| 講演名 | 2015-06-19 ガウス過程状態空間モデルに基づく準周期的な非線形現象の予測手法の検討 玉森 聡(統計数理研), 松井 知子(統計数理研), 北沢 真澄(QOL), |
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| 抄録(和) | 世の中では生物の個体数，太陽活動，気候変動，経済活動，生体リズムなど準周期的にその様相が変動する非線形な現象が広く観察される．本研究ではこれら現象の準周期性を捉えるために位相成分を表現する潜在変数を導入し，ガウス過程状態空間モデルを適用することで不確実性を伴う時間発展をモデル化する．状態空間モデルの記述に必要な，未知の非線形関数のモデルパラメータを粒子マルコフ連鎖モンテカルロ法により推定し，位相成分を逐次的に予測する方法について検討する．手法の有効性を検証するために女性の基礎体温と月経周期をモデル化対象として次回月経開始日の逐次予測実験を行った．評価指標には平均二乗誤差と平均絶対誤差の2指標を採用した．前回月経開始日から固定日数後を予測日とする手法と比較して予測精度が改善されることを示す． |
| 抄録(英) | Many non-linear phenomena which exhibit quasiperiodic fluctuations can be widely observed in the world; population of organisms, solar activity, climate change, economic activity, biological rhythm, and so on. In this paper, we propose a method based on GP-SSM to capture such nonlinearity and quasiperiodicity, where the phase component is newly introduced as latent (state) variable to represent the quasiperiodicity. The proposed method enables to estimate the joint posterior distribution of the state variable, the model parameters, and the function of the model simultaneously by using Particle Markov Chain Monte Carlo method. We also develop the method to predict the phase component sequentially. The performance of the proposed method was evaluated in the prediction accuracy of menstrual cycle length by using the female basal body temperature data. The results showed that the prediction accuracy was improved compared with the conventional method which adopts a predicted day after a fixed period from the last menstruation. |
| キーワード(和) | 周期変動 / 非線形性 / 準周期性 / ガウス過程 / 状態空間モデル |
| キーワード(英) | periodic fluctuations / nonlinearity / quasiperiodicity / Gaussian process / state space model |
| 資料番号 | PRMU2015-49,SP2015-18,WIT2015-18 |
| 発行日 | 2015-06-11 (PRMU, SP, WIT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | WIT / SP / ASJ-H / PRMU |
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| 開催期間 | 2015/6/18(から2日開催) |
| 開催地（和） | 新潟大学駅南キャンパス「ときめいと」 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 福祉/音声/聴覚/パターン認識メディア理解一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 布川 清彦(東京国際大) / 間野 一則(芝浦工大) / 赤木 正人(北陸先端大) / 前田 英作(NTT) |
| 委員長氏名（英） | Kiyohiko Nunokawa(Tokyo International Univ.) / Kazunori Mano(Shibaura Inst. of Tech.) / Masato Akagi(北陸先端大) / Eisaku Maeda(NTT) |
| 副委員長氏名（和） | 和田 親宗(九工大) / 北岡 教英(徳島大) / 古川 茂人(NTT) / 仙田 修司(NEC) / 内田 誠一(九大) |
| 副委員長氏名（英） | Chikamune Wada(Kyushu Inst. of Tech.) / Norihide Kitaoka(Tokushima Univ.) / Shigeto Furukawa(NTT) / Shuji Senda(NEC) / Seiichi Uchida(Kyushu Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 酒向 慎司(名工大) / 梶谷 勇(産総研) / 若月 大輔(筑波技大) / 岩野 公司(東京都市大) / 滝口 哲也(神戸大) / 程島 奈緒(東海大) / 森本 隆司(リオン) / 饗庭 絵里子(電通大) / 大山 航(三重大) / 安倍 満(デンソーアイティーラボラトリ) |
| 幹事氏名（英） | Shinji Sakou(Nagoya Inst. of Tech.) / Isamu Kajitani(AIST) / Daisuke Wakatsuki(Tsukuba Univ. of Tech.) / Koji Iwano(Tokyo City Univ.) / Tetsuya Takiguchi(Kobe Univ.) / Nao Hodoshima(東海大) / Takashi Morimoto(リオン) / Eriko Aiba(電通大) / Wataru Ohyama(Mie Univ.) / Mitsuru Anbai(DENSO IT Lab.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 雨宮 智浩(NTT) / 塩野目 剛亮(筑波技大) / 宮城 愛美(筑波技大) / 能勢 隆(東北大) / 浅見 太一(NTT) / / 近藤 一晃(京大) / 木村 昭悟(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Tomohiro Amemiya(NTT) / Takeaki Shionome(Tsukuba Univ. of Tech.) / Manabi Miyagi(Tsukuba Univ. of Tech.) / Takashi Nose(Tohoku Univ.) / Taichi Asami(NTT) / / Kazuaki Kondo(Kyoto Univ.) / Akisato Kimura(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Well-being Information Technology / Technical Committee on Speech / * / Technical Committee on Pattern Recognition and Media Understanding |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ガウス過程状態空間モデルに基づく準周期的な非線形現象の予測手法の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Study on prediction of quasiperiodic nonlinear phenomena based on Gaussian process state space model |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 周期変動 / periodic fluctuations |
| キーワード(2)（和/英） | 非線形性 / nonlinearity |
| キーワード(3)（和/英） | 準周期性 / quasiperiodicity |
| キーワード(4)（和/英） | ガウス過程 / Gaussian process |
| キーワード(5)（和/英） | 状態空間モデル / state space model |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 玉森 聡 / Akira Tamamori |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 統計数理研究所(略称：統計数理研) The Institute of Statistical Mathematics(略称：ISM) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 松井 知子 / Tomoko Matsui |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 統計数理研究所(略称：統計数理研) The Institute of Statistical Mathematics(略称：ISM) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 北沢 真澄 / Masumi Kitazawa |
| 第 3 著者 所属（和/英） | キューオーエル株式会社(略称：QOL) QOL Corporation(略称：QOL) |
| 発表年月日 | 2015-06-19 |
| 資料番号 | PRMU2015-49,SP2015-18,WIT2015-18 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | PRMU-98,SP-99,WIT-100 |
| ページ範囲 | pp.101-106(PRMU), pp.101-106(SP), pp.101-106(WIT), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2015-06-11 (PRMU, SP, WIT) |