東北大学研究者紹介

研究者詳細

ホーム

日本語 English

顔写真

タナカ　カズユキ

田中　和之

Kazuyuki Tanaka

所属

大学院情報科学研究科　応用情報科学専攻　応用情報技術論講座（物理フラクチュオマティクス論分野）

職名

教授

学位

工学博士（東北大学）
工学修士（東北大学）

researchmap

https://researchmap.jp/Kazuyuki_Tanaka

J-GLOBAL ID

200901076140730739

経歴 6

2007年4月～継続中

東北大学　大学院情報科学研究科　教授
1999年4月～ 2007年3月

東北大学　大学院情報科学研究科　助教授
1994年7月～ 1999年3月

室蘭工業大学　情報工学科　助教授
1997年3月～ 1998年2月

グラスゴー大学　統計学科　客員研究員（文部省在外研究員）
1993年6月～ 1994年6月

東北大学　大学院情報科学研究科　助手
東北大学　工学部　助手

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

学歴 3

東北大学　工学研究科　電子工学専攻

～ 1989年3月24日
東北大学　工学研究科　電子工学専攻

～ 1986年3月25日
東北大学　工学部　電子工学科

～ 1984年3月27日

委員歴 26

Grant-in Aid for Scientific Research on Priority Areas: Statistical Mechanical Approach to Probabilistic Information Processing　Head Investigator

2002年4月～ 2005年3月
文部科学省特定領域研究「確率的情報処理への統計力学的アプローチ」　領域代表

2002年4月～ 2005年3月
電子情報通信学会　和文論文誌 (D-II)「情報論的学習理論」特集号編集委員

2004年3月～ 2005年2月
電子情報通信学会　和文論文誌 (D-II)「情報論的学習理論」特集号編集委員

2004年3月～ 2005年2月
電子情報通信学会東北支部　庶務幹事

2001年4月～ 2003年3月
電子情報通信学会東北支部　庶務幹事

2001年4月～ 2003年3月
電子情報通信学会　和文論文誌 (D-II)「情報論的学習理論」特集号編集委員

2001年7月～ 2002年3月
電子情報通信学会　和文論文誌 (D-II)「情報論的学習理論」特集号編集委員

2001年7月～ 2002年3月
2005 年情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2005)　実行委員

2005年11月～
IEEE Computational Intelligence Society Japan Chapter　運営委員

2005年11月～
2005 年情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2005)　実行委員

2005年11月～
IEEE Computational Intelligence Society Japan Chapter　運営委員

2005年11月～
Satellite Meeting of STATPHYS 22 Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications　組織委員

2005年7月～
Satellite Meeting of STATPHYS 22 Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications　組織委員

2005年7月～
電子情報通信学会情報論的学習理論時限研究専門委員会　専門委員

2004年11月～
電子情報通信学会情報論的学習理論時限研究専門委員会　専門委員

2004年11月～
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「確率的アルゴリズムによる情報処理」　世話人代表

2003年12月～
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「確率的アルゴリズムによる情報処理」　世話人代表

2003年12月～
2003 年情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2003)　実行委員

2003年11月～
2003 年情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2003)　実行委員

2003年11月～
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「確率的情報処理としての移動体通信技術」　世話人代表

2002年12月～
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「確率的情報処理としての移動体通信技術」　世話人代表

2002年12月～
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「ベイズ統計と統計力学を用いた確率的情報処理技術」　世話人代表

2002年3月～
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「ベイズ統計と統計力学を用いた確率的情報処理技術」　世話人代表

2002年3月～
日本物理学会 2000年春の分科会領域 11 シンポジューム「情報処理技術としての統計力学」　世話人代表

2000年3月～
日本物理学会 2000年春の分科会領域 11 シンポジューム「情報処理技術としての統計力学」　世話人代表

2000年3月～

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

所属学協会 1

日本物理学会

研究キーワード 8

統計科学
数理科学
ベイジアンネットワーク
大規模統計モデル
確率推論
画像処理
統計的手法
確率的情報処理

研究分野 4

自然科学一般 / 数理物理、物性基礎 / 統計物理学
情報通信 / 知能情報学 /
情報通信 / 統計科学 /
情報通信 / 情報学基礎論 / 数理科学

受賞 1

インターネットアーキテクチャ研究賞

2011年6月16日　電子情報通信学会通信ソサイエティインターネットアーキテクチャー研究会

論文 166

Uniformity Bias in Ground-State Sampling Induced by Replica Alignment in Quantum Monte Carlo for Quantum Annealing 査読有り

Naoki Maruyama, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　95　(3)　034001-1-034001-6　2026年3月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.95.034001 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Graph Minor Embedding Can Affect Sampling Degenerate Ground States Using Quantum Annealing 査読有り

Naoki Maruyama, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　95　(1)　013002-1-013002-4　2026年1月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.95.013002 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Relaxation-assisted reverse annealing on nonnegative/binary matrix factorization 国際誌査読有り

Renichiro Haba, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

PLOS One　20　(7)　e0323232-e0323232　2025年7月3日
出版者・発行元： Public Library of Science (PLoS)
DOI： 10.1371/journal.pone.0323232 　

eISSN：1932-6203

詳細を見る詳細を閉じる

Quantum annealing has garnered significant attention as meta-heuristics inspired by quantum physics for combinatorial optimization problems. Among its many applications, nonnegative/binary matrix factorization stands out for its complexity and relevance in unsupervised machine learning. The use of reverse annealing, a derivative procedure of quantum annealing to prioritize the search in a vicinity under a given initial state, helps improve its optimization performance in matrix factorization. This study proposes an improved strategy that integrates reverse annealing with a linear programming relaxation technique. Using relaxed solutions as the initial configuration for reverse annealing, we demonstrate improvements in optimization performance comparable to the exact optimization methods. Our experiments on facial image datasets show that our method provides better convergence than known reverse annealing methods. Furthermore, we investigate the effectiveness of relaxation-based initialization methods on randomized datasets, demonstrating a relationship between the relaxed solution and the optimal solution. This research underscores the potential of combining reverse annealing and classical optimization strategies to enhance optimization performance.
Quadratic Unconstrained Binary Formulation for Traffic Signal Optimization on Real-World Maps 国際誌査読有り

Reo Shikanai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　94　(2)　2025年2月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.94.024001 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Generalized Sparse Gaussian Graphical Model on the Bethe Lattice 国際誌国際共著査読有り

Kazuyuki Tanaka, Federico Ricci-Tersenghi

Journal of the Physical Society of Japan　93　(7)　2024年7月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.93.074007 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Nishimori Line for General Spin Random-Bond Ising Systems on Honeycomb Lattice 国際誌査読有り

Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　91　(11)　2022年11月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.91.115003 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Travel time optimization on multi-AGV routing by reverse annealing 国際誌査読有り

Renichiro Haba, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Scientific Reports　12　(1)　2022年10月22日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-022-22704-0 　

eISSN：2045-2322

詳細を見る詳細を閉じる

Abstract Quantum annealing has been actively researched since D-Wave Systems produced the first commercial machine in 2011. Controlling a large fleet of automated guided vehicles is one of the real-world applications utilizing quantum annealing. In this study, we propose a formulation to control the traveling routes to minimize the travel time. We validate our formulation through simulation in a virtual plant and authenticate the effectiveness for faster distribution compared to a greedy algorithm that does not consider the overall detour distance. Furthermore, we utilize reverse annealing to maximize the advantage of the D-Wave’s quantum annealer. Starting from relatively good solutions obtained by a fast greedy algorithm, reverse annealing searches for better solutions around them. Our reverse annealing method improves the performance compared to standard quantum annealing alone and performs up to 10 times faster than a commercial classical solver, Gurobi. This study extends a use of optimization with general problem solvers in the application of multi-AGV systems and reveals the potential of reverse annealing as an optimizer.
Comparing the Effects of Boltzmann Machines as Associative Memory in Generative Adversarial Networks between Classical and Quantum Samplings 国際誌査読有り

Mitsuru Urushibata, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　91　(7)　2022年7月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.91.074008 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Assessment of image generation by quantum annealer 査読有り

Takehito Sato, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Scientific Reports　11　(1)　13523-1-13523-8　2021年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-021-92295-9 　

eISSN：2045-2322

詳細を見る詳細を閉じる

<title>Abstract</title>Quantum annealing was originally proposed as an approach for solving combinatorial optimization problems using quantum effects. D-Wave Systems has released a production model of quantum annealing hardware. However, the inherent noise and various environmental factors in the hardware hamper the determination of optimal solutions. In addition, the freezing effect in regions with weak quantum fluctuations generates outputs approximately following a Gibbs–Boltzmann distribution at an extremely low temperature. Thus, a quantum annealer may also serve as a fast sampler for the Ising spin-glass problem, and several studies have investigated Boltzmann machine learning using a quantum annealer. Previous developments have focused on comparing the performance in the standard distance of the resulting distributions between conventional methods in classical computers and sampling by a quantum annealer. In this study, we focused on the performance of a quantum annealer as a generative model from a different aspect. To evaluate its performance, we prepared a discriminator given by a neural network trained on an a priori dataset. The evaluation results show a higher performance of quantum annealer compared with the classical approach for Boltzmann machine learning in training of the generative model. However the generation of the data suffers from the remanent quantum fluctuation in the quantum annealer. The quality of the generated images from the quantum annealer gets worse than the ideal case of the quantum annealing and the classical Monte-Carlo sampling.
Teacher-Student Learning for a Binary Perceptron with Quantum Fluctuations 査読有り

Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　90　(7)　074002-1-074002-11　2021年7月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.90.074002 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Mean field analysis of reverse annealing for code-division multiple-access multiuser detection 査読有り

Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Physical Review Research　3　(3)　033006-1-033006-22　2021年7月2日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physrevresearch.3.033006 　

eISSN：2643-1564
Benchmark Test of Black-box Optimization Using D-Wave Quantum Annealer 査読有り

Ami S. Koshikawa, Masayuki Ohzeki, Tadashi Kadowaki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　90　(6)　064001-1-064001-8　2021年6月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.90.064001 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Efficient Quantum and Simulated Annealing of Potts Models Using a Half-hot Constraint 査読有り

Shuntaro Okada, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　89　(9)　094801-1-094801-15　2020年9月15日
出版者・発行元： Japan Society of Applied Physics
DOI： 10.7566/jpsj.89.094801 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Simple relation between frustration and transition points in diluted spin glasses 査読有り

Ryoji Miyazaki, Yuta Kudo, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Physical Review E　102　(1)　012135-1-012135-7　2020年7月15日
出版者・発行元： American Physical Society (APS)
DOI： 10.1103/physreve.102.012135 　

ISSN：2470-0045

eISSN：2470-0053
Adaptive Thouless–Anderson–Palmer Equation for Higher-order Markov Random Fields 査読有り

Chako Takahashi, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　89　(6)　064007-1-064007-9　2020年6月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.89.064007 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073
Fair sampling by simulated annealing on quantum annealer

Masayuki Yamamoto, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　89　(2)　2020年
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/JPSJ.89.025002 　

ISSN：1347-4073 0031-9015
Sublinear Computational Time Modeling by Momentum-Space Renormalization Group Theory in Statistical Machine Learning Procedures

Kazuyuki Tanaka, Masayuki Ohzeki, Muneki Yasuda

The Review of Socionetwork Strategies　13　(2)　281-306　2019年9月7日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s12626-019-00053-1 　

ISSN：2523-3173

eISSN：1867-3236
Dynamics of order parameters of nonstoquastic Hamiltonians in the adaptive quantum Monte Carlo method

Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Physical Review E　99　(3)　2019年3月14日
出版者・発行元： American Physical Society
DOI： 10.1103/PhysRevE.99.032120 　

ISSN：2470-0053 2470-0045
Difference between quantum annealing by imaginary-time and real-time Schrödinger equations of Grover’s search 査読有り

Shuntaro Okada, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　88　(2)　024803-1-024803-6　2019年2月

DOI： 10.7566/JPSJ.88.024803 　

詳細を見る詳細を閉じる

We confirmed the annealing time required to obtain the desired success probability for quantum annealing by the imaginary-time and real-time Schrödinger equations of Grover’s search, with two kinds of schedulings; one linearly decreases the quantum fluctuation and the other tunes the evolution rate of the Hamiltonian on the basis of the adiabatic condition. With linear scheduling, the required annealing time for quantum annealing by the imaginary-time Schrödinger equation is of order ${\rm{log } }(N)$, which is very different from ${\cal{O } }(N)$ required for that by the real-time Schrödinger equation. With the scheduling based on the adiabatic condition, the required annealing time is of order ${\sqrt{N } }$, which is identical to that by the real-time Schrödinger equation. Although the scheduling based on the adiabatic condition is optimal for the quantum annealing by the real-time Schrödinger equation, it is inefficient for that by the imaginary-time Schrödinger equation. This result implies that the optimal schedulings for the quantum annealing by the imaginary-time and real-time Schrödinger equations differ greatly, and the efficient scheduling considered with the quantum Monte Carlo method, which is based on the imaginary-time Schrödinger equation, is not necessarily effective in improving the performance of quantum annealing by the real-time Schrödinger equation. We discuss the efficient scheduling for quantum annealing by the imaginary-time Schrödinger equation with respect to the exponential decay of excited states.
Phase diagrams of one-dimensional Ising and XY models with fully connected ferromagnetic and anti-ferromagnetic quantum fluctuations 査読有り

