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2021 年度 実施状況報告書

構造制約に着目した高次元カウントデータの未知母数推定法と不確実性評価法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K20222
研究機関統計数理研究所

研究代表者

矢野 恵佑  統計数理研究所, 数理・推論研究系, 准教授 (20806070)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードBayesian prediction / Hierarchical model / Markov chain Monte Carlo / divergence / information criterion
研究実績の概要

分散不均一性をもつ階層モデルでのベイズ予測分布の構築を議論した。実データに存在する観測値ごとの分散不均一性に対処した階層モデルでの分布予測法は未だ確立されていない。予測分布のロバスト性を議論するため損失としてα-divergenceを考え、一般のα-divergenceのリスク不偏推定量を用い、divergenceに対して適用的に決めた事前分布に基づくベイズ予測分布を提案した。提案予測分布についてα-divergenceの意味での最適性を示した。提案予測分布をウィルス感染のマーカーとなる遺伝子の同定問題に適用しその有用性を検証した。
ベイズ予測分布に基づく予測モデルの評価法を議論した。ベイズ予測分布に基づく予測モデルの評価ではWidely Applicable Information Criterion (WAIC)が広く活用されている。WAICを (1) 観測の重みが存在する、(2) 予測と観測の評価関数が異なる、(3) 対数損失以外の予測評価関数を用いる、場合に拡張すべくPosterior Covariance Information Criterion (PCIC)を提案した。PCICはWAICと同様の理論保障を持つ。さらに、PCICとJack-knife 近似の関係やlocal sensitivityとの関係を議論した。PCICを共変量シフト・差分プライバシーなどの応用に適用しその有用性を検証した。

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

これまでの研究成果の実装に関してはあまり進捗がなかった一方で、予測分布の評価について当初計画以上の理解を得ることができた。

今後の研究の推進方策

最終年度に向けこれまでの研究成果のプログラム公開を行う。

次年度使用額が生じた理由

コロナの蔓延によって出張ができなかった。次年度の出張旅費他に利用する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Optimal Shrinkage Estimation of Predictive Densities Under α-Divergences2021

    • 著者名/発表者名
      George Edward、Mukherjee Gourab、Yano Keisuke
    • 雑誌名

      Bayesian Analysis

      巻: 16 ページ: 1139-1155

    • DOI

      10.1214/21-BA1264

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Minimax predictive density for sparse count data2021

    • 著者名/発表者名
      Yano Keisuke、Kaneko Ryoya、Komaki Fumiyasu
    • 雑誌名

      Bernoulli

      巻: 27 ページ: 1212-1238

    • DOI

      10.3150/20-BEJ1271

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 予測分布論の最近の進展2021

    • 著者名/発表者名
      矢野 恵佑
    • 学会等名
      日本数学会
    • 招待講演
  • [学会発表] On estimating generalization gaps via the functional variance in overparameterized models2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yano
    • 学会等名
      CMStatistics2021
    • 招待講演
  • [学会発表] 予測の情報量規準2021

    • 著者名/発表者名
      矢野 恵佑
    • 学会等名
      情報計測オンラインセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 擬ベイズ事後分布に基づく予測評価のための情報量規準2021

    • 著者名/発表者名
      矢野恵佑, 伊庭幸人
    • 学会等名
      2021年度統計関連学会連合大会

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公開日: 2022-12-28  

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