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2012 年度 実施状況報告書

高次元小標本の理論的体系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23740066
研究機関筑波大学

研究代表者

矢田 和善  筑波大学, 数理物質系, 助教 (90585803)

キーワード高次元小標本データ / 高次元漸近理論 / 判別分析 / パスウェイ解析 / マイクロアレイデータ
研究概要

本研究の土台となる平成23年度の研究成果を踏まえて,より応用を意識した研究目的「高次元小標本(HDLSS)におけるパスウェイ解析と変数選択法の理論的構築」に取り組み,高速で頑健な手法である「拡張クロスデータ行列法(ECDM)」を開発し,パスウェイ解析に応用した.
Yata and Aoshima (2010,JMA)で提案したクロスデータ行列法を漸近最適な組み合わせに基づき拡張し,HDLSSにおける各種パラメータの推定と検定に,計算コストを著しく削減し,かつ,漸近分散が小さい不偏推定量を与えるためのECDMを開発した.この手法により,母集団分布が非正規かつHDLSSの下で,漸近最適な各種パラメータの推定量を,Chen et al. (2010, JASA)等の先行研究に比べても高速に構築できることを示した.さらに,重相関係数の検定統計量の構築にもECDMを応用し,その検定統計量がHDLSSの枠組みで漸近正規性をもつことを示した.その漸近正規性に基づく重相関係数の多重検定を考え,FWERや検出力などに関して, 事前に設定された精度を理論的に保証するような,逐次解析を用いた新しい多重検定法を提案した.この多重検定法により,HDLSSの枠組みで精度保証を有するような変数選択法も提案した.これをパスウェイ解析に応用し,精度を保証した有意な遺伝子群の抽出が可能となり,実際のマイクロアレイデータを用いた実解析例において,提案手法が有効に機能することも確認できた.

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

本研究の基礎となる各種パラメータにおけるHDLSS漸近理論を構築し,本研究の土台を固めることができた.さらに,応用を意識したパスウェイ解析や判別分析,変数選択にもHDLSSならではの手法が提案できていることが,本研究が順調に進展している理由である.

今後の研究の推進方策

本研究の土台となる平成23年度の研究成果とより応用を意識した平成24年度の研究成果を踏まえて,研究目的「HDLSSの判別分析とクラスター分析に関して統計的推測の構築」を推進する.
判別分析について,Aoshima and Yata (2011, SA)で構築したHDLSS漸近理論を拡張し,判別超平面に注意して,事前に設定された判別精度を有するような多群の判別手法を提案する.一方で,クラスター分析について,高次元データの分類にとって有効な潜在空間を導出し,データをその潜在空間へ射影することで分類を考える.この空間の推定には,Yata and Aoshima (2010,2012,JMA)で考案したノイズ掃き出し法とクロスデータ行列法を用いて推定し,HDLSS漸近理論を構築する.

次年度の研究費の使用計画

今年度出張は,3月にも実施した.その支払いが4月となったために生じたものであり,計画通り研究を実施している.
次年度は,国際学会1回と国内学会4回に出席し,研究課題に関する研究発表をおこなう予定である.そのための旅費と学会参加費に研究費を使用する.一方,研究遂行に必要となる高速計算が可能なデスクトップパソコンを1台購入する予定である.また,最先端の研究をおこなうために,数理統計学だけではなく医学・工学・生物学などの最新の統計科学関連の研究資料を購入する予定である.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Correlation tests for high-dimensional data using extended cross-data-matrix methodology2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yata, M. Aoshima
    • 雑誌名

      J. Mult. Anal.

      巻: 117 ページ: 313-331

    • DOI

      10.1016/j.jmva.2013.03.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高次元小標本における統計的推測 (論説)2013

    • 著者名/発表者名
      青嶋 誠,矢田和善
    • 雑誌名

      数学

      巻: 65 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymptotic properties of a distance-based classifier for high-dimensional data2012

    • 著者名/発表者名
      矢田和善,青嶋 誠
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1804 ページ: 53-64

  • [雑誌論文] Note on classification for high-dimensional data2012

    • 著者名/発表者名
      永橋幸大,矢田和善,青嶋 誠
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1804 ページ: 40-52

  • [学会発表] Effective PCA for large p, small n scenario under generalized models

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Yata
    • 学会等名
      Sixth International Workshop on Applied Probability
    • 発表場所
      Jerusalem (イスラエル国)
    • 招待講演
  • [学会発表] Effective PCA for high-dimension, low-sample-size data with geometric representations

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Yata
    • 学会等名
      Second Institute of Mathematical Statistics Asia Pacific Rim Meeting
    • 発表場所
      つくば国際会議場 (茨城県)
  • [学会発表] 高次元小標本データの統計学

    • 著者名/発表者名
      青嶋 誠,矢田和善
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会 (日本統計学会各賞受賞者講演)
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道)
    • 招待講演
  • [学会発表] PCA consistency for high-dimensional data under genelized models

    • 著者名/発表者名
      矢田和善,青嶋 誠
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 発表場所
      九州大学 (福岡県)
  • [学会発表] たった30個の標本で,10000次元のデータを,どこまで精密に解析できるか?

    • 著者名/発表者名
      青嶋 誠,矢田和善
    • 学会等名
      筑波大学数学談話会
    • 発表場所
      筑波大学 (茨城県)
  • [学会発表] 高次元小標本における幾何学的表現とその応用

    • 著者名/発表者名
      矢田和善,青嶋 誠
    • 学会等名
      科研費シンポジウム「統計科学における深化と横断的展開」
    • 発表場所
      松江テルサ (島根県)
  • [学会発表] Effective PCA for high-dimensional, non-Gaussian data under power spiked model

    • 著者名/発表者名
      矢田和善
    • 学会等名
      統計数学セミナー
    • 発表場所
      東京大学 (東京都)
  • [学会発表] PCA consistency for power spiked model in high-dimensional settings

    • 著者名/発表者名
      矢田和善,青嶋 誠
    • 学会等名
      日本統計学会春季集会
    • 発表場所
      学習院大学 (東京都)
    • 招待講演
  • [学会発表] Cluster analysis for high-dimensional non-Gaussian data

    • 著者名/発表者名
      矢田和善,青嶋 誠
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「Asymptotic Expansions for Various Models and Their Related Topics」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所 (京都府)
  • [学会発表] Power spiked モデルをもつ高次元データの固有値推定について

    • 著者名/発表者名
      矢田和善,青嶋 誠
    • 学会等名
      日本数学会年度会
    • 発表場所
      京都大学 (京都府)
  • [備考] TRIOS (矢田和善)

    • URL

      http://www.trios.tsukuba.ac.jp/Profiles/0003/0006954/profile.html

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公開日: 2014-07-24  

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