Shuntaro Okada, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　88　(2)　024802-1-024802-6　2019年2月

DOI： 10.7566/JPSJ.88.024802 　

詳細を見る詳細を閉じる

We analytically investigated the phase diagrams of one-dimensional Ising and XY models. A second-order phase transition occurs in both models only with the transverse magnetic field. In this study, the fully connected ferromagnetic and anti-ferromagnetic XX interactions are applied in addition to the transverse magnetic field. The ferromagnetic XX interaction causes a first-order phase transition in both of the one-dimensional Ising and XY models. In contrast, by applying the anti-ferromagnetic one, the second-order phase transition can be avoided in the one-dimensional Ising model, and the critical amplitude becomes smaller in the one-dimensional XY model even though the second-order phase transition remains and the critical exponent does not change. Because the anti-ferromagnetic XX interaction works to destroy the order of the transverse magnetization, it begins to decrease at a larger strength of the transverse magnetic field. As a result, the susceptibility of the transverse magnetization with respect to the strength of the magnetic field becomes small. It is conjectured that the anti-ferromagnetic XX interaction is generally preferable to the ferromagnetic interaction to improve the performance of quantum annealing.
Momentum-space renormalization group transformation in Bayesian image modeling by Gaussian graphical model 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Masamichi Nakamura, Shun Kataoka, Masayuki Ohzeki, Muneki Yasuda

Journal of the Physical Society of Japan　87　(8)　085001-1-085001-2　2018年8月

DOI： 10.7566/JPSJ.87.085001 　

詳細を見る詳細を閉じる

A new Bayesian modeling method is proposed by combining the maximization of the marginal likelihood with a momentum-space renormalization group transformation for Gaussian graphical models. Moreover, we present a scheme for computing the statistical averages of hyperparameters and mean square errors in our proposed method based on a momentum-space renormalization group transformation.
Statistical-Mechanical Analysis of Compressed Sensing for Hamiltonian Estimation of Ising Spin Glass 査読有り

Chako Takahashi, Masayuki Ohzeki, Shuntaro Okada, Masayoshi Terabe, Shinichiro Taguchi, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　87　(7)　074001-074001　2018年7月15日
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/jpsj.87.074001 　

ISSN：0031-9015

eISSN：1347-4073

詳細を見る詳細を閉じる

Several powerful machines, such as the D-Wave 2000Q, dedicated to solving combinatorial optimization problems through the Ising-model formulation have been developed. To input problems into the machines, the unknown parameters of the Ising model must be determined, and this is a nontrivial task. It may be beneficial to construct a method to estimate the parameters of the Ising model from several pairs of values of the energy and spin configurations. In the present paper, we propose a simple method employing L1-norm minimization, which is based on the concept of compressed sensing. Moreover, we analyze the typical performance of our proposed method of Hamiltonian estimation by using the replica method. We also compare our analytical results through several numerical experiments using the alternating direction method of multipliers.
Linear-time algorithm in Bayesian image denoising based on gaussian markov random field 査読有り

Muneki Yasuda, Junpei Watanabe, Shun Kataoka, Kazuyuki Tanaka

IEICE Transactions on Information and Systems　E101D　(6)　1629-1639　2018年6月1日
出版者・発行元： Institute of Electronics, Information and Communication, Engineers, IEICE
DOI： 10.1587/transinf.2017EDP7346 　

ISSN：1745-1361 0916-8532
An Extension of Estimation of Critical Points in Ground State for Random Spin Systems 査読有り

Masayuki Ohzeki, Yuta Kudo, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　87　(1)　015001-1-015001-2　2018年1月

DOI： 10.7566/JPSJ.87.015001 　

ISSN：0031-9015
Quantum annealing: next-generation computation and how to implement it when information is missing 査読有り

Masayuki Ohzeki, Chako Takahashi, Shuntaro Okada, Masayoshi Terabe, Shinichiro Taguchi, Kazuyuki Tanaka

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　9　(4)　392-405　2018年
出版者・発行元： Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)
DOI： 10.1587/nolta.9.392 　

eISSN：2185-4106

詳細を見る詳細を閉じる

Recently, several powerful machines dedicated to solving combinatorial optimization problems through the Ising-model formulation have appeared. The trigger for the paradigm shift to a specialized machine for solving optimization problems was the D-Wave machine, which implements quantum annealing. Quantum annealing employs quantum fluctuations to find an optimal solution to an optimization problem with discrete variables. In particular, we input the optimization problem in the form of the Ising Hamiltonian, which is a specialized form of the quadratic unconstrained binary optimization problem. However, when we employ quantum annealing for a practical optimization problem, there are several issues. One typical issue is absence of the detailed form of the cost function, which characterizes the optimization problem. To input problems into specialized machines for solving an optimization problem, it is necessary to determine the unknown parameters within the Ising model. We propose a method to estimate the unknown parameters in the Ising Hamiltonian using compressed sensing. Furthermore, we analyze the theoretical limitations of our proposed method by employing the replica method, which is a sophisticated tool in statistical mechanics.
Deep neural network detects quantum phase transition 査読有り

Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　87　(3)　033001-1-033001-4　2018年
出版者・発行元： Physical Society of Japan
DOI： 10.7566/JPSJ.87.033001 　

ISSN：1347-4073 0031-9015
On-Demand Color Calibration for Pedestrian Tracking in Nonoverlapping Fields of View 査読有り

Yuji Waizumi, Masako Omachi, Kazuyuki Tanaka

IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL　4　(2)　320-329　2017年4月

DOI： 10.1109/JIOT.2016.2557814 　

ISSN：2327-4662
Community Detection Algorithm Combining Stochastic Block Model and Attribute Data Clustering 査読有り

Shun Kataoka, Takuto Kobayashi, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　85　(11)　114802-1-114802-10　2016年11月

DOI： 10.7566/JPSJ.85.114802 　

ISSN：0031-9015
Perturbative Interpretation of Adaptive Thouless-Anderson-Palmer Free Energy 査読有り

Muneki Yasuda, Chako Takahashi, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　85　(7)　075001-1-075001-2　2016年7月

DOI： 10.7566/JPSJ.85.075001 　

ISSN：0031-9015
確率伝搬法による画像の領域分割における超事前分布を用いたパラメータ推定

古市智大, 片岡駿, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　115　(384)　37-42　2015年12月
出版者・発行元：電子情報通信学会
ISSN：0913-5685
確率伝搬法と階調変換を用いた画像のノイズ除去アルゴリズムの高速化

吉田健人, 片岡駿, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　115　(384)　31-36　2015年12月
非欠損画素の情報及び確率伝搬法を用いた欠損画素の推定

真柴隆一, 片岡駿, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　115　(384)　13-18　2015年12月
Statistical analysis of loopy belief propagation in random fields 査読有り

Muneki Yasuda, Shun Kataoka, Kazuyuki Tanaka

PHYSICAL REVIEW E　92　(4)　042120-1-042120-15　2015年10月

DOI： 10.1103/PhysRevE.92.042120 　

ISSN：1539-3755

eISSN：1550-2376
Inverse Renormalization Group Transformation in Bayesian Image Segmentations 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Masayuki Ohzeki

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　84　(4)　045001-1-045001-2　2015年4月

DOI： 10.7566/JPSJ.84.045001 　

ISSN：0031-9015
Bayesian reconstruction of missing observations(<Special section>Nowcast and forecast of road traffic by data fusion of various sensing data)

Kataoka Shun/Yasuda Muneki/Tanaka Kazuyuki, YASUDA Muneki, TANAKA Kazuyuki

Interdisciplinary Information Sciences　21　(1)　11-23　2015年3月
出版者・発行元：東北大学
DOI： 10.4036/iis.2015.11 　

ISSN：1340-9050

詳細を見る詳細を閉じる

We focus on an interpolation method referred to Bayesian reconstruction in this paper. Whereas in standard interpolation methods missing data are interpolated deterministically, in Bayesian reconstruction, missing data are interpolated probabilistically using a Bayesian treatment. In this paper, we address the framework of Bayesian reconstruction and its application to the traffic data reconstruction problem in the field of traffic engineering. In the latter part of this paper, we describe the evaluation of the statistical performance of our Bayesian traffic reconstruction model using a statistical mechanical approach and clarify its statistical behavior.
CNNとSVMを組み合わせた歩行者検知の効率化に関する一検討

斎藤拓馬, 和泉勇治, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　114　(521)　41-46　2015年3月
24aBL-11 レプリカクラスタ変分法を用いた確率伝搬法の統計解析

安田宗樹, 片岡駿, 田中和之

日本物理学会講演概要集　70　3188-3188　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_3188 　

ISSN：2189-079X
Bayesian Image Segmentations by Potts Prior and Loopy Belief Propagation 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Yuji Waizumi, Chiou-Ting Hsu

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　83　(12)　124002-1-124002-11　2014年12月

DOI： 10.7566/JPSJ.83.124002 　

ISSN：0031-9015
Traffic data reconstruction based on Markov random field modeling 査読有り

Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Cyril Furtlehner, Kazuyuki Tanaka

INVERSE PROBLEMS　30　(2)　025003-1-025003-14　2014年2月

DOI： 10.1088/0266-5611/30/2/025003 　

ISSN：0266-5611

eISSN：1361-6420
Scene Text Recognition based on Positional Relation between Closed Curves 査読有り

Yuji Waizumi, Kazuyuki Tanaka

2014 2ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE, MODELLING AND SIMULATION　182-186　2014年

DOI： 10.1109/AIMS.2014.51 　
周辺情報の統計的評価による風景中の文字認識

内田直樹, 和泉勇治, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　113　(346)　11-16　2013年12月
Mean Field Approximation for Fields of Experts (<Special Issue>The 4th Young Scientist Meeting on Statistical Physics and Information Processing in Sendai)

Yasuda Muneki, Tanaka Kazuyuki

Interdisciplinary Information Sciences　19　113-119　2013年8月
出版者・発行元：東北大学
DOI： 10.4036/iis.2013.113 　

ISSN：1340-9050

詳細を見る詳細を閉じる

Fields of experts (FoE) model, which is regarded as a higher-order Markov random field whose clique potentials are modeled by the products of experts, matches spatial structures of natural images well, and therefore, it is an efficient prior of natural images. However, the FoE model does not readily admit efficient inferences because of the complexity of landscape of its energy function. In this paper, we propose an efficient mean field approximation for the FoE model by using a perturbative expansion in statistical mechanics. Our proposed mean field approximation can be applied to the FoE under general settings and can be solved in linear time with respect to the number of pixels. In the latter part of this paper, we apply our method to the image inpainting problem, and we show it gives results being the same or better than ones given by a simple gradient method proposed in the original work.
Susceptibility propagation by using diagonal consistency 査読有り

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics　87　(1)　012134-1-012134-6　2013年1月24日

DOI： 10.1103/PhysRevE.87.012134 　

ISSN：1539-3755 1550-2376
Network Application Identification using Sequential Transition Patterns of Payload Length 査読有り

Yuji Waizumi, Tsuyoshi Sato, Kazuyuki Tanaka

Interdisciplinary Information Sciences　18　(2)　189-196　2012年12月
出版者・発行元： The Editorial Committee of the Interdisciplinary Information Sciences
DOI： 10.4036/iis.2012.189 　

ISSN：1340-9050

詳細を見る詳細を閉じる

A person-to-person information sharing is easily realized by P2P networks that servers are not essential. Information leakages, which are caused by malicious accesses for P2P networks, has become new social issues. To prevent information leakage, it is necessary to detect and block traffics of P2P software. Since some P2P softwares can spoof port numbers, it is difficult to detect the traffics sent from P2P softwares by using port numbers. It is more difficult to devise effective countermeasures for detecting the software because their protocol are not public. In this paper, we propose a method to identify applications using sequential transition patterns of payload length. Through real traffic experiment we show that proposed method can quickly and accurately identify network applications.
Learning Algorithm for Boltzmann Machines using Max-Product Algorithm and Pseudo-Likelihood 査読有り

Muneki Yasuda, Junya Tannai, Kazuyuki Tanaka

Interdisciplinary Information Sciences　18　(1)　55-63　2012年12月
出版者・発行元： The Editorial Committee of the Interdisciplinary Information Sciences
DOI： 10.4036/iis.2012.55 　

ISSN：1340-9050

詳細を見る詳細を閉じる

Boltzmann machines are parametric probabilistic models for the statistical machine learning, forming Markov random fields. Owing to their normalization constant, inference and learning in Boltzmann machines are generally classified under NP-hard problems. Maximum pseudo-likelihood estimation is an effective approximate learning method for Boltzmann machines. However, in principle, we cannot use this method for incomplete data sets, except for some special cases. In this paper, we propose a new learning algorithm for Boltzmann machines with incomplete data sets by generating a pseudo-complete data set from a given incomplete data using the max-product algorithm and the Markov chain Monte Carlo method, and then, by applying maximum pseudo-likelihood estimation to the pseudo-complete data set.
Bayesian Image Modeling by Means of a Generalized Sparse Prior and Loopy Belief Propagation 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Muneki Yasuda, D. Michael Titterington

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　81　(11)　114802-1-114802-9　2012年11月

DOI： 10.1143/JPSJ.81.114802 　

ISSN：0031-9015
ガウシアングラフィカルモデルを用いた確率的画像補修フィルタの設計

北川智隆, 安田宗樹, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　112　(298)　57-62　2012年11月
2部グラフ型ボルツマンマシンに対する複合最尤法

