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2012 年度 実績報告書

高次元データにおける多数の仮説の信頼度計算

研究課題

研究課題/領域番号 24300106
研究種目

基盤研究(B)

研究機関大阪大学

研究代表者

下平 英寿  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00290867)

研究分担者 金森 敬文  名古屋大学, 情報科学研究科, 准教授 (60334546)
清水 昌平  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (10509871)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード統計的推測 / ブートストラップ・リサンプリング / スケーリング則 / 仮説検定 / モデル選択 / ベイズ統計 / マルチスケール / 分子系統学
研究概要

計算結果の頻度を数えるだけで統計的信頼度を求めるシミュレーション技法の研究が数理統計学で行われてきた.その中でも下平の先行研究はデータのサンプルサイズが変化するときの確率のスケーリング則を利用して,ベイズの事後確率を頻度論の確率値へ変換して高精度な信頼度を求める独創的な方法である.これを発展させて,本研究ではベイズと頻度論のギャップを埋める方法を研究する.
本年度は次のような成果が得られた.
1.マルチスケール・ブートストラップ法を再検討して,m=nとm=-nをつなぐ信頼度に関する理論的な理解が進んだ.サンプルサイズmの変化は仮説曲面の曲率の変化として解釈できるだけでなく,仮説領域の形を変化させるようなある種の空間の変換に等価であることがわかった.
2.マルチスケール・ブートストラップを高速計算するために,これまでCPUのマルチコア並列実装を行っていたが,今回はさらに高速化を目指してGPGPUによる並列計算を行った.CPUとGPGPUのハイブリッド並列によって高速計算が可能になった.
3.機械学習の判別分析では,予測ラベルの信頼性を適切に評価する必要がある.以前行った研究では,マルチスケール・ブートストラップ法による信頼性評価の方法を提案した.これを高次元データの変数選択を行う学習アルゴリズムに発展させる準備段階として,今年度は,ロバスト最適化における不確実性集合を用いる判別法について研究を行った.
4.因果関係を有向グラフで表現するとき,そのグラフを推定することは統計的モデル選択になる.以前行った研究では,この問題にマルチスケール・ブートストラップ法を適用した.これを発展させる準備段階として,今年度は,有向グラフでは表現できない未観測交絡変数がある場合の因果分析法の研究を行った.

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

理論,実装,応用のそれぞれの観点で,ある程度の成果が得られつつある.次年度以降への準備が比較的順調に進んでいる.

今後の研究の推進方策

初年度より研究代表者が所属機関を異動になり,業務,機材,学生を含めた研究環境が予想以上に変化した.今年度も新たな研究環境の改善につとめる.

次年度の研究費の使用計画

研究代表者の異動によって学生等の研究協力者に対する謝金の利用が予定より少なくなった.現在,あらたな体制が整いつつ有り,今後は状況が改善する予定である.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] A Unified Classification Model Based on Robust Optimization2013

    • 著者名/発表者名
      A. Takeda, H. Mitsugi, T. Kanamori
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 25 ページ: 759-804

    • DOI

      10.1162/NECO_a_00412

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational Coraplexity of Kernel-Based Density-Ratio Estimation : A Condition Number Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kanamori, T. Suzuki, M. Sugiyama
    • 雑誌名

      Machine Learning

      巻: 90 ページ: 431-460

    • DOI

      10.1007/s10994-012-5323-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Bregman Extension of quasi-Newton updates I : An Information Geometrical framework2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kanamori, A. Ohara
    • 雑誌名

      Optimization Methods and Software

      巻: 28 ページ: 96-123

    • DOI

      10.1080/10556788.2011.613073

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measuring preferential attachment in growing networks with missing-timelines using Markov chain Monte Carlo2012

    • 著者名/発表者名
      P. Sheridan, Y. Yagahara, H. Shimodaira
    • 雑誌名

      Physica A : Statistical Mechanics and its Applications

      巻: 391 ページ: 5031-5040

    • DOI

      10.1016/j.physa.2012.05.041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Joint estimation of linear non-Gaussian acyclic models2012

