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2021 年度 実施状況報告書

方向の観測を含むデータのための回帰モデル

研究課題

研究課題/領域番号 20K03759
研究機関統計数理研究所

研究代表者

加藤 昇吾  統計数理研究所, 数理・推論研究系, 准教授 (60468535)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード統計数学 / 回帰分析 / 方向統計学
研究実績の概要

2021年度は2つのテーマで研究を行った。1つめの研究テーマは、3次元トーラス上の確率分布および関連した回帰モデルの研究である。3つの角度を変数とする3次元トーラス上の確率分布および関連した回帰モデルを提案し、それらの統計的性質に関する結果を得た。具体的には、提案した確率分布は、それぞれの角度の周辺分布が円周上の一様分布となる性質を持つ、つまり、コピュラとなる、ことを明らかにした。また、2つの変数を与えたときの条件付き分布は円周上のコーシー分布となり、1つの変数を与えたときの条件付き分布はKato and Pewsey (2015)の分布となることを示した。さらに、これらの条件付き分布に基づき、被説明変数と説明変数が共に角度の変数となる回帰モデルを提案した。条件付き分布が扱いやすい性質を持つことから、回帰モデルについてもパラメータの解釈や推定が容易であることを明らかにした。

2つめの研究テーマは、2020年度に提案した回帰モデルの性質に関する研究である。2020年度に被説明変数が方向の変数、説明変数が実数値変数となる回帰モデルを提案したが、この回帰モデルの更なる性質について考察し、最尤推定に関する結果を得た。誤差分布として用いる球面上のコーシー分布の確率密度関数が簡潔に表されることから、回帰モデルの最尤推定を行うために必要な尤度関数は容易に計算することができる。この結果を用いることにより、回帰モデルの最尤推定値を数値的に効率良く求めることが可能であることを明らかにした。

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

進捗状況は、「おおむね順調に進展している」とした。これは、交付申請書に記載した「研究の目的」を4年間で達成するために2年目として十分な進捗が得られたため、および、関連する新たな方向性での研究結果が得られたためである。

今後の研究の推進方策

今後の推進方策は、方向データのための回帰モデルに関連した以下の2つの研究を進めることである。1つめの研究は、2021年度に得られた3次元トーラス上の確率分布および関連した回帰モデルの多次元拡張である。具体的には、2021年度に提案した3次元トーラス上の確率分布を、周辺分布が一様分布となるような一般次元トーラス上の確率分布へと拡張することを目指している。また、関連した回帰モデルとして、被説明変数・説明変数が任意の数の角度の変数となるような回帰モデルを提案し、その性質を得ることを目指している。2つめの研究は、被説明変数が方向の変数、説明変数が方向の変数と実数値変数が混在する回帰モデルを定義し、その統計的性質を明らかにすることである。

次年度使用額が生じた理由

【次年度使用額が生じた理由】 新型コロナウイルスの感染拡大により、予定していた国内外の出張を行うことができず、研究計画調書の提出時に見積もっていた旅費を使用しなったためである。

【使用計画】 論文のオープンアクセス化の費用等に充てることを予定している。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3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 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] The Open University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The Open University
  • [国際共同研究] University of Extremadura(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      University of Extremadura
  • [雑誌論文] Tractable circula densities from Fourier series2022

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kato, Arthur Pewsey and M.C. Jones
    • 雑誌名

      TEST

      巻: 31 ページ: 595-618

    • DOI

      10.1007/s11749-021-00790-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Copula-based measures of asymmetry between the lower and upper tail probabilities2022

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kato, Toshinao Yoshiba and Shinto Eguchi
    • 雑誌名

      Statistical Papers

      巻: 63 ページ: 1907-1929

    • DOI

      10.1007/s00362-022-01297-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 方向統計学における確率分布 ―既存研究の概説と球面上のコーシー分布の詳解―2022

    • 著者名/発表者名
      加藤 昇吾
    • 雑誌名

      数学

      巻: - ページ: -

  • [学会発表] Mixtures of Kato-Jones distributions on the circle, with an application to traffic count data2021

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kato, Kota Nagasaki and Wataru Nakanishi
    • 学会等名
      The 13th Scientific Meeting of the Classification and Data Analysis Group (CLADAG 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mixtures of Kato-Jones distributions on the circle with an application to traffic count data2021

    • 著者名/発表者名
      Kota Nagasaki, Shogo Kato and Wataru Nakanishi
    • 学会等名
      The 14th International Conference of the ERCIM WG on Computational and Methodological Statistics (CMStatistics 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 円周上の混合分布モデルと交通量データへの応用2021

    • 著者名/発表者名
      加藤 昇吾
    • 学会等名
      統計数理セミナー
  • [学会発表] Tail concordance measures: A fair assessment of tail dependence2021

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Koike, Shogo Kato and Marius Hofert
    • 学会等名
      2021年度 統計関連学会連合大会
  • [学会発表] 非対称正規コピュラの裾非対称性尺度2021

    • 著者名/発表者名
      吉羽 要直、加藤 昇吾
    • 学会等名
      2021年度 統計関連学会連合大会
  • [備考] 加藤昇吾 Personal HP

    • URL

      http://www.ism.ac.jp/~skato/

  • [備考] researchmap (加藤昇吾、日本語)

    • URL

      http://researchmap.jp/read0138993/?lang=japanese

  • [備考] researchmap (加藤昇吾、英語)

    • URL

      http://researchmap.jp/read0138993/?lang=english

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公開日: 2022-12-28  

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