浅利岳, 安田宗樹, 和泉勇治, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　112　(298)　39-44　2012年11月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

近年,情報技術の発達に伴い情報のデータ化か進み,データの蓄積量の増大とともにその効率的な利用方法について注目が集まっている.そのような方法の一つとしてボルツマンマシンと呼ばれる機械学習理論のモデルがある.本稿では2部グラフ型のボルツマンマシンに注目する.入力層と出力層の2層からなる2部グラフ型ボルツマンマシンは,入力層がデータで固定されると,条件付き独立性より出力層の推論が非常に容易になるため,医療診断などのエキスパートシステムへの現実的な応用などが見込まれている.しかし,学習は依然として計算量の問題を抱えており,何らかの近似を必要とする.そこで本稿では,複合最尤法とよばれる統計数学の近似法を用いて2部グラフ型ボルツマンマシンに対する高精度の学習アルゴリズムを提案する.
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

松尾翔希, 和泉勇治, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　112　(210)　61-66　2012年9月
Replica Plefka expansion of Ising systems 査読有り

Muneki Yasuda, Yoshiyuki Kabashima, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF STATISTICAL MECHANICS-THEORY AND EXPERIMENT　2012　(4)　P04002-1-P04002-16　2012年4月

DOI： 10.1088/1742-5468/2012/04/P04002 　

ISSN：1742-5468
Inverse Problem in Pairwise Markov Random Fields Using Loopy Belief Propagation 査読有り

Muneki Yasuda, Shun Kataoka, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　81　(4)　044801-1-044801-8　2012年4月

DOI： 10.1143/JPSJ.81.044801 　

ISSN：0031-9015
Statistical Analysis of Gaussian Image Inpainting Problems 査読有り

Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　81　(2)　025001-1-025001-2.　2012年2月

DOI： 10.1143/JPSJ.81.025001 　

ISSN：0031-9015
Statistical analysis of the expectation-maximization algorithm with loopy belief propagation in Bayesian image modeling 査読有り

Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka, D. M. Titterington

PHILOSOPHICAL MAGAZINE　92　(1-3)　50-63　2012年

DOI： 10.1080/14786435.2011.624558 　

ISSN：1478-6435
TAP equation for non-negative Boltzmann machine 査読有り

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

PHILOSOPHICAL MAGAZINE　92　(1-3)　192-209　2012年

DOI： 10.1080/14786435.2011.634856 　

ISSN：1478-6435
Composite Likelihood Estimation for Restricted Boltzmann Machines 査読有り

Muneki Yasuda, Shun Kataoka, Yuji Waizumi, Kazuyuki Tanaka

2012 21ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON PATTERN RECOGNITION (ICPR 2012)　2234-2237　2012年

ISSN：1051-4651
カラーチャンネル間の相関を考慮したGaussian FoEモデル

村山竜太, 安田宗樹, 和泉勇治, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告　111　(275)　105-111　2011年11月
Learning Algorithm in Restricted Boltzmann Machines using Kullback-Leibler Importance Estimation Procedure 招待有り査読有り

Muneki Yasuda, Tetsuharu Sakurai, Kazuyuki Tanaka

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　2　(2)　153-164　2011年4月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
DOI： 10.1587/nolta/2.153 　

ISSN：2185-4106

詳細を見る詳細を閉じる

Restricted Boltzmann machines (RBMs) are bipartite structured statistical neural networks and consist of two layers. One of them is a layer of visible units and the other one is a layer of hidden units. In each layer, any units do not connect to each other. RBMs have high flexibility and rich structure and have been expected to applied to various applications, for example, image and pattern recognitions, face detections and so on. However, most of computational models in RBMs are intractable and often belong to the class of NP-hard problem. In this paper, in order to construct a practical learning algorithm for them, we employ the Kullback-Leibler Importance Estimation Procedure (KLIEP) to RBMs, and give a new scheme of practical approximate learning algorithm for RBMs based on the KLIEP.
Network Application Identification Based on Communication Characteristics of Application Messages 査読有り

Yuji Waizumi, Yuya Tsukabe, Hiroshi Tsunoda, Yoshiaki Nemoto, Kazuyuki Tanaka

Journal of Communication and Computer　8　(5)　111-119　2011年2月
Automatic Ridge Network Detection in Crumpled Paper Based on Graph Density 査読有り

Marvin Huang, Chiou-Ting Hsu, Kazuyuki Tanaka

2011 IEEE 13TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON MULTIMEDIA SIGNAL PROCESSING (MMSP)　1-6　2011年

DOI： 10.1109/MMSP.2011.6093840 　

ISSN：2163-3517
相関不等式を用いたボルツマンマシンの決定論的近似学習アルゴリズム査読有り

安田宗樹, 田中和之

電子情報通信学会論文誌D　J93-D　(11)　2446-2453　2010年11月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：1880-4535

詳細を見る詳細を閉じる

ボルツマンマシンはマルコフ確率場の形式をとる確率的ニューラルネットワークの一つであり,パラメトリック機械学習の重要なモデルの一つである.しかしボルツマンマシンの厳密な学習アルゴリズムは一般にシステムの次元に対して指数的な計算コストを必要としてしまう.近年Hintonによりcontrastive divergenceと呼ばれる強力な近似学習アルゴリズムが提案され,多くの学習問題に適用されてきている.しかしながらcontrastive divergenceにはアルゴリズムの収束などに関しての理論的な保証がほとんどなく,実用的には確率的なサンプリング法を必要とするためアルゴリズムが分散をもってしまうという欠点がある.そこで本論文では相関等式と呼ばれる定式化を用いてボルツマンマシンに対する新しい近似学習アルゴリズムを提案する.提案学習アルゴリズムはボルツマンマシンの学習の問題を単純な凸最適化問題へと近似することにより得られる.そのアルゴリズムは観測データ点に対して決定論的に解を与えるものであるため実装には便利である.また提案学習アルゴリズムの性能はcontrastive divergenceやYasuda and Tanakaにより提案されたloopy belief propagationを用いた学習アルゴリズムの性能を多くの場合で上回ることを人工データに対する数値実験を用いて示す.
改良された感受率伝搬法

安田宗樹, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　110　(265)　59-63　2010年11月
スパース正則化項をともなうマルコフ確率場における確率伝搬法

田中和之

電子情報通信学会技術報告　110　(295)　1-5　2010年11月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

本論文ではスパース正則化項をともなうマルコフ確率場に対する確率伝搬法の改良の提案を行う.その改良はガウシアングラフィカルモデルに対する確率伝搬法の定式化と適応TAP法の定式化に基づく拡張として位置づけられる.
パケットペイロード長の発生確率に基づいたネットワークアプリケーション識別

和泉勇治, 佐藤剛, 田中和之

電子情報通信学会技術報告　110　(295)　7-12　2010年11月
ペイロード長遷移パターンの順序性評価によるネットワークアプリケーション識別

佐藤剛, 和泉勇治, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告　110　(170)　41-46　2010年8月6日
Statistical Performance Analysis in Probabilistic Image Processing 査読有り

Shun Kataoka, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　79　(2)　025001-1-025001-2　2010年2月

DOI： 10.1143/JPSJ.79.025001 　

ISSN：0031-9015
Statistical performance analysis by loopy belief propagation in Bayesian image modeling 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Shun Kataoka, Muneki Yasuda

INTERNATIONAL WORKSHOP ON STATISTICAL-MECHANICAL INFORMATICS 2010 (IW-SMI 2010)　233　012013-1-012013-11　2010年

DOI： 10.1088/1742-6596/233/1/012013 　

ISSN：1742-6588
Approximate Learning Algorithm in Boltzmann Machines 査読有り

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

NEURAL COMPUTATION　21　(11)　3130-3178　2009年11月

DOI： 10.1162/neco.2009.08-08-844 　

ISSN：0899-7667
Approximate Learning Algorithm in Boltzmann Machines 査読有り

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

Neural Computation　21　(11)　3130-3178　2009年10月19日

DOI： 10.1162/neco.2009.08-08-844 　
PROBABILISTIC IMAGE PROCESSING BY EXTENDED GAUSS-MARKOV RANDOM FIELDS 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Nicolas Morin, Muneki Yasuda, D. M. Titterington

2009 IEEE/SP 15TH WORKSHOP ON STATISTICAL SIGNAL PROCESSING, VOLS 1 AND 2　617-+　2009年
Mathematical structures of loopy belief propagation and cluster variation method 査読有り

Kazuyuki Tanaka

INTERNATIONAL WORKSHOP ON STATISTICAL-MECHANICAL INFORMATICS 2008 (IW-SMI 2008)　143　012023-1-012023-18　2009年

DOI： 10.1088/1742-6596/143/1/012023 　

ISSN：1742-6588
A quantum-statistical-mechanical extension of Gaussian mixture model 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Koji Tsuda

INTERNATIONAL WORKSHOP ON STATISTICAL-MECHANICAL INFORMATICS 2007 (IW-SMI 2007)　95　012023-1-012023-9　2008年

DOI： 10.1088/1742-6596/95/1/012023 　

ISSN：1742-6588
Statistical Inferences by Gaussian Markov Random Fields on Complex Networks 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Takafumi Usui, Muneki Yasuda

2008 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL INTELLIGENCE FOR MODELLING CONTROL & AUTOMATION, VOLS 1 AND 2　214-219　2008年

DOI： 10.1109/CIMCA.2008.14 　
Approximate Learning Algorithm for Restricted Boltzmann Machines 査読有り

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

2008 INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL INTELLIGENCE FOR MODELLING CONTROL & AUTOMATION, VOLS 1 AND 2　692-697　2008年

DOI： 10.1109/CIMCA.2008.57 　
画像修復における確率伝搬法を用いたEMアルゴリズムについての一考察査読有り

井上佳, 田中和之

情報科学技術レターズ　6　187-188　2007年9月5日
Statistical trajectory of an approximate EM algorithm for probabilistic image processing 査読有り

Kazuyuki Tanaka, D. M. Titterington

JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND THEORETICAL　40　(37)　11285-11300　2007年9月

DOI： 10.1088/1751-8113/40/37/007 　

ISSN：1751-8113
The mathematical structure of the approximate linear response relation 査読有り

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND THEORETICAL　40　(33)　9993-10007　2007年8月

DOI： 10.1088/1751-8113/40/33/005 　

ISSN：1751-8113
Erratum: Replica analysis of preferential urn model (Journal of the Physical Society of Japan (2006) 75 (074802)) 査読有り

J. Ohkubo, M. Yasuda, K. Tanaka

Journal of the Physical Society of Japan　76　(4)　048001-1-048001-1　2007年4月
出版者・発行元：社団法人日本物理学会
DOI： 10.1143/JPSJ.76.048001 　

ISSN：0031-9015
Boltzmann Machines with Bounded Continuous Random Variables 査読有り

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

Interdisciplinary Information Sciences　13　(1)　25-31　2007年3月
出版者・発行元：東北大学
DOI： 10.4036/iis.2007.25 　

ISSN：1340-9050

詳細を見る詳細を閉じる

We propose a Boltzmann machine formulated as a probabilistic model where every random variable takes bounded continuous values, and we derive the Thouless?Anderson?Palmer equation for the model. The proposed model includes the non-negative Boltzmann machine and the Sherrington?Kirkpatrick model with spin-S at S→∞ as a special case. It is known that the Sherrington?Kirkpatrick model with spin-S has a spin glass phase. Thus, the proposed Boltzmann machine is expected to be able to learn practical complex data.
Nonadditive volume and community detection problem in complex networks 査読有り

Jun Ohkubo, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　75　(11)　115001-1-115001-2　2006年11月

DOI： 10.1143/JPSJ.75.115001 　

ISSN：0031-9015
ガウシアングラフィカルモデルを用いた画像補修アルゴリズム査読有り

安田宗樹, 大久保潤, 田中和之

情報科学技術レターズ　5　225-228　2006年9月5日
出版者・発行元： FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会

詳細を見る詳細を閉じる

第5回情報科学技術フォーラム (FIT2006; September 5-7, 2006, 福岡大学) の査読付き論文
The relationship between Plefka's expansion and the cluster variation method 査読有り

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　75　(8)　084006-1-084006-8　2006年8月

DOI： 10.1143/JPSJ.75.084006 　

ISSN：0031-9015
確率的画像処理におけるハイパパラメータ推定の統計的解析

倉沢光, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告　106　(163)　7-12　2006年7月14日
Replica analysis of preferential urn model 査読有り

Jun Ohkubo, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　75　(7)　074802-1-074802-6　2006年7月

DOI： 10.1143/JPSJ.75.074802 　

ISSN：0031-9015
Statistical learning procedure in loopy belief propagation for probabilistic image processing 査読有り

Kazuyuki Tanaka

International Conference on Computational Intelligence for Modelling, Control & Automation Jointly with International Conference on Intelligent Agents, Web Technologies & Internet Commerce, Vol 2, Proceedings　II　741-746　2006年
Linear response formula in generalized belief propagation for probabilistic inference 査読有り

Kazuyuki Tanaka

International Conference on Computational Intelligence for Modelling, Control & Automation Jointly with International Conference on Intelligent Agents, Web Technologies & Internet Commerce, Vol 1, Proceedings　I　669-674　2006年
Digital image inpainting based on Markov random field 査読有り

