マルコフ確率場によるベイジアンアドホックネットワークシステム設計理論の創出

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24650115
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 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, 情報科学研究科, 教授 (80217017)
• 研究分担者: 和泉 勇治 東北大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (90333872)
• 連携研究者: 安田 宗樹 山形大学, 学院理工学研究科, 准教授 (20532774)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 確率的情報処理 / 統計的機械学習理論 / マルコフ確率場 / 確率伝播法 / アドホックネットワーク

研究概要

マルコフ確率場と確率伝搬法により構成された計算モデルが具体的にモバイルアドホックネットワーク設計において機能する数理構造の解明を進めた．アドホックネットワークにおける画像処理との違いは基本構成要素であるモバイル通信機器がランダムに配置される点にある．この点を考慮したグラフ構造をもつ確率モデルに対する確率伝搬法による一般化された計算モデルの定式化を行い，いくつかの統計量のモデルパラメータ依存性から複数の特異点が出現することを明らかにした．更に副産物として完全グラフ上およびランダムグラフ上のマルコフ確率場モデルの定式化を都市における交通流予測の問題に適用する研究成果が得られている．

研究成果

• [雑誌論文] Traffic Data Reconstruction based on Markov Random Field Modeling (2014)
  • 著者名/発表者名: Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Cyril Furtlehner and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Inverse Problems 巻: Vol.30, No.2, Article No.025003 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1088/0266-5611/30/2/025003
  • 査読あり
• [雑誌論文] 確率的グラフィカルモデル―ベイジアンネットワークとその周辺― (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田宗樹, 片岡駿, 田中和之
  • 雑誌名: 日本オペレーションズ・リサーチズ学会機関誌「オペレーションズ・リサーチ」2013年4月号特集「グラフと確率・統計モデル」 巻: Vol.58, No.4 ページ: 191-197
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/110009594939
• [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: 10.1103/PhysRevE.87.012134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Network Application Identification Using Sequential Transition Patterns of Payload Length (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Waizumi, Tsuyoshi Sato and Kazuyuki Tanaka
  • 雑誌名: Interdisciplinary Information Sciences 巻: Vol.18, No.2 ページ: 189-196
  • DOI: 10.4036/iis.2012.189
  • 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: 10.4036/iis.2012.55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bayesian Image Modeling by Means of Generalized Sparse 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] 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
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: Vol.112, No.298 ページ: 39-44
  • URL: http://www.ieice.org/ken/paper/20121117N0yp/,http://www.ieice.org/ken/paper/20120921k0w7/
• [雑誌論文] 通信特性に基づいたウェブアプリケーション識別に関する一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松尾翔希, 和泉勇治, 田中和之
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: Vol.112, No.210 ページ: 61-66
• [学会発表] Statistical-Mechanical Approaches for Image Inpainting and Segmentation Filters (2013)
  • 著者名/発表者名: Shun Kataoka, Muneki Yasuda and Kazuyuki Tanaka
  • 学会等名: Epilogue Series I of Frontier of Statistical Physics and Information Processing 2013 Italia Giappone Attraverso Il Futuro Bridge Across the Future
  • 発表場所: Kyoto University, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-08-02
• [学会発表] EM Algorithm for Bayesian Image Inpainting (2013)
  • 著者名/発表者名: Shun Kataoka, Muneki Yasuda and Kazuyuki Tanaka
  • 学会等名: ELC International Meeting on"Inference, Computation, and Spin Glasses
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo, Japan
  • 年月日: 2013-07-28
• [学会発表] マルコフネットを用いた交通量の統計的予測 (2012)
  • 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] 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 image modeling 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
• [備考]
  • URL: http://www.smapip.is.tohoku.ac.jp/~kazu/index-j.html