予兆検知のための数理的手法の開発と経済学・医学への応用

开发检测迹象的数学方法及其在经济学和医学中的应用

• 批准号: 19H01114
• 负责人: 山西 健司
• 金额: $ 28.87万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H01114/
• 关键词: 予報情報学; 機械学習; データサイエンス; 異常検知; 変化検知; 予兆情報学; 緑内障進行予測; 埋め込み; 経済予兆検知; 潜在構造変化検知; 経済危機予測

数理予兆情報学、医療予兆情報学、経済予兆情報学に分けて、基礎的手法を発展させ、検証を推進した。数理予兆情報学では、データ生成機構の構造の変化を特性付ける指標としてMixture Complexity（MC）を提案し、Entropy誌に採択された。パラメータの数が時間と共に変化するような場合、MCはパラメータ数を連続値で計測する指標であり、MCの立ち上がりを検知することで、潜在構造変化の予兆を検知することが可能になった。また、潜在空間埋め込みの次元推定理論をユークリッド空間から双曲空間へと拡張した。そこでは分解型正規化最尤符号長を規準として最適な次元を推定する方法を提案した。また、潜在構造変化検知に位相データ解析を融合する手法を提案し、共にICDM2022にて発表した。医療予兆情報学では、664眼の緑内障眼の中心10度視野を用いてGuided Progression Analysis定義による進行検出の特異度を調べ、99.6％を達成した。この定義の有意水準を調整して、特異度95％になる定義を新たに作成した。500眼の中心10度視野を用いた解析の結果、新提案の定義は有意に進行検出の感度が良かった。本成果はBritish Journal of Ophthalmologyに掲載された。また、大規模視野データの解析により，中心10-2視野検査の信頼性指標に関連する因子のモデル解析を行った。経済予兆情報学では、パンデミック下において貨幣に対する家計や企業の需要が大きく増大した理由を明らかにするとともに、それが銀行危機の引き金となる可能性について実証的な検討を行った。また、銀行送金に関する時系列データを取得し，企業間の送金ネットワークの統計性を解析した。送金ネットワークはスケールフリーネットワークであり、ページランクやポテンシャル値などの中心性指標が時間変動していること等を明らかにした。

通过将其分为数学预测信息学、医学预测信息学和经济预测信息学，开发和验证了基本方法。在数学预测信息学中，我们提出了混合复杂度（MC）作为表征数据生成机制结构变化的指标，并被《熵》杂志采用。当参数数量随时间变化时，MC是衡量参数数量作为连续值的指标，通过检测MC的上升，可以检测潜在结构变化的迹象。我们还将潜在空间嵌入的维数估计理论从欧几里德空间扩展到双曲空间。在本文中，我们提出了一种使用分解的归一化最大似然码长度作为标准来估计最优维度的方法。我们还提出了一种将相位数据分析与潜在结构变化检测相结合的方法，两者均在 ICDM2022 上提出。在医学预测信息学中，我们使用 664 只青光眼眼睛的中央 10 度视野，使用引导进展分析定义来研究进展检测的特异性，并达到 99.6%。通过调整该定义的显着性水平，我们创建了一个特异性为 95% 的新定义。使用 500 只眼睛的中央 10 度视野进行分析的结果是，新提出的定义对于检测进展具有明显更好的灵敏度。该结果发表在《英国眼科杂志》上。此外，通过分析大规模视野数据，我们对中央10-2视野测试可靠性指标相关因素进行了模型分析。在经济预测信息学方面，我们阐明了疫情期间家庭和企业货币需求大幅增加的原因，并对由此引发银行危机的可能性进行了实证研究。我们还获取了银行汇款的时间序列数据，并分析了公司间汇款网络的统计数据。据透露，汇款网络是一个无标度网络，页面排名和潜在价值等中心性指标随时间变化。

项目成果

Detecting hierarchical changes in latent variable models

检测潜变量模型中的层次变化

• 发表时间: 2020
• 作者: 竹澤譲;伊藤真利子;大西立顕;山西健司;竹澤譲，伊藤真利子，大西立顕;Shintaro Fukushima Kenji Yamanishi
• 通讯作者: Shintaro Fukushima Kenji Yamanishi

Price Setting in Online and Offline Markets: Evidence from Korea

线上和线下市场的定价：来自韩国的证据

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Ueda;K. Watanabe;T. Watanabe
• 通讯作者: T. Watanabe

The Welfare Implications of Massive Money Injection: The Japanese Experience from 2013 to 2020

大规模注资的福利影响：2013年至2020年日本的经验

• DOI: 10.1111/aepr.12342
• 发表时间: 2021
• 期刊: Asian Economic Policy Review
• 影响因子: 3.9
• 作者: Mizuno Takayuki;Ohnishi Takaaki;Watanabe Tsutomu;Tsutomu Watanabe,Tomoyoshi Yabu;Tsutomu Watanabe,Yuki Omori;Tsutomu Watanabe
• 通讯作者: Tsutomu Watanabe

The decomposed normalized maximum likelihood code-length criterion for selecting hierarchical latent variable models

• DOI: 10.1007/s10618-019-00624-4
• 发表时间: 2019-07-01
• 期刊: DATA MINING AND KNOWLEDGE DISCOVERY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Yamanishi, Kenji;Wu, Tianyi;Okada, Makoto
• 通讯作者: Okada, Makoto

Multilayer Network Approach to Dynamics of Japanese Interfirm Transaction Relations

日本企业间交易关系动态的多层网络方法

• DOI: 10.1007/978-981-15-4944-1_3
• 发表时间: 2021
• 期刊: Big Data Analysis on Global Community Formation and Isolation. Springer, Singapore.
• 作者: Tsutomu Watanabe,Hitomi Sato;Yuichi Kichikawa;Hiroshi Iyetomi
• 通讯作者: Hiroshi Iyetomi