M. Yasuda, J. Ohkubo, K. Tanaka

INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL INTELLIGENCE FOR MODELLING, CONTROL & AUTOMATION JOINTLY WITH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT AGENTS, WEB TECHNOLOGIES & INTERNET COMMERCE, VOL 2, PROCEEDINGS　II　747-+　2006年
Preferential urn model on a random network 査読有り

Jun Ohkubo, Kazuyuki Tanaka

INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL INTELLIGENCE FOR MODELLING, CONTROL & AUTOMATION JOINTLY WITH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT AGENTS, WEB TECHNOLOGIES & INTERNET COMMERCE, VOL 1, PROCEEDINGS　I　1153-+　2006年
ガウシアングラフィカルモデルに基づく確率的情報処理における一般化された信念伝搬法査読有り

田中和之

電子情報通信学会論文誌 (D-II)　J88-D-II　(12)　2368-2379　2005年12月1日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0915-1923

詳細を見る詳細を閉じる

ガウシアングラフィカルモデルに対する一般化された信念伝搬法の定式化を与え, 厳密解により既に得られている結果と比較することにより, 一般化された信念伝搬法の精度と性能について研究する.一般化された信念伝搬法はガウシアングラフィカルモデルでは平均については厳密解に一致することを一般的に示す.ガウシアングラフィカルモデルにおける信念伝搬法の定式化のある部分の摂動展開からニューロコンピューティングの分野で近似手法として知られるThouless-Anderson-Palmer (TAP)の方法が導出されることを示す.更にガウシアングラフィカルを用いた画像修復における周辺ゆう度最大化によるハイパパラメータの推定に一般化された信念伝搬法及びThouless-Anderson-Palmerの方法を適用し, 平均場近似, 従来の信念伝搬法及び厳密解との比較からその精度を明らかにする.
Preferential urn model and nongrowing complex networks 査読有り

J Ohkubo, M Yasuda, K Tanaka

PHYSICAL REVIEW E　72　(6)　065104(R)-1-065104(R)-4　2005年12月

DOI： 10.1103/PhysRevE.72.065104 　

ISSN：1539-3755
ネットワークの異質性を利用した信念伝搬法の更新法査読有り

大久保潤, 安田宗樹, 田中和之

第8回情報論的学習理論ワークショップ予稿集　179-184　2005年11月9日
ボルツマンマシンにおける学習データからの構造推定査読有り

安田宗樹, 田中和之

第 8 回情報論的学習理論ワークショップ予稿集　191-196　2005年11月9日
Statistical-mechanical iterative algorithms on complex networks 査読有り

J Ohkubo, M Yasuda, K Tanaka

PHYSICAL REVIEW E　72　(4)　046135-1-046135-8　2005年10月

DOI： 10.1103/PhysRevE.72.046135 　

ISSN：2470-0045

eISSN：2470-0053
Generation of complex bipartite graphs by using a preferential rewiring process 査読有り

Jun Ohkubo, Kazuyuki Tanaka, Tsuyoshi Horiguchi

Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics　72　(3)　2005年9月

DOI： 10.1103/PhysRevE.72.036120 　

ISSN：1539-3755 1550-2376
Generation of complex bipartite graphs by using a preferential rewiring process 査読有り

J Ohkubo, K Tanaka, T Horiguchi

PHYSICAL REVIEW E　72　(3)　036120-1-036120-10　2005年9月

DOI： 10.1103/PhysRevE.72.036120 　

ISSN：2470-0045

eISSN：2470-0053
Image Segmentation Based on Bethe Approximation for Gaussian Mixture Model 査読有り

Fan Chen, Kazuyuki Tanaka, Tsuyoshi Horiguchi

Interdisciplinary Information Sciences　11　(1)　17-29　2005年3月
出版者・発行元：東北大学
DOI： 10.4036/iis.2005.17 　

ISSN：1340-9050

詳細を見る詳細を閉じる

We propose an image segmentation algorithm under an expectation-maximum scheme using a Bethe approximation. In the stochastic image processing, the image data is usually modeled in terms of Markov random fields, which can be characterized by a Gibbs distribution. The Bethe approximation, which takes account of nearest-neighbor correlations, provides us with a better approximation to the Gibbs free energy than the commonly used mean-field approximation. We apply the Bethe approximation to the image segmentation problem and investigate its efficiency by numerical experiments. As a result, our approach shows better robustness and faster converging speed than those using the mean-field approximation.
First-order phase transition and Bayesian image processing by loopy belief propagation 査読有り

K Tanaka, DM Titterington

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS SUPPLEMENT　(157)　288-291　2005年

ISSN：0375-9687
Multi-scale image segmentation based on renormalization group theory 査読有り

Fan Chen, Kazuyuki Tanaka, Tsuyoshi Horiguchi

第 7 回情報論的学習理論ワークショップ予稿集　274-280　2004年11月8日
クラスター変分法を用いた隠れ素子なしのボルツマンマシンの学習査読有り

安田宗樹, 田中和之, 堀口剛

第7回情報論的学習理論ワークショップ予稿集　281-288　2004年11月8日
[チュートリアル講演] 確率的情報処理と確率伝搬アルゴリズムの基礎招待有り

田中和之

電子情報通信学会技術研究報告　104　(338)　25-32　2004年10月14日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

本チュートリアル講演では,人工知能における確率推論という形で注目を集めつつあるベイジアンネットワークを例に取り確率的情報処理の基礎とその具体的アルゴリズムを構成する処方箋としての確率伝搬法(信念伝搬法. Belief Propagation)についての解説を行う.
[チュートリアル講演] ベイジアンネットと確率推論 ---変分原理からの再帰的確率推論アルゴリズム--- 招待有り

田中和之

電子情報通信学会技術研究報告　104　(348)　35-42　2004年10月
Accuracy of the Bethe approximation for hyperparameter estimation in probabilistic image processing 査読有り

K Tanaka, H Shouno, M Okada, DM Titterington

JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL　37　(36)　8675-8695　2004年9月

DOI： 10.1088/0305-4470/37/36/007 　

ISSN：0305-4470
統計力学と情報処理 ---自由エネルギーが生み出す新しい情報処理技術--- 招待有り

田中和之

物性研究　81　(5)　679-710　2004年2月20日
Dynamics and its stability of Boltzmann-machine learning algorithm for gray scale image restoration 査読有り

J Inoue, K Tanaka

SLOW DYNAMICS IN COMPLEX SYSTEMS　708　731-734　2004年

ISSN：0094-243X
ガウス模型に基づく画像修復と確率伝搬法査読有り

田中和之, 吉池紀子, 庄野逸, 岡田真人

第 6 回情報論的学習理論ワークショップ　83-88　2003年11月
ベイズ推定を用いた人物の動きベクトル場抽出アルゴリズム査読有り

吉池紀子, 田中和之

第 6 回情報論的学習理論ワークショップ予稿集　65-70　2003年11月
Mean field theory of EM algorithm for Bayesian grey scale image restoration 査読有り

J Inoue, K Tanaka

JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL　36　(43)　10997-11010　2003年10月

DOI： 10.1088/0305-4470/36/43/023 　

ISSN：0305-4470
Probabilistic image processing by means of the Bethe approximation for the Q-Ising model 査読有り

K Tanaka, J Inoue, DM Titterington

JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL　36　(43)　11023-11035　2003年10月

DOI： 10.1088/0305-4470/36/43/025 　

ISSN：0305-4470
Probabilistic inference by means of cluster variation method and linear response theory 査読有り

K Tanaka

IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS　E86D　(7)　1228-1242　2003年7月

ISSN：0916-8532
Coupled Markov random field models with phases as line field and region field 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Daiki Furusato, Tsuyoshi Horiguchi

Systems and Computers in Japan　34　(7)　24-33　2003年6月30日

DOI： 10.1002/scj.10364 　

ISSN：0882-1666
Color Image Compression Algorithm Using Self-Organizing Feature Map 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Norihiro Hoshi, Tsuyoshi Horiguchi

Interdisplinary Information Sciences　9　(2)　201-208　2003年1月
出版者・発行元：東北大学
DOI： 10.4036/iis.2003.201 　

ISSN：1340-9050

詳細を見る詳細を閉じる

A new color image compression algorithm using Kohonen's self-organizing feature map is proposed. Our algorithm is an extension of color image compression algorithm proposed by Pei and Lo [IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., 8: 191?205 (1998)]. N neurons are introduced in order to reduce a given full color image with 224 colors to an indexed color image with N colors. There are control parameters for the competitive learning among neurons in the self-organizing feature map algorithm. In our proposed algorithm, some of the control parameters, which are included in a neighboring function defined for neurons, are updated by taking relationship among neighboring neurons into account, though all control parameters are updated so as to decrease monotonically and exponentially with respect to each iteration step in Pei and Lo's algorithm. The color palette obtained by the proposed algorithm is more robust as for control parameters than that by Pei and Lo's algorithm.
Loopy belief propagation and probabilistic image processing 査読有り

K Tanaka, JI Inoue, DM Titterington

2003 IEEE XIII WORKSHOP ON NEURAL NETWORKS FOR SIGNAL PROCESSING - NNSP'03　13　329-338　2003年

DOI： 10.1109/NNSP.2003.1318032 　
Statistical-mechanical approach to image processing 招待有り査読有り

Kazuyuki Tanaka

Journal of Physics A: Mathematical and General　35　(37)　R81-R150　2002年9月20日

DOI： 10.1088/0305-4470/35/37/201 　

ISSN：0305-4470
位相をライン場及び領域場としてもつ結合マルコフ確率場モデル査読有り

田中和之, 古里大喜, 堀口剛

電子情報通信学会論文誌 D-II　J85-D-II　(5)　805-814　2002年5月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0915-1923

詳細を見る詳細を閉じる

濃淡画像の直像修復に用いられる確率場モデルの一つである境界ベース結合マルコフ確率場モデルと領域ベース結合マルコフ確率場モデルについて研究する.これまでの研究ではこれらのモデルのライン場と領域場は「エッジのある状態とない状態」あるいは「0でラベル付けされた領域と1でラベル付けされた領域」という離散的な状態が仮定されていた.本論文ではこれらの場の状態を中間状態をとれるように,統計力学における平面回転子モデルを意識しながら位相という形で連続状態へ拡張する.具体的な画像修復アルゴリズムは平均場近似をもとにして構成する.
ミクロカノニカル分布に基づく確率的画像修復アルゴリズムにおけるハイパパラメ-タの自動推定査読有り

田中和之

電子情報通信学会論文誌 D-II　J85-D-II　(5)　815-824　2002年5月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0915-1923

詳細を見る詳細を閉じる

8階調の画像として与えられた原画像に対する画像修復の枠組みはミクロカノニカル分布に基づく事前確率分布に対するベイズ統計をもとに構成される.その際,ミクロカノニカル分布としての事前確率分布は互いに異なる階調値をもつ最近接画素対の本数と1だけ異なる階調値をもつ最近接画素対の本数という画像の空間的平たんさと滑らかさを特徴づける量をもとに定式化される.8階調の原画像における互いに異なる階調値をもつ最近接画素対の本数と1だけ異なる階調値をもつ最近接画素対の本数を劣化画像から推定する新しい方法を提案する.更にこの定式化をもとに256階調の画像の画像修復に対する統計力学的反復計算アルゴリズムを与え,数値実験を通して修復画像の画質の改善にどのように結び付くかについて議論する.
Solvable Markov random field model in color image restoration 査読有り

K Tanaka, T Horiguchi

PHYSICAL REVIEW E　65　(4)　046124-1-046124-18　2002年4月

DOI： 10.1103/PhysRevE.65.046142 　

ISSN：1539-3755
Maximum likelihood hyperparameter estimation for solvable Markov random field model in image restoration 査読有り

K Tanaka, J Inoue

IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS　E85D　(3)　546-557　2002年3月

ISSN：0916-8532
Solvable Markov random field model in color image restoration 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Tsuyoshi Horiguchi

Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics　65　(4)　18　2002年

DOI： 10.1103/PhysRevE.65.046142 　

ISSN：1063-651X
Dynamics of the maximum marginal likelihood hyperparameter estimation in image restoration: Gradient descent versus expectation and maximization algorithm 査読有り

J Inoue, K Tanaka

PHYSICAL REVIEW E　65　(1)　016125-1-016125-11　2002年1月

DOI： 10.1103/PhysRevE.65.016125 　

ISSN：1539-3755
平面回転子模型にもとづくライン場および領域場を持つ結合マルコフ確率場モデル査読有り

田中和之, 古里大喜, 堀口剛

第 4 回情報論的学習理論ワークショップ予稿集　255-260　2001年7月
濃淡画像の画像修復に対する拘束条件付き最適化を用いた一定式化査読有り

田中和之

第 4 回情報論的学習理論ワークショップ予稿集　159-164　2001年7月
量子力学的に拡張されたライン場を持つ結合ガウス・マルコフ確率場モデルを用いた画像修復査読有り

田中和之

電子情報通信学会論文誌 (D-II)　J84-D-II　(4)　737-743　2001年4月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0915-1923

詳細を見る詳細を閉じる

濃淡画像の画像修復に用いられる確率場モデルの一つである結合ガウス・マルコフ確率場モデルをライン場に関して量子力学的意味において拡張したモデルを提案する.具体的な画像修復アルゴリズムは平均場近似をもとにして構成する.
Maximum marginal likelihood estimation and constrained optimization in image restoration 査読有り

