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2020 年度 実績報告書

高次元母数の推定技法としての深層学習の理解と展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K11208
研究機関統計数理研究所

研究代表者

柳本 武美  統計数理研究所, -, 名誉教授 (40000195)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード母数推定 / Ramp関数 / ベイズモデル / Wasserstein距離
研究実績の概要

深層学習の構造は、一見複雑な現象を数学的に複雑なモデルによる解析ではなくて、単純な構造をした高次元空間のモデルを利用した点にある。この発想自体は極くありきたりではある。
この成功は多くの改良の可能性を示している。本研究では尤度比統計量を中心にして損失関数・ベイズモデルからの改良を企図した。活性化関数としての softmax, ReLU の選択は有効な母数の推測方法の選択と見なすことができる。その上で、これまで高次元母数モデルの推定技法を適用する。別の重要な視点は、る。別の重要な視点は、データの解析法と学習データ集合の育成とを一体化した展開である。最初の目標は活性化関数 softmax関数とReLU関数の役割の理解であった。
これ迄に二点の展開を計った。先ず活性化関数を ramp関数と見なして一般化させる点にある。Ramp関数の理解は分野により異なるが、spline関数の分野と機械学習での損失関数の理解がある。更に、分布関数の裾の重さの視点を加えた。別の一点は、損失関数についてである。深層学習は分類問題を多項分布の出現確率の推定に還元させるから、損失のリスクの理解は必須である。しかし、実際には最尤推定原理のような、他の分野の概念とは乖離した研究が主流である。近年着目されている Waaserstein距離を通じて損失を導入する方法の研究を推進している。
これらの研究の上に立って別の試みをも開始している。高次元モデルの記述では伝統的にベイズモデルが利用される。特に reference priorとの関連を考察した。従来は漸近理論に研究者の関心が集中してきたが、その技術は高次元モデルのより深い理解に適用が見込まれる。活性関数の新しい理解が進むとの見込みを立てている。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Bayesian estimator of multiple Poisson means assuming two different priors2021

    • 著者名/発表者名
      Ogura, T. and Yanagimoto, T.
    • 雑誌名

      Communication In Statistics - Simulation and. Computation

      巻: 0 ページ: 0

    • DOI

      10.1080/03610918.2020.1861465

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A characterization of Jeffreys’ prior with its implications to likelihood inference2020

    • 著者名/発表者名
      Yanagimoto, T. and Ohnishi, T.
    • 雑誌名

      Pioneering Works on Distribution Theory:In Honor of Masaaki Sibuya

      巻: 1 ページ: 103-121

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Laplace分布の再評価 : ベイズ法と活性化関数から2020

    • 著者名/発表者名
      柳本 武美
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: No 2157 ページ: 83-96

    • オープンアクセス
  • [学会発表] von Mises 分布における自然母数の事後平均のバイアスについて2020

    • 著者名/発表者名
      作村 建紀 柳本 武美
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
  • [学会発表] Zeta事前分布を用いた多項分布におけるパラメータ推定2020

    • 著者名/発表者名
      小椋 透 柳本 武美
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
  • [学会発表] ベイズ型対数尤度に基づくモデルの信用集合2020

    • 著者名/発表者名
      柳本 武美
    • 学会等名
      科研費シンポジウム「大規模複雑データの理論と方法論」

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公開日: 2021-12-27  

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