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2014 年度 実績報告書

計算代数統計による統計と関連数学領域の革新

研究課題

研究課題/領域番号 25220001
研究機関東京大学

研究代表者

竹村 彰通  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (10171670)

研究分担者 高山 信毅  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30188099)
日比 孝之  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (80181113)
研究期間 (年度) 2013-05-31 – 2018-03-31
キーワード数理統計学 / 代数統計学 / グレブナー基底
研究実績の概要

ホロノミック勾配法に関する具体的な研究成果としては、まず正規分布のもとでの標本分布論への応用があげられる。ホロノミック勾配法により、球体確率及び象限確率の計算において既存の方法を上回る精度と速度が得られた。また標本歪度に対応する標準正規変量の3乗和の密度関数の満たす微分方程式系が導かれ、有限標本での密度関数の高精度の数値計算が可能となった。
また、統計学以外への応用としては、無線通信分野における多入力多出力系(MIMO, Multiple Input Multiple Output)の復号方式の性能評価へのホロノミック勾配法の応用があげられる。無線通信分野の統計的性能評価では、複素多変量正規分布や複素ウィシャート分布が用いられるが、ホロノミック勾配法によってこれらの分布のもとでのSN比の分布の数値的評価が可能となった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究の中心課題であるホロノミック勾配法に関しては、研究実績の概要や刊行論文リストに見るように、研究が極めて順調に進展している。この方法の有用性は広く認識されるところとなり、竹村はこの業績により日本数学会2015年度解析学賞を受賞した。従って、研究は当初の計画以上に進展している。

今後の研究の推進方策

ホロノミック勾配法の研究においては、多変量正規分布のもとでの標本分布論とてしは古典的な重要性を持つ行列変数の超幾何関数の数値計算の研究を進める。A-分布の計算の高速化にも取り組む。
また無線通信分野への応用をさらに進め、さまざまな復号方式の性能解析にホロノミック勾配法を適用する。
マルコフ基底の研究においては、実験計画法に現れる配置行列の研究をさらに進める。時系列解析においては、有理関数モデルであるARMAモデルをホロノミック関数の観点から拡張したモデルを研究する。

備考

計算代数統計による統計と関連数学領域の革新
http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/atstat/kakenhi/h25s/

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件)

  • [雑誌論文] A linear-algebraic tool for conditional independence inference2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanaka, Milan Studeny, A.Takemura and Tomonari Sei
    • 雑誌名

      Journal of Algebraic Statistics

      巻: 6 ページ: 150-167

    • DOI

      10.18409/jas.v6i2.46

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Markov degree of configurations defined by fibers of a configuration2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Koyama, Mitsunori Ogawa and A.Takemura
    • 雑誌名

      Journal of Algebraic Statistics

      巻: 6 ページ: 80-107

    • DOI

      10.18409/jas.v6i2.38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of powers of functions satisfying second-order linear differential equations with applications to statistics2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Marumo, Toshinori Oaku and A.Takemura
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 32 ページ: 553-572

    • DOI

      10.1007/s13160-015-0179-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Standard imsets for undirected and chain graphical models2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kashimura and A. Takemura
    • 雑誌名

      Bernoulli

      巻: 21 ページ: 1467-1493

    • DOI

      10.3150/14-BEJ611

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculation of orthant probabilities by the holonomic gradient method2015

    • 著者名/発表者名
      Tamio Koyama and A. Takemura
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 32 ページ: 187-204

    • DOI

      10.1007/s13160-015-0166-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MIMO Zero-Forcing performance evaluation using the holonomic gradient method2015

    • 著者名/発表者名
      Constantin Siriteanu, A. Takemura, Satoshi Kuriki, Hyundong Shin and Christoph Koutschan
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 14 ページ: 2322-2335

    • DOI

      10.1109/TWC.2014.2385075

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Schur complement based Analysis of MIMO zero-forcing for Rician fading2015

    • 著者名/発表者名
      Constantin Siriteanu, A. Takemura, Satoshi Kuriki, Donald St. P. Richards and Hyundong Shin
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 14 ページ: 1757-1771

    • DOI

      10.1109/TWC.2014.2371467

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Exact MIMO zero-forcing detection analysis for transmit-correlated Rician fading2014

    • 著者名/発表者名
      Constantin Siriteanu, Steven D. Blostein, A. Takemura, Hyundong Shin, Shahram Yousefi and Satoshi Kuriki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Wireless Communications

      巻: 13, no.3 ページ: 1514-1527

    • DOI

      10.1109/TWC.2014.130882

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2017-01-06  

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