Kazuyuki Tanaka

Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence　16　(2)　246-258　2001年

DOI： 10.1527/tjsai.16.246 　

ISSN：1346-0714 1346-8030
結合ガウス・マルコフ確率場モデルに対するクラスタ-変分法による統計力学的反復計算アルゴリズム査読有り

田中和之

人工知能学会論文誌　16　(2)　259-267　2001年

DOI： 10.1527/tjsai.16.259 　

ISSN：1346-0714 1346-8030
Dynamical properties of image restoration and hyper-parameter estimation 査読有り

J Inoue, K Tanaka

NEURAL NETWORKS FOR SIGNAL PROCESSING XI　11　383-392　2001年
画像修復に対する周辺ゆう度最大化によるハイパパラメ-タ推定のクラスタ変分法を用いた理論的検討査読有り

田中和之

電子情報通信学会論文誌 (A)　J83-A　(10)　1148-1160　2000年10月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0913-5707

詳細を見る詳細を閉じる

画像修復の統計的手法において現れるハイパパラメータは最ゆう推定の立場に立てば周辺ゆう度と呼ばれる量を最大化することにより決定される.マルコフ確率場モデルに対する周辺ゆう度の計算を厳密に行うことは非常に困難であり, 近似解析手法を導入することが必要となる.従来はこの近似解析手法として平均場近似がよく用いられている.本論文ではこの周辺ゆう度を用いたハイパパラメータ推定をより高精度に行う新しい近似解析手法として平均場近似の代わりにクラスタ変分法を用いる方法を提案する.クラスタ変分法は平均場近似を拡張した統計力学における代表的近似解析手法であり, マルコフ確率場モデルの統計量を高精度で得ることができるが, 周辺ゆう度を用いたハイパパラメータの推定にはこれまで応用されたことがなかった.従来, 周辺ゆう度の近似解析手法としてよく用いられてきた平均場近似の結果と比較し, クラスタ変分法を用いてハイパパラメータの推定を行うことにより, 特に事前確率分布の性質をよく反映した画像に対して, より良好な修復結果が得られることを数値実験により示す.
結合ガウス・マルコフ確率場モデルを用いた画像修復における統計力学的反復計算アルゴリズム査読有り

田中和之

Proceedings of Third Workshop on Information-Based Induction Sciences　39-44　2000年7月
Probabilistic Model and Image Processing 査読有り

Kazuyuki Tanaka

第 3 回情報論的学習理論ワークショップ予稿集　283-288　2000年7月
Quantum statistical-mechanical iterative method in image restoration 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Tsuyoshi Horiguchi

Electronics and Communications in Japan, Part III: Fundamental Electronic Science (English translation of Denshi Tsushin Gakkai Ronbunshi)　83　(3)　84-94　2000年
出版者・発行元： Scripta Technica Inc
DOI： 10.1002/(SICI)1520-6440(200003)83:3<84::AID-ECJC9>3.0.CO;2-N 　

ISSN：1042-0967
Probabilistic computational method in image restoration based on statistical-mechanical technique 査読有り

K Tanaka

SOFT COMPUTING IN INDUSTRIAL APPLICATIONS　401-414　2000年
画像修復に対する統計力学的手法における最大事後周辺確率推定査読有り

田中和之

電子情報通信学会論文誌 (A)　J82-A　(10)　1679-1684　1999年10月
Approximate Optimization Algorithms in Markov Random Field Model based on Statistical-mechanical Techniques 査読有り

Kazuyuki Tanaka

Proceedings of International Workshop on Soft Computing in Industry'99　165-170　1999年7月
Cluster ZTP in the recovery of an image 査読有り

T Morita, K Tanaka

PATTERN RECOGNITION LETTERS　18　(14)　1479-1493　1997年12月

DOI： 10.1016/S0167-8655(97)00146-3 　

ISSN：0167-8655
画像修復に対する量子統計力学的反復計算法査読有り

田中和之, 堀口剛

電子情報通信学会論文誌 A　J80-A　(12)　2117-2126　1997年12月
濃淡画像の画像修復に対する統計力学的反復計算アルゴリズム査読有り

田中和之, 守田徹

電子情報通信学会Ａ　J80-A　(6)　1033-1037　1997年6月
画像修復に対する統計力学的反復計算法査読有り

田中和之, 一岡美佳子, 守田徹

電子情報通信学会Ａ　J80-A　(1)　260-268　1997年1月
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN：0913-5707

詳細を見る詳細を閉じる

画像修復に対する統計力学的手法であるマルコフ確率場モデルの方法において, 線過程に対する新しい方法を提唱する. 本論文では, 2値画像において原画像におけるエッジの長さ, エッジの角の個数を何らかの方法で知ることができると仮定し, そのエッジの長さとエッジの角の個数に対する拘束条件の下で観測画像にできるだけ近い画像を修復画像として得ようという最小値問題を考えることにより, 2値画像の修復に対するマルコフ確率場モデルを導出する. 従来, 線過程は最近接格子点間におけるエッジ状態を新たに定義することにより考慮されていた. 本論文では, エッジの角の個数に対する拘束条件を事前知識として考慮することにより, エッジ状態を新たに定義することなく各格子点における状態のみを用いて線過程を考慮することが可能であることを示す.
Statistical-mechanical Study of the Image Restoration based on the Markov Random Field Model 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Tohru Morita

Proceedings of the International Conference on Soft Computing in Industory　78-83　1996年4月
Determination of parameters in an image recovery by statistical-mechanical means 査読有り

T Morita, K Tanaka

PHYSICA A　223　(1-2)　244-262　1996年1月

DOI： 10.1016/0378-4371(95)00276-6 　

ISSN：0378-4371
Correlated Random Field Ising Model and Image Restoration Problem 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Tohru Morita

Proceedings of International Symposium on Coferent Approaches to Fluctuations　150-153　1996年
Statistical-mechanical algorithm in MRF model based on variational principle 査読有り

Kazuyuki Tanaka, Mikako Ichioka, Tohru Morita

Proceedings - International Conference on Pattern Recognition　2　381-388　1996年
出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
DOI： 10.1109/ICPR.1996.546853 　

ISSN：1051-4651
CLUSTER VARIATION METHOD AND IMAGE-RESTORATION PROBLEM 査読有り

K TANAKA, T MORITA

PHYSICS LETTERS A　203　(2-3)　122-128　1995年7月

DOI： 10.1016/0375-9601(95)00387-I 　

ISSN：0375-9601
NUMERICAL STUDY OF 2D ANNNI MODEL IN THE CLUSTER VARIATION METHOD 査読有り

Y MURAI, K TANAKA, T MORITA

PHYSICA A　217　(1-2)　214-226　1995年7月

DOI： 10.1016/0378-4371(95)00075-I 　

ISSN：0378-4371
CRITICAL-BEHAVIOR OF A FRUSTRATED SPIN-1 ISING-MODEL 査読有り

Y HONDA, K TANAKA, T HORIGUCHI

PHYSICAL REVIEW B　51　(21)　15260-15266　1995年6月

DOI： 10.1103/PhysRevB.51.15260 　

ISSN：0163-1829
A LATTICE MODEL OF FLUX LINES 査読有り

T MORITA, K TANAKA

PHYSICS LETTERS A　202　(1)　133-136　1995年6月

DOI： 10.1016/0375-9601(95)00259-6 　

ISSN：0375-9601
APPLICATION OF THE CLUSTER VARIATION METHOD TO 3-DIMENSIONAL T-J-MODEL-II 査読有り

K TANAKA, T MORITA

JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY　28　S373-S377　1995年5月

ISSN：0374-4884

eISSN：1976-8524
GENERALIZED HEISENBERG-MODEL OF SPIN-S-GREATER-THAN-1/2 EQUIVALENT-TO THOSE OF SPIN-1/2 OR SPIN-1 査読有り

T MORITA, K TANAKA

JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY　28　S378-S383　1995年5月

ISSN：0374-4884

eISSN：1976-8524
CLUSTER VARIATION METHOD FOR 2-DIMENSIONAL HUBBARD AND T-J MODELS 査読有り

K TANAKA, H EBISAWA, T MORITA

PHYSICA C-SUPERCONDUCTIVITY AND ITS APPLICATIONS　235　(PT.4)　2187-2188　1994年12月

DOI： 10.1016/0921-4534(94)92315-9 　

ISSN：0921-4534
APPLICATION OF CLUSTER VARIATION METHOD TO 3-DIMENSIONAL T-J MODEL 査読有り

K TANAKA, Y TAKANE, H EBISAWA, T MORITA

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　63　(8)　2909-2918　1994年8月

DOI： 10.1143/JPSJ.63.2909 　

ISSN：0031-9015
GENERALIZED T-J MODEL WITH GENERAL HALF-ODD-INTEGRAL SPIN-S 査読有り

T MORITA, K TANAKA

PHYSICS LETTERS A　188　(1)　101-105　1994年5月

DOI： 10.1016/0375-9601(94)90125-2 　

ISSN：0375-9601
3-DIMENSIONAL T-J MODEL AND CLUSTER VARIATION METHOD 査読有り

K TANAKA, Y TAKANE, H EBISAWA, T MORITA

PHYSICA B　194　481-482　1994年2月

ISSN：0921-4526
COHERENT-ANOMALY ANALYSIS WITH CLUSTER VARIATION METHOD FOR 2-DIMENSIONAL ISING-MODEL WITH NEAREST-NEIGHBOR AND NEXT-NEAREST-NEIGHBOR INTERACTIONS 査読有り

K TANAKA, T HORIGUCHI, T MORITA

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS SUPPLEMENT　(115)　221-235　1994年

ISSN：0375-9687
GENERALIZED HEISENBERG-MODEL OF SPIN-S GREATER-THAN 1/2 EQUIVALENT TO THAT OF SPIN 1/2 査読有り

T MORITA, K TANAKA

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　62　(11)　3771-3773　1993年11月

DOI： 10.1143/JPSJ.62.3771 　

ISSN：0031-9015
ASYMPTOTIC-BEHAVIOR OF SPIN-PAIR CORRELATION-FUNCTION OF ISING-MODEL ON GENERALIZED KAGOME LATTICE 査読有り

K TANAKA, T MORITA

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　62　(3)　868-872　1993年3月

DOI： 10.1143/JPSJ.62.868 　

ISSN：0031-9015
DIAGRAMMATICAL TECHNIQUES FOR 2-DIMENSIONAL ISING-MODELS .3. ISING-MODEL TO VERTEX MODEL 査読有り

T MORITA, K TANAKA

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　62　(3)　873-879　1993年3月

DOI： 10.1143/JPSJ.62.873 　

ISSN：0031-9015
CRITICAL INDEXES FOR THE 2-DIMENSIONAL ISING-MODEL WITH NEAREST-NEIGHBOR AND NEXT-NEAREST-NEIGHBOR INTERACTIONS .2. STRIP CLUSTER APPROXIMATION 査読有り

K TANAKA, T HORIGUCHI, T MORITA

PHYSICA A　192　(4)　647-664　1993年2月

DOI： 10.1016/0378-4371(93)90114-J 　

ISSN：0378-4371
ASYMPTOTIC-BEHAVIOR OF SPIN-PAIR CORRELATION-FUNCTION OF ISING-MODEL ON CHECKERBOARD LATTICE 査読有り

K TANAKA, T MORITA

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS　88　(5)　865-880　1992年11月

DOI： 10.1143/PTP.88.865 　

ISSN：0033-068X
CRITICAL INDEXES FOR THE 2-DIMENSIONAL ISING-MODEL WITH NEAREST-NEIGHBOR AND NEXT-NEAREST-NEIGHBOR INTERACTIONS 査読有り

K TANAKA, T HORIGUCHI, T MORITA

PHYSICS LETTERS A　165　(3)　266-270　1992年5月

DOI： 10.1016/0375-9601(92)90048-Q 　

ISSN：0375-9601

eISSN：1873-2429
LOW-TEMPERATURE BEHAVIOR OF ANTIFERROMAGNETIC ISING-MODEL ON TRIANGULAR LATTICE 査読有り

T HORIGUCHI, K TANAKA, T MORITA

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　61　(1)　64-69　1992年1月

DOI： 10.1143/JPSJ.61.64 　

ISSN：0031-9015
FREE-ENERGY FOR LAYERED FREE FERMION MODELS 査読有り

K TANAKA, T MORITA

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　61　(1)　92-101　1992年1月

DOI： 10.1143/JPSJ.61.92 　

ISSN：0031-9015
COHERENT-ANOMALY ANALYSIS WITH CLUSTER VARIATION METHOD FOR SPIN-PAIR CORRELATION-FUNCTION OF ISING-MODEL ON SQUARE LATTICE 査読有り

K TANAKA, T HORIGUCHI, T MORITA

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　60　(8)　2576-2587　1991年8月

DOI： 10.1143/JPSJ.60.2576 　

ISSN：0031-9015
SPIN PAIR CORRELATION-FUNCTION OF THE ISING-MODEL ON THE BRICKWORK LATTICE WITH 2ND NEIGHBOR INTERACTIONS 査読有り

K TANAKA, T MORITA, K HIROIKE

PHYSICA A　171　(2)　350-373　1991年2月

DOI： 10.1016/0378-4371(91)90283-I 　

ISSN：0378-4371
COHERENT-ANOMALY METHOD FOR THE WAVE-NUMBER DEPENDENCE OF THE SUSCEPTIBILITY 査読有り

T HORIGUCHI, K TANAKA, T MORITA

JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　59　(11)　4196-4197　1990年11月