    • 著者名/発表者名
      S. Shimizu
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: 81 ページ: 104-107

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2011.11.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density-ratio matching under the Bregman divergence : A unified framework of density-ratio estimation2012

    • 著者名/発表者名
      M. Sugiyama, T. Suzuki, T. Kanamori
    • 雑誌名

      Annals of the Institute of Statistical Mathematics

      巻: 64 ページ: 1009-1044

    • DOI

      10.1007/s10463-011-0343-8

    • 査読あり
  • [学会発表] 個別化ページランクにもとづく無向グラフの可視化の試み2013

    • 著者名/発表者名
      下平英寿、永田晴久
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2013-09-11
  • [学会発表] GPGPUを用いた階層型クラスタリングの信頼度計算2013

    • 著者名/発表者名
      永田晴久、下平英寿
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2013-09-11
  • [学会発表] Bootstrap confidence intervals in Direct LINGAM2012

    • 著者名/発表者名
      K. Thamvitayakul, S. Shimizu, T. Ueno, T. Washio, T. Tashiro
    • 学会等名
      Int. Conf. on Data Mining Workshops (ICDMW2012)
    • 発表場所
      Brussels (Belgium)
    • 年月日
      2012-12-10
  • [学会発表] Estimation of causal orders in a linear non-Gaussian acyclic model : amethod robust against latent confounders2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tashiro, S. Shimizu, Aapo Hyvarinen, T. Washio
    • 学会等名
      Int. Conf. on Articial Neural Networks(ICANN2012)
    • 発表場所
      Lausanne (Switzerland)
    • 年月日
      2012-09-13
  • [学会発表] Robust opt imi zat ion-based classification method2012

    • 著者名/発表者名
      Takeda A., Kanamori T., Mitsugi H.
    • 学会等名
      The 21st International Symposium on Mathematical Programming(ISMP)
    • 発表場所
      Berlin (Germany)
    • 年月日
      2012-08-19
  • [学会発表] Converting a Bayesian confidence value into a frequentist by reversing the sign of the data length2012

    • 著者名/発表者名
      H. Shimodaira
    • 学会等名
      IMS Asia Pacific Rim Meeting (IMS-APRM)
    • 発表場所
      Tsukuba (茨城県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-07-03
  • [学会発表] A Unified Robust Classification Model2012

    • 著者名/発表者名
      Takeda A. , Mitsugi H. , Kanamori T.
    • 学会等名
      Int. Conf. on Machine Learning (ICML)
    • 発表場所
      Edinburgh (UK)
    • 年月日
      2012-06-26
  • [学会発表] A Conjugate Property between Loss Functions and Uncertainty Sets in Classification Problems2012

    • 著者名/発表者名
      Kanamori T., Takeda A., Suzuki T.
    • 学会等名
      Int. Conf. on Learning Theory (COLT)
    • 発表場所
      Edinburgh (UK)
    • 年月日
      2012-06-25
  • [学会発表] A Laplacian for the personalized Page Rank of undirected graph2012

    • 著者名/発表者名
      H. Shimodaira, H. Nagata
    • 学会等名
      9th Workshop on Algorithms and Models for the Web Graph (WAW2012)
    • 発表場所
      Halifax (Canada)
    • 年月日
      2012-06-22
  • [学会発表] Bootstrapping confidence intervals in linear non-Gaussian causal model2012

    • 著者名/発表者名
      Kittitat Thamvitayakul, 清水昌平 鷲尾隆, 田代竜也
    • 学会等名
      第26回人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      山口県教育会館(山口県)
    • 年月日
      2012-06-15
  • [学会発表] 非ガウス性を用いた線形非巡回なデータ生成過程部分の発見と同定2012

    • 著者名/発表者名
      田代竜也, 清水昌平, 鷲尾隆
    • 学会等名
      第26回人工知能学会全国大会
    • 発表場所
      山口県教育会館(山口県)
    • 年月日
      2012-06-15

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公開日: 2014-07-16  

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