関連学会連合大会
  • [学会発表] High-dimensionality adjusted asymptotically loss efficient GCp in normal multivariate linear models2018

    • 著者名/発表者名
      柳原宏和
    • 学会等名
      日本数学会2018年度秋季総合分科会

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公開日: 2019-12-27  

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