DOI： 10.1143/JPSJ.59.4196 　

ISSN：0031-9015
ASYMPTOTIC BEHAVIORS OF MODIFIED BLOCK TOEPLITZ DETERMINANT 査読有り

K TANAKA, T MORITA

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS　84　(3)　392-409　1990年9月

DOI： 10.1143/PTP.84.392 　

ISSN：0033-068X
ASYMPTOTIC FORMS OF SOME BLOCK TOEPLITZ DETERMINANTS 査読有り

K TANAKA, T MORITA

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS　84　(3)　410-414　1990年9月

DOI： 10.1143/PTP.84.410 　

ISSN：0033-068X
ONE-DIMENSIONAL BINARY MIXTURE OF HARD-RODS WITH NONADDITIVE DISTANCES OF CONTACT 査読有り

T MORITA, K TANAKA, K HIROIKE

MOLECULAR PHYSICS　61　(6)　1549-1561　1987年8月

DOI： 10.1080/00268978700101981 　

ISSN：0026-8976
CORRELATION-FUNCTIONS OF A ONE-DIMENSIONAL LATTICE GAS WITH NEAREST-NEIGHBOR AND NEXT-NEAREST-NEIGHBOR INTERACTIONS 査読有り

K TANAKA, T MORITA, K HIROIKE

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS　77　(1)　68-83　1987年1月

DOI： 10.1143/PTP.77.68 　

ISSN：0033-068X
CORRELATION-FUNCTIONS OF A ONE-DIMENSIONAL LATTICE GAS WITH INTERACTIONS UP TO 3RD-NEAREST NEIGHBORS 査読有り

K TANAKA, T MORITA, K HIROIKE

PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS SUPPLEMENT　(87)　214-228　1986年

ISSN：0375-9687

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

MISC 158

一般の活性化関数を持つ全結合2層ニューラルネットワークの記憶容量

西山颯大, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　79　(1)　2024年

ISSN： 2189-079X
列生成法と量子アニーリングを用いた二次計画問題の効率的な処理の検証

平間草太, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　78　(1)　2023年

ISSN： 2189-079X
分子動力学法によるハイブリッド量子アニーリングに対するリバースアニーリングの適用に関する検討

高林泰成, 羽場廉一郎, 羽場廉一郎, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　78　(1)　2023年

ISSN： 2189-079X
非ゼロ平均行列に対する馬蹄分布を利用したADMMによる圧縮センシング

荒木健介, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　78　(1)　2023年

ISSN： 2189-079X
組合せ最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発

宮本誠也, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　78　(2)　2023年

ISSN： 2189-079X
現実のマップにおける量子アニーリングを用いた交通信号機の最適化

鹿内怜央, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　78　(2)　2023年

ISSN： 2189-079X
2値圧縮センシングにおける相転移

土井幹也, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　78　(2)　2023年

ISSN： 2189-079X
連続緩和とリバースアニーリングを用いた二値制約非負値行列分解

羽場廉一郎, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　77　(1)　2022年

ISSN： 2189-079X
敵対的訓練におけるパーセプトロンの記憶容量

丸山尚貴, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　77　(1)　2022年

ISSN： 2189-079X
交互方向乗数法による馬蹄分布を利用した圧縮センシング

荒木健介, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　77　(2)　2022年

ISSN： 2189-079X
量子アニーリングを用いた信号の最適化

亀井秀朔, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　76　(1)　2021年

ISSN： 2189-079X
Potts模型におけるXYドライバーを用いた量子アニーリングの性能評価

川島祐輝, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　76　(1)　2021年

ISSN： 2189-079X
量子モンテカルロ法を用いた縮退のある系における量子アニーリングのサンプリング性能の解析

丸山尚貴, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　76　(1)　2021年

ISSN： 2189-079X
量子アニーリングを用いた無人搬送車経路最適化の代替的手法

羽場廉一郎, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　76　(1)　2021年

ISSN： 2189-079X
二値制約非負値行列分解に対するリバースアニーリングの効果的な初期化手法

羽場廉一郎, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　76　(2)　2021年

ISSN： 2189-079X
Associative Adversarial Networkにおいて量子サンプリングによるボルツマンマシンの学習がGANの精度に与える影響

漆畑充, 漆畑充, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　76　(2)　2021年

ISSN： 2189-079X
量子アニーリングを用いた非負値行列分解による音源分離

篠島匠人, 篠島匠人, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　75　(2)　2020年

ISSN： 2189-079X
D-wave Hybrid Solverを用いたぐるなびのレコメンデーション最適化

秋山登哉, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　75　(2)　2020年

ISSN： 2189-079X
量子アニーリングによる画像生成とその評価

佐藤豪人, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　75　(2)　2020年

ISSN： 2189-079X
量子アニーリングによるポートフォリオ最適化のレプリカ解析

渡邊大地, 大関真之, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　75　(2)　2020年

ISSN： 2189-079X
ベイズ的最適化によるスピングラスの基底状態の探索

越川亜美, 大関真之, 大関真之, 大関真之, 観山正道, 観山正道, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　74　(1)　2019年

ISSN： 2189-079X
シミュレーテッド・アニーリングを量子アニーリングでシミュレートすることによるフェアサンプリング

山本雅之, 大関真之, 大関真之, 田中和之

電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)　2019　2019年

ISSN： 1349-144X
フラストレーションに基づくボンド希釈イジング模型の転移点の見積もり

工藤祐太, 片岡駿, 大関真之, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　72　(2)　2017年

ISSN： 2189-079X
圧縮センシングによるイジング相互作用の推定

高橋茶子, 大関真之, 岡田俊太郎, 寺部雅能, 田口慎一郎, 田中和之

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　72　(2)　2017年

ISSN： 2189-079X
顔認識のためのスパース表現分類法における基底作成に関する一検討 (パターン認識・メディア理解)

渡邉秀昭, 和泉勇治, 片岡駿, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　116　(259)　43-48　2016年10月20日
出版者・発行元：電子情報通信学会
ISSN： 0913-5685
8aAY-1 マルコフ確率場による画像の背景領域分割(8aAY 情報統計力学2,領域11(物性基礎論・統計力学・流体物理・応用数学・社会経済物理))

片岡駿, 田中和之

日本物理学会講演概要集　69　(2)　130-130　2014年8月22日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
トラヒック解析に基づいたウェブアプリケーション識別 (通信方式)

和泉勇治, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　113　(207)　61-66　2013年9月12日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN： 0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

近年,一つのウェブサイト上でウェブメールや動画共有などの種類の異なる様々なサービスを提供するウェブサイトが増加している.ネットワーク管理の立場からは,同一サイトが提供するサービスであっても利用可能なものと利用を制限するものとを識別する必要があると考えられる.このような利用の制限は,ポート番号やIPアドレスによる識別では不可能でありこれらの情報以外を利用したウェブアプリケーションの利用制限お実現する必要があると言える.そこで本稿は,ポート番号やIPアドレスを利用せず,ウェブアプリケーションを利用する際に生じるトラピックの特徴を解析することにより、ウェブアプリケーション識別を実現する方式について検討する.特に,ウェブァプリケーションを利用する際に発生するTCPコネクションの同時発生数に着目したトラピックの数値化方式を提案し、実トラピックに対する識別精度について報告する.
27aKG-2 条件付き確率場を用いた画像の領域分割(情報統計力学1,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

片岡駿, 安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　68　(2)　252-252　2013年8月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
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―

安田宗樹, 片岡駿, 田中和之

オペレーションズ・リサーチ　58　(4)　191-197　2013年4月
出版者・発行元：日本オペレーションズ・リサーチズ学会
ISSN： 0030-3674

詳細を見る詳細を閉じる

ベイジアンネットワークは人の知識を確率で表現する一つの表現形式であり,複数の事象間の因果関係に対する知識を条件付き確率という確率表現で定式化し,それらをつなぎ合わせることで構成される.ベイジアンネットワークを利用することにより逆に結果から原因を確率的に推論するいわゆる確率推論が可能となり,さまざまな診断システムにおける強力なツールとなっている.本稿ではベイジアンネットワークへの導入のための基礎的な概念と数理について解説し,簡単な例題を用いてベイジアンネットワークへの直感を深めていく.
27aXZD-9 画像処理のための高次マルコフ確率場に対する平均場法(27aXZD スピングラス・ランダムスピン系・情報統計力学1,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　68　(1)　349-349　2013年3月26日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
複数の領域評価手法の統合による文字認識

佐藤沢彦, 和泉勇治, 田中和之

第75回全国大会講演論文集　2013　(1)　451-452　2013年3月6日

詳細を見る詳細を閉じる

情景画像中の文字認識においては，文字と風景の境界が正しく領域分割できなければ，認識が行えないという問題がある．これの解決策として，複数の領域分割基準による分割の結果を統合する方法が想定される．このような方法においては，分割結果統合のためのパラメータが新たに生じることになると考えられる．本研究では新たに生じたパラメータを自動設定し，複数の分割結果を効果的に統合する手法を提案する．
18pAA-2 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(18pAA 情報統計力学2,ニューラルネットワーク,数値計算アルゴリズム,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

田中和之, 安田宗樹

日本物理学会講演概要集　67　(2)　228-228　2012年8月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
18pAA-1 マルコフ確率場に対する直交関数展開を用いたプレフカ展開法(18pAA 情報統計力学2,ニューラルネットワーク,数値計算アルゴリズム,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　67　(2)　228-228　2012年8月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
18aAA-10 マルコフネットを用いた交通量の統計的予測(18aAA 情報統計力学1,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

片岡駿, 安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　67　(2)　222-222　2012年8月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
項目間の相関を考慮した項目応答理論

安田宗樹, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング　111　(483)　387-391　2012年3月7日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN： 0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

項目応答理論(または項目反応理論)は主に心理学や社会学分野で発展してきている統計的現代テスト理論であり,項目応答理論の主要な目的のひとつはテスト結果から個々の被験者の能力と個々のテスト項目の難易度を推定し,それをもとにスコアを算出していくことである.従来の項目応答理論のモデルではテスト項目間の独立性を仮定しているため,テスト項目間が関連しているような場合に,その関連性を考慮することができない.本稿では従来の項目応答理論のモデルをマルコフ確率場の理論と融合させることによりテスト項目間の相関を考慮に入れた新しい項目応答理論モデルを提案する.
27pAG-6 圧縮センシングを用いた画像補修モデリング(27pAG 情報統計力学2,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

片岡駿, 安田宗樹, 樺島祥介, 田中和之

日本物理学会講演概要集　67　(1)　377-377　2012年3月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
22aGA-7 ランダム欠損を利用した画像圧縮法(22aGA 情報統計力学2,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

片岡駿, 安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　66　(2)　218-218　2011年8月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
21pGU-8 オンサガー項を考慮した感受率伝搬法の改良とその一般化(21pGU 情報統計力学1,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　66　(2)　213-213　2011年8月24日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
28aTD-11 改良された感受率伝搬法(28aTD 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　66　(1)　343-343　2011年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
ビジョンコンピューティングにおける確率的情報処理の展開：小特集編集にあたって

田中和之

電子情報通信学会誌　93　(9)　743-743　2010年9月1日
出版者・発行元：電子情報通信学会
ISSN： 0913-5693
確率的画像推論と統計的学習理論の基礎と最近の展開

田中和之, 片岡駿, 安田宗樹

電子情報通信学会誌　93　(9)　744-748　2010年9月1日
出版者・発行元：電子情報通信学会
ISSN： 0913-5693

詳細を見る詳細を閉じる

本稿ではベイズ統計による画像データからの様々の予測・推論技術の基礎と最近の展開と具体的なアルゴリズムの原理,性能評価法について画像修復という基本的な例題に対して簡単に解説する.
25pTD-7 1RSBを考慮したTAP方程式を用いた感受率伝搬法(25pTD 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 樺島祥介, 田中和之

日本物理学会講演概要集　65　(2)　282-282　2010年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
20pEA-1 適応TAP方程式の摂動近似としての再解釈(20pEA ニューラルネットワーク1(情報統計力学を含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　65　(1)　273-273　2010年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
20aEA-3 確率伝搬法による確率的画像処理におけるEMアルゴリズムの統計解析(20aEA 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

片岡駿, 安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　65　(1)　263-263　2010年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
25aQL-2 確率伝搬法による画像修復の統計的性能評価法(情報統計力学,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

片岡駿, 安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　64　(2)　156-156　2009年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
25aQL-5 レプリカ拡張系適応的TAP方程式を用いた学習アルゴリズム(情報統計力学,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

安田宗樹, 樺島祥介, 田中和之

日本物理学会講演概要集　64　(2)　157-157　2009年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
確率的画像処理フィルタ

安田宗樹, 田中和之

システム/制御/情報 : システム制御情報学会誌 = Systems, control and information　53　(8)　360-361　2009年8月15日
出版者・発行元：システム制御情報学会
ISSN： 0916-1600
確率的画像処理フィルター

安田宗樹, 田中和之

システム/制御/情報　53　(8)　56-57　2009年8月
出版者・発行元：システム制御情報学会
大規模確率場と確率的画像処理の深化と展開

田中和之

研究報告コンピュータビジョンとイメージメディア（CVIM）　2009　(36)　1-9　2009年6月2日
出版者・発行元：情報処理学会
ISSN： 0919-6072

