量子力学的ラベリングにより拡張されたデータマイニング理論の創出

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22300078
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 田中 和之 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80217017)
• 研究分担者: 井上 純一 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (30311658)
• 連携研究者: 津田 宏治 産業技術総合研究所, 生命情報工学研究センター, 主任研究員 (90357517)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 数理工学 / 機械学習 / 統計数学 / 情報統計力学 / 確率的情報処理

研究概要

量子力学的に拡張されたマルコフ確率場によるベイジアンネットワークシステムのデータマイニングへの応用のための理論体系の基盤の構築を行った.量子確率伝搬法の定式化を確立し,量子統計的学習理論に道を開くことに成功したことは特出すべき成果である.また,一次相転移を伴うシステムに対する統計的学習方式を拘束条件付きエントロピー最大化の視点から構築することに成功したことは想定されなかった成果である.

研究成果

• [雑誌論文] Susceptibility Propagation by Using Diagonal Consistency (2013)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.87, No.1, Article No.012134 ページ: 1-6
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.87.012134.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Learning Algorithm for Boltzmann Machines Using Max-Product Algorithm and Pseudo-Likelihood (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Junya Tannai and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Interdisciplinary Information Sciences 巻: Vol.18, No.1 ページ: 55-63
  • DOI: DOI:10.4036/iis.2012.55.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayesian ImageModeling by Means of GeneralizedSparse Prior and Loopy Belief Propagation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Tanaka, Muneki Yasuda and D.Michael Titterington
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.81, No.11, Article No.114802 ページ: 1-9
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.114802.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Quantum Fluctuation in Error-Correcting Codes (2012)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Otsubo, Jun-ichi Inoue, Kenji Nagata and Masato Okada
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol.86, Article No.051138 ページ: 1-10
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.86.051138.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Replica Plefka Expansion of Ising Systems, Journal of Statistical Mechanics (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Yoshiyuki Kabashima and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Theory and Experiment 巻: Vol.2012, No.4, P04002 ページ: 1-16
  • DOI: DOI:10.1088/1742-5468/2012/04/P04002.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inverse Problem in Pairwise Markov Random Fields using Loopy Belief Propagation (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Shun Kataoka and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.81, No.4, Article No.044801 ページ: 1-8
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.044801.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical Analysis of Gaussian Image Inpainting Problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Shun Kataoka, Muneki Yasuda and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.81, No.2, Article No.025001 ページ: 1-2
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.025001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] TAP Equation for Nonnegative Boltzmann Machine: Philosophical Magazine (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: The Study of Condensed Matter 巻: Vol.92, Nos.1-3 ページ: 192-209
  • DOI: DOI:10.1080/14786435.2011.634856.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical Analysis of the Expectation-Maximization Algorithm with Loopy Belief Propagation in Bayesian Image Modeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka and D. Michael Titterington
  • 雑誌名: Philosophical Magazine: The Study of Condensed Matter 巻: Vol.92,Nos.1-3 ページ: 50-63
  • DOI: DOI:10.1080/14786435.2011.624558.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pattern-recalling processes in quantum Hopfield networks far from saturation (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 雑誌名: Journal of Physics:Conference Series 巻: Vol.297, Article No.012012 ページ: 1-10
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/297/1/012012.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Learning Algorithm in Restricted Boltzmann Machines using Kullback-Leibler Importance Estimation Procedure (Invited Paper) (2011)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Tetsuharu Sakurai and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Applications,IEICE 巻: Vol.2, No.2 ページ: 153-164
  • DOI: DOI:10.1587/nolta.2.153.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 相関等式を用いたボルツマンマシンの決定論的近似学習アルゴリズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹,田中和之
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌(D) 巻: Vol.J93-D,No.11 ページ: 2446-2453
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical performance analysis by loopy belief propagation in Bayesian image modeling (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Tanaka, Shun Kataoka and Muneki Yasuda
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: Vol.233, Article No.012013 ページ: 1-11
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/233/1/012013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deterministic flows of Order Parameters in Stochastic Processes of Quantum Monte Carlo Method (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: Vol.233, Article No.012010 ページ: 1-14
  • DOI: DOI:10.1088/1742-6596/233/1/012010.
  • 査読あり
• [学会発表] ガウシアングラフィカルモデルを用いた確率的画像補修フィルタの設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北川智隆,安田宗樹,田中和之
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] 2部グラフ型ボルツマンマシンに対する複合最尤法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅利岳,安田宗樹,和泉勇治,田中和之
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] Composite Likelihood Estimation for Restricted Boltzmann Machines (2012)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Shun Kataoka, Yuji Waizumi and Kazuyuki Tanaka
  • 学会等名: 21st International Conference on Pattern Recognition
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] スパース相互作用をもつ事前分布と確率伝搬法によるベイジアンモデリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中和之,安田宗樹
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Bayesian imagemodeling by generalized sparse Markov random fields and loopy belief propagation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Tanaka
  • 学会等名: Interdisciplinary Workshop on Inference ---Information processing in complex systems with applications to traffic forecasting---
  • 発表場所: Inria Paris-Rocquencourt (Paris sub-office), Paris, France.
  • 年月日: 2012-06-12
• [学会発表] 圧縮センシングを用いた画像補修モデリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 片岡駿,安田宗樹,樺島祥介,田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] カラーチャンネル間の相関を考慮したGaussian FoEモデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 村山竜太,安田宗樹,和泉勇治,田中和之
  • 学会等名: 電子情報通信学会情報論的学習理論と機械学習研究会
  • 発表場所: 奈良女子大学
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Automatic Ridge Network Detection in Crumpled Paper Based on Graph Density (2011)
  • 著者名/発表者名: Marvin Huang, Chiou-Ting Hsu and Kazuyuki Tanaka
  • 学会等名: 2011 IEEE 13th International Workshop on Multimedia Signal Processing, Digital Object Identifier
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] ランダム欠損を利用した画像圧縮法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片岡駿,安田宗樹,田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] オンサガー項を考慮した感受率伝搬法の改良とその一般化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹,田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] スパース正則化項をともなうマルコフ確率場における確率伝搬法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中和之
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] 1RSBを考慮したTAP方程式を用いた感受率伝搬法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹,樺島祥介,田中和之
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Plefka Expansion of Replica Extended Ising Model and Its Application to Inverse Ising Problem (2010)
  • 著者名/発表者名: Muneki Yasuda, Yoshiyuki Kabashima and Kazuyuki Tanaka
  • 学会等名: 24 IUPAP International Conference onStatistical Physics
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2010-07-22
• [図書] ---CVIMチュートリアルシリーズ---コンピュータビジョン最先端ガイド3(八木康史,斎藤英雄編),第6章.大規模確率場と確率的画像処理の深化と展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹,片岡駿,田中和之共著(分担執筆)
  • 総ページ数: 137-179
  • 出版者: アドコム・メディア株式会社
• [図書] International Workshop on Statistical-Mechinical Informatics2010, Journal of Physics, Conference Series, Vol.233, Article (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Inoue, Yoshiyuki Kabashima, Kazuyuki Tanaka and Toshiyuki Tanaka (eds)
  • 総ページ数: Nos.011001-011002, Article Nos.012001-012023
  • 出版者: IOP Publishing
• [図書] 映像情報メディア工学大事典(映像情報メディア学会編)/基礎編,第4部門.画像処理,第12章.確率的画像処理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中和之,安田宗樹共著(分担執筆)
  • 総ページ数: 233-235
  • 出版者: オーム社