詳細を見る詳細を閉じる

確率的画像処理はマルコフ確率場とベイズ推定をもとにして定式化される．その具体的なアルゴリズムは確率伝搬法により構成される．マルコフ確率場と確率伝搬法は物理モデルおよび物理的計算技法と深く関係したアプローチである．本稿ではこれらの理論的枠組みとその基礎となる情報統計力学的視点について解説する．The mathematical frameworks of probabilistic image processing are formulated by means of Markov random fields and Bayesian inference. Some practical algorithms are constructed by applying belief propagation methods. Markov random fields and belief propagation methods can be regarded as one of statistical-mechanical approaches to probabilistic information processing. In the present paper, we review some fundamental frameworks and statistical-mechanical approaches of probabilistic image processing.
30pTF-5 クラスター変分法を用いた一般化された確率伝搬法の拡張(30pTF 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

田中和之

日本物理学会講演概要集　64　(1)　346-346　2009年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
30pTF-8 レプリカ拡張系に対する適応的TAP方程式の統計的学習理論への応用(30pTF 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 樺島祥介, 田中和之

日本物理学会講演概要集　64　(1)　347-347　2009年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
ビリーフプロパゲーション法を用いたボルツマンマシンの学習アルゴリズム

丹内隼也, 安田宗樹, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告　108　(480)　243-248　2009年
Learning algorithm in Boltzmann machines using the belief propagation algorithm

丹内隼也, 安田宗樹, 田中和之

IEICE Technical Report　108　(480)　243-248　2009年
22pVC-9 隠れ素子をもつボルツマンマシンに対する平均場理論(22pVC 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　63　(2)　249-249　2008年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
22pVC-12 平面グラフ上の閉路と確率モデル(22pVC 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

田中和之, Kerrebroeck Valery Van

日本物理学会講演概要集　63　(2)　250-250　2008年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
室内における幼児の行動予測のための確率的因果構造モデルの学習と推論

河田諭志, 本村陽一, 西田佳史, 石川詔三, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング　107　(542)　279-282　2008年3月5日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN： 0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

室内における幼児の行動を観測して認識することは,幼児の危険回避を考える上で非常に重要な課題である.本発表では,実際の日常生活空間に近い環境で幼児の行動を観測した画像等の各種センサーデータから,その行動を予測するための行動モデルの統計的学習を行う事例を紹介する.近年の計算機能力の上昇に伴い,ベイジアンネットワークをはじめとする複雑なグラフィカルモデルを問題へ適用することが工学として現実的になってきた.グラフィカルモデルを用いることで,実世界の問題に内在する様々な事前知識をうまく取り扱うことができる可能性が生まれてきている.本稿では,室内において幼児の行動を観測した動画像および超音波位置センサーデータから行動の時系列に関する確率的因果構造を,ベイジアンネットワークによりモデル化する.それにより,従来の機械学習の手法を用いた最尤推定に比べて,行動の認識精度を大きく向上させたことについて述べる.
スケールフリーネットワーク上のガウシアングラフィカルモデル

臼井崇文, 安田宗樹, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告　107　(542)　1-6　2008年
Gaussian Graphical Model on Scale-Free Network

Tanafumi Usui, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

IEICE Technical Report　107　(542)　1-6　2008年
確率伝搬法を用いたEMアルゴリズムによる画像処理

井上佳, 安田宗樹, 田中和之

IEICE Technical Report　107　(542)　37-42　2008年
21aTL-12 スケールフリーネットワーク上のガウシアングラフィカルモデル(情報統計力学,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

臼井崇文, 田中和之

日本物理学会講演概要集　62　(2)　256-256　2007年8月21日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
21aTL-13 相関を伴う項目応答理論に対する平均場理論(情報統計力学,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

田中和之, 菅谷史昭

日本物理学会講演概要集　62　(2)　256-256　2007年8月21日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
21aTL-6 定義域が制限された連続確率変数を持つボルツマンマシン(情報統計力学,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　62　(2)　255-255　2007年8月21日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
21pWA-5 量子系における確率推論の平均場理論(シンポジウム量子系におけるコトの物理学,領域11,統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理)

田中和之

日本物理学会講演概要集　62　(1)　318-318　2007年2月28日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
画像処理における確率伝搬法とEMアルゴリズムの統計的性能評価(情報物理学の数学的構造)

田中和之

数理解析研究所講究録　1532　60-69　2007年2月
出版者・発行元：京都大学
ISSN： 1880-2818
A_019 混合のエントロピーを利用したコミュニティ検出アルゴリズム(A分野:モデル・アルゴリズム・プログラミング)

大久保潤, 田中和之

情報科学技術フォーラム一般講演論文集　5　(1)　39-40　2006年8月21日
出版者・発行元： FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会
26aXD-8 画像処理における確率伝搬法を用いたEMアルゴリズムの統計解析(26aXD 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

田中和之, 皆川まりか

日本物理学会講演概要集　61　(2)　227-227　2006年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
26aXD-9 マルコフ連鎖モンテカルロ法に基づくEMアルゴリズムの画像修復への適用とその統計的性能評価(26aXD 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

井上純一, 倉沢光, 田中和之

日本物理学会講演概要集　61　(2)　227-227　2006年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
26aXE-3 ネットワーク構造をもつ壺モデルにおけるべき則(26aXE 確率過程・確率モデル(パーコレーションを含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

大久保潤, 田中和之

日本物理学会講演概要集　61　(2)　228-228　2006年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
統計力学の基礎 ---複雑ネットワークとの関連に基づいて--- (特集/ネットワーク科学の数理)

大久保潤, 田中和之

数理科学　44　(8)　24-29　2006年8月
出版者・発行元：サイエンス社
ISSN： 0386-2240
トレンドキーワード（第2回）「スケールフリーネットワーク」/大久保潤氏・田中和之氏（東北大学大学院）の「スケールフリーネットワーク」

大久保潤, 田中和之

情報・システムソサイエティ誌　11　(1)　18-19　2006年6月1日
30pUA-10 画像修復におけるハイパパラメータ推定の母関数法による統計的解析(30pUA 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

倉沢光, 田中和之

日本物理学会講演概要集　61　(1)　336-336　2006年3月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
30aRD-6 ランダム性のある壺モデルの解析(30aRD 確率過程・確率モデル(パーコレーションを含む),領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

大久保潤, 安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　61　(1)　324-324　2006年3月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
30pUA-12 Plefka展開における相関と線形応答理論(30pUA 情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　61　(1)　336-336　2006年3月4日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
大規模確率モデルにおける予測と推論

田中和之

電子情報通信学会誌　88　(9)　698-702　2005年9月1日
出版者・発行元：社団法人電子情報通信学会
序文 --確率・統計モデルが切り開く推論と学習の新しいパラダイム

田中和之, 樺島祥介, 田中利幸

電子情報通信学会誌　88　(9)　696-697　2005年9月1日
出版者・発行元：社団法人電子情報通信学会
ベイジアンネットワークと確率推論の数理

田中和之

数理科学　43　(9)　77-83　2005年9月1日
出版者・発行元：サイエンス社
ISSN： 0386-2240
19pYO-7 Plefka展開のクラスター変分法的解釈(情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

安田宗樹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　60　(2)　157-157　2005年8月19日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
19pYO-10 非線形な優先的再結合を用いた複雑ネットワーク生成(情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

大久保潤, 田中和之

日本物理学会講演概要集　60　(2)　158-158　2005年8月19日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
領域11「確率的情報処理の生み出す平均場理論の新展開」(2004年秋季大会シンポジウム(物性領域)の報告)

田中和之

日本物理學會誌　60　(2)　138-138　2005年2月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 0029-0181
Statistical-Mechanical Iterative Algorithms on Complex Networks

Jun Ohkubo, Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

Physical Review E　72　(4,Pt.2)　046135　2005年

DOI： 10.1103/PhysRevE.72.046135 　

ISSN： 1539-3755
確率的情報処理 ---確率モデルと統計力学を用いた情報処理の新展開---

田中和之, 樺島祥介, 田中利幸

数理科学　42　(11)　61-68　2004年11月1日
出版者・発行元：サイエンス社
14aTD-5 確率伝播法を用いた画像修復における統計力学的研究(情報統計力学, 領域 11)

林洋平, 田中和之, 堀口剛

日本物理学会講演概要集　59　(2)　235-235　2004年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
14pTD-9 クラスター変分法を用いたボルツマンマシンの学習(情報統計力学, 領域 11)

安田宗樹, 田中和之, 堀口剛

日本物理学会講演概要集　59　(2)　270-270　2004年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
12pTB-1 はじめに平均場理論を用いた情報処理の最近の動向(主題 : 確率的情報処理の生み出す平均場理論の新展開, 領域 11)

田中和之

日本物理学会講演概要集　59　(2)　197-197　2004年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
14aTD-6 ガウシアングラフィカルモデルにおける一般化された確率伝搬法(情報統計力学, 領域 11)

田中和之

日本物理学会講演概要集　59　(2)　235-235　2004年8月25日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
30aWB-6 ガウス模型を用いた確率的画像処理におけるベーテ近似の精度評価(情報統計力学)(領域11)

田中和之, 庄野逸, 岡田真人

日本物理学会講演概要集　59　(1)　337-337　2004年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
確率モデルと画像分析 ---ゆらぎの生み出す新しい情報処理の世界---

田中和之

数理科学　42　(3)　15-21　2004年3月1日
出版者・発行元：サイエンス社
リレｰ連載/確率的情報処理と統計力学 -様々なアプロｰチとそのチュｰトリアル-

田中和之

数理科学　2004年
[チュｰトリアル講演] 確率的情報処理と確率伝搬型の基礎

田中和之

信学技法　2004年
出版者・発行元：コンピュｰテｰション研究会
21pTQ-12 ガウス混合モデルを用いた画像圧縮と復元

伊藤雄亮, 田中和之, 堀口剛

日本物理学会講演概要集　58　(2)　227-227　2003年8月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
大規模統計モデルにもとづく情報処理 -- モノの理とコトの技 -- (総論)

田中和之, 樺島祥介, 田中利幸

計測と制御　42　(8)　622-625　2003年8月
出版者・発行元：社団法人計測自動制御学会
DOI： 10.11499/sicejl1962.42.622 　

ISSN： 0453-4662
統計力学を用いた確率的画像処理アルゴリズムの基礎 -- 確率伝搬法と統計力学 --

田中和之

計測と制御　42　(8)　631-636　2003年8月
出版者・発行元：社団法人計測自動制御学会
DOI： 10.11499/sicejl1962.42.631 　
28aWJ-7 Q 状態イジング模型を用いた多値画像修復における周辺尤度最大化によるハイパパラメータ推定

田中和之, 井上純一

日本物理学会講演概要集　58　(1)　257-257　2003年3月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
28aWJ-4 Q 状態イジング模型を用いた多値画像修復に対する EM アルゴリズムによるハイパーパラメータ推定のダイナミックス解析

井上純一, 田中和之

日本物理学会講演概要集　58　(1)　257-257　2003年3月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
28aWJ-3 弾性ネットワークモデルを用いた平均場近似による画像圧縮と復元

伊藤雄亮, 田中和之, 堀口剛

日本物理学会講演概要集　58　(1)　256-256　2003年3月6日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
D-2-3 クラスター変分法と線形応答理論を用いたベイジアンネットワークの確率伝搬アルゴリズム

田中和之

電子情報通信学会総合大会講演論文集　2003　(1)　9-9　2003年3月3日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ミニ特集/ベイズ統計･統計力学と情報処理

田中和之

計測と制御　2003年
Statistical-mechanical approach to image processing

K Tanaka

JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND GENERAL　35　(37)　R81-R150　2002年9月

DOI： 10.1088/0305-4470/35/37/201 　

ISSN： 0305-4470
確率的情報処理における確率伝搬型アルゴリズムとクラスター変分法

田中和之

電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング　101　(737)　199-206　2002年3月13日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN： 0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

任意のグラフ構造を持つネットワーク上で定義された大規模確率モデルにおける周辺確率分布を導出する確率伝搬型アルゴリズムをクラスター変分法を用いて一般論として構成し,その性能について数値実験を用いて評価する.具体的には,イジングモデルを事前確率分布にもつ確率的画像処理アルゴリズムについて,上記のシナリオで構成した確率伝搬型アルゴリズムを適用し,ハイパパラメータの周辺ゆう度最大化による推定も含めた性能の評価を行う.
24pXY-2 クラスター変分法にもとづく確率伝搬型アルゴリズムの性能評価(24pXY ニューラルネットワーク,情報統計力学,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理分野))

田中和之

日本物理学会講演概要集　57　(1)　242-242　2002年3月1日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
D-2-7 マイクロカノニカル分布にもとづく確率的画像処理システムにおけるモデルパラメータの自動推定

田中和之

電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2001　8-8　2001年8月29日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
30aYD-10 可解確率場模型に基づくハイパーパラメータ推定へのベイズ統計的アプローチ

井上純一, 田中和之

日本物理学会講演概要集　56　(1)　271-271　2001年3月9日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
D-2-12 画像修復における可解マルコフ確率場モデルのハイパパラメータ推定

田中和之, 井上純一

電子情報通信学会総合大会講演論文集　2001　(1)　18-18　2001年3月7日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
結合ガウス・マルコフ確率場モデルに対するクラスター変分法による統計力学的反復計算アルゴリズム

田中和之

人工知能学会誌　16　(2)　322-322　2001年3月1日

ISSN： 0912-8085
可解確率場モデルに基づく濃淡画像の画像修復のベイズ統計的アプローチ

田中和之, 井上純一

電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解　100　(507)　41-48　2000年12月7日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN： 0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

多次元ガウス積分の公式にもとづき様々の統計量の表式を厳密に計算することのできるマルコフ確率場に対して濃淡画像の画像修復の定式化をベイズの公式を用いて行い, ハイパパラメータの決定の統計的手法として知られる周辺ゆう度最大化の方法にもとづいて厳密にハイパパラメータの推定値を求め, その有効性と統計的性能評価について検討する.本講演で扱うマルコフ確率場モデルはウィナーフィルターもしくは自己回帰モデルと等価となる.
ベイズ統計に基づく画像修復アルゴリズムの動的性質

井上純一, 田中和之

電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解　100　(507)　33-40　2000年12月7日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
ISSN： 0913-5685

詳細を見る詳細を閉じる

マルコフ確率場モデルによる画像修復が近年, ベイズ統計に基づく統計的推定の立場から調べられているが, 従来の研究では主に適用されるアルゴリズムの処理結果についての精度評価であり, 実際の処理過程についての論理的な考察はほとんどなされていない.本研究では, 最大周辺事後確率推定において必要となる大規模統計モデルの周辺分布の平均操作をモンテカルロ法等で行なう場合, 問題となる修復率の時間発展を非平衡統計力学を用いて解析的に評価する方法を提案する.この方法により, 例えば, 初期画像の選び方を動力学の引き込み領域の問題として扱うことができる.また, 巨視的変数の推定に関しても, 周辺尤度最大の方法における勾配法の動力法や周辺尤度の局所最大の問題等を議論することが可能となる.
統計力学的手法にもとづくマルコフ確率場モデルにおける近似最適化アルゴリズム (<特集>「産業におけるソフトコンピュ-ティングに関する国際会議'99」発表論文選集)

田中和之, 前田純治

室蘭工業大学紀要　50　9-15　2000年11月30日
出版者・発行元：室蘭工業大学
ISSN： 1344-2708

詳細を見る詳細を閉じる

An image restoration can be often formulated as an energy minimization problem. When an energy function is expressed by using the hamiltonian of a classical spin system only with finite range interactions, the probabilistic model, which is described in the form of Gibbs distribution for the energy function, can be regarded as a Markov random field (MRF) model. Some approximate optimization algorithms for the energy minimization problem were proposed in the standpoint of statistical-mechanics. In this paper, the approximate optimization algorithms are summarized and are applied to the image restoration for natural image.特集 : 「産業におけるソフトコンピューティングに関する国際会議'99」発表論文選集
24pWD-5 周辺尤度最大化法による巨視的パラメータ推定の統計力学的精度評価

井上純一, 田中和之

日本物理学会講演概要集　55　(2)　255-255　2000年9月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
24pWD-4 量子化されたエッジ状態を持つ結合ガウス・マルコフ確率場モデルと画像修復

田中和之

日本物理学会講演概要集　55　(2)　255-255　2000年9月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
D-2-13 ベイズ統計における周辺尤度最大化法によるハイパパラメータ推定の統計的性能評価

井上純一, 田中和之

電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2000　20-20　2000年9月7日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
D-2-12 量子力学的重ね合わせにより構成されたエッジ状態を持つマルコフ確率場モデルと画像修復

田中和之

電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2000　19-19　2000年9月7日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
24pZQ-7 確率モデルと画像処理

田中和之

日本物理学会講演概要集　55　(1)　243-243　2000年3月10日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
結合ガウス・マルコフ確率場モデルにおけるクラスター変分法を用いた確率アルゴリズム

田中和之

電子情報通信学会総合大会講演論文集　2000　(1)　25-25　2000年3月7日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
確率コンピューティングと画像処理

田中和之

自律分散システム・シンポジウム資料 = SICE Symposium on Decentralized Autonomous Systems　12　141-146　2000年1月21日
Overview of the Tsukuba Advanced Research Alliance (TARA) research initiative on quality of life of older Japanese adults

K. Tanaka, M. Okada

Journal of Aging and Physical Activity　8　(2)　109-112　2000年
出版者・発行元： Human Kinetics Publishers Inc.
DOI： 10.1123/japa.8.2.109 　

ISSN： 1063-8652
画像修復の情報統計物理

田中和之

数理科学　37　(12)　20-27　1999年12月1日
出版者・発行元：サイエンス社
27pU-6 結合マルコフ確率場モデルを用いた濃淡画像の画像修復とクラスター変分法

田中和之

日本物理学会講演概要集　54　(2)　285-285　1999年9月3日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
D-2-6 マルコフ確率場モデルにおける最大周辺尤度推定に対する統計力学的考察

田中和之

電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　1999　10-10　1999年8月16日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
30p-PSA-9 多値画像の復元における異なったエネルギー関数による比較II

宮雅博, 田中和之, 堀口剛

日本物理学会講演概要集　54　(1)　679-679　1999年3月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
31p-XC-3 マルコフ確率場モデルのパラメータ推定における統計力学的手法

田中和之

日本物理学会講演概要集　54　(1)　697-697　1999年3月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
D-2-41 画像修復における最大事後周辺確率推定

田中和之

電子情報通信学会総合大会講演論文集　1999　(1)　48-48　1999年3月8日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
統計力学的手法をもとにした画像修復

田中和之

日本物理学会誌　54　(1)　25-33　1999年1月5日
出版者・発行元：社団法人日本物理学会
DOI： 10.11316/butsuri1946.54.25 　

ISSN： 0029-0181

詳細を見る詳細を閉じる

種々の画像修復問題は古典スピン系の基底状態の探索と対応させることができる. この最適解(基底状態)の探索アルゴリズムは, 平均場近似等の統計力学的近似解析手法およびアニーリングを用いて構築することが可能である. 本解説では, まず, 古典スピン系でどのように画像修復を行うのかについて簡単な例で説明する. 更にその数学的背景を, ベイズの公式を出発点として, 最尤推定と拘束条件付き最適化という2つの立場に立って解説する.
マルコフ確率場モデルにおけるハイパーパラメータの最尤推定に対する統計力学的考察

田中和之

電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　1998　72-72　1998年9月7日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
26a-H-8 イジング模型を用いた濃淡画像からのエッジ検出

田中和之, 守田徹

日本物理学会講演概要集　53　(2)　754-754　1998年9月5日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
28p-YH-7 画像修復のためのクラスター零温度過程

守田徹, 田中和之

日本物理学会講演概要集　52　(1)　680-680　1997年3月17日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
マルコフ確率場モデルによる画像修復問題における平均場アニーリングアルゴリズムの一定式化

田中和之, 守田徹

室蘭工業大学研究報告. 理工編　46　9-25　1996年11月
出版者・発行元：室蘭工業大学
ISSN： 0580-2415

詳細を見る詳細を閉じる

拘束条件付き変分原理の立場からマルコフ確率場モデルにおける平均場近似をもとにした画像修復アルゴリズムにおけるひとつの数学的枠組みを与え，マルコフ確率場モデルに現れるパラメータに対する統計力学的考察を行う。本論文では，多値画像において原画像における階調値の異なる最近接格子点対の総本数が正確にわかっているという前提に立って，その本数に対する拘束条件のもとで観測画像にできるだけ近い画像を修復画像として得ようという最小値問題を考えることにより，多値画像の修復に対するマルコフ確率場モデルを導出する。最適解の探索に対する統計力学的手法として平均場アニーリング法を適用する。
濃淡画像の画像修復に対する統計力学的反復計算法

田中和之, 守田徹

電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　1996　234-234　1996年9月18日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

詳細を見る詳細を閉じる

L個の格子点{i|i=1,2,…,L}からなる正方格子上で以下の前提の下で濃淡画像の画像修復を考える。(1)原画像x={x_i|i=1,2,…,L}は、各格子点iでx_iが1,2,…,q-1のいずれかの値のみをとるものとする。(2)観測画像x={y_i|i=1,2,…,L}は、原画像xからノイズにより各格子点で互いに独立に他の状態へと確立pで反転されることにより生成されることにより生成されたものとする。(3)原画像xは知ることが、階調値の異なる最近接格子点対の総数δ_2(x)および階調値が1だけ異なる最近接格子点対の総数δ_<21>(x)が正確にわかっているものと仮定する。σ_2(x)≡Σ___<(ij)[1-δ(x_i,x_j)], σ_<21>(x)≡Σ___<(ij)δ(|x_i,x_j|)]ここで、δ(x,y)はクルネッカーのデルタであり、Σ_<(ij)>はすべての最近接格子点に対して和をとることを意味する。修復画像z={x_i[setmn]i=1,2,・・・,L}に対してδ_2(z)=δ_2(x),δ_<21>(z)=δ_<21>(x)という拘束条件の下でΣ_i[1-δ(x_j,y_j)]を最小にする画像zを修復画像として環索することを考える。この拘束条件付き最小値問題はラグランジュの未定係数J,Kを導入することにより、以下のような最小値問題に置き換えることができる。<min>{-Σ__iδ(y_i,z_i)-Σ__<ij>[Jδ(z_i-z_j)+Kδ|z_i-x_j|,1)}]ここで、JおよびKは拘束条件を満足するように決定される。この最小値問題に対する最適解z^<(M)>を検索するための平均場方程式は温度T(>0)を導入することにより、以下のように考えられる。[numerical formula] [numerical formula]この方程式を反復法により数値的に解きながらアニーリング(高温より温度を徐々に下げる過程)を行うことにより十分小さなT(>0)の対する最適解z^<(M)>を求めることができる。一方、T=0において上記の平均場方程式は以下のように書き換えられる。[numerical formula] [numerical formula]この2つの方程式をもとに画像修復に対する反復計算アルゴリズムを構築する。[photograph]
ポッツ模型を用いた画像修復問題における温度の果たす役割

田中和之, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1996　(3)　722-722　1996年9月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
1a-L-12 ポッツ模型とクラスター変分法を用いた画像修復(統計力学・物性基礎論(スピン系一般))

田中和之, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 年会　51　(3)　593-593　1996年3月15日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
マルコフ確率場モデルとタラスター変分法

田中和之, 守田徹

電子情報通信学会総合大会講演論文集　1996　(2)　164-164　1996年3月11日
出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
統計力学的手法による画像復元問題におけるパラメータの決定法

守田徹, 田中和之

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1995　(3)　697-697　1995年9月12日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
イジング模型を用いた画像復元とクラスター変分法II

田中和之, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1995　(3)　698-698　1995年9月12日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
31a-D-10 ハイゼンベルグ模型、 t-J模型に同等な量子格子気体

守田徹, 田中和之

日本物理学会講演概要集. 年会　50　(3)　651-651　1995年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
2a-D-2 スピン1以上の一次元 VBS モデル

守田徹, 田中和之

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1994　(3)　421-421　1994年8月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
5a-D-6 クラスター変分法によるハバード模型とt-J模型II

田中和之, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1994　(3)　526-526　1994年8月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
29p-PSA-35 非普遍的相転移のスピン依存性

本田泰, 田中和之, 堀口剛

日本物理学会講演概要集. 年会　49　(3)　555-555　1994年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
29p-PSA-7 スピン1以上の一般化ハイゼンベルグ模型とt-J模型

守田徹, 田中和之

日本物理学会講演概要集. 年会　49　(3)　543-543　1994年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
29p-PSA-13 クラスター変分法によるハバード模型とt-J模型

田中和之, 海老澤丕道, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 年会　49　(3)　545-545　1994年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
12a-H-6 フラストレート2次元スピン-1イジングモデルに対するモンテカルロ繰り込み群法

本田泰, 田中和之, 斎藤正三郎

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1993　(3)　523-523　1993年9月20日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
12a-H-1 2次元ANNNI模型のクラスター変分法

村井靖男, 田中和之, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1993　(3)　520-520　1993年9月20日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
12a-H-7 次近接相互作用を持つS=1イジング模型の臨界現象のクラスター変分法とによるCAM評価

田中和之, 本田泰, 堀口剛, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1993　(3)　523-523　1993年9月20日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
15a-H-12 スピン1以上の厳密に解ける1次元量子スピン系

田中和之, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1993　(3)　627-627　1993年9月20日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
15a-H-13 スピン1/2のハイゼンベルグ模型に対応するスピン1以上のハイゼンベルグ模型

守田徹, 田中和之

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1993　(3)　628-628　1993年9月20日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
14p-H-9 クラスター変分法によるハバード模型

田中和之, 海老澤丕道, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1993　(3)　612-612　1993年9月20日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
30a-E-6 クラスター変分法による3次元t-J模型

田中和之, 高根美武, 海老澤丕道, 守田徹

日本物理学会講演概要集. 年会　48　(3)　483-483　1993年3月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
26a-ZB-1 2次元イジング模型の図形の方法フリーフェルミオン 8頂点模型へ

守田徹, 田中和之

秋の分科会講演予稿集　1992　(3)　459-459　1992年9月14日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
26a-ZB-2 チェッカーボード格子上のイジング模型のスピン相関関数の漸近形

田中和之, 守田徹

秋の分科会講演予稿集　1992　(3)　460-460　1992年9月14日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
26a-ZB-3 2副格子フリーフェルミオン8頂点模型に対する格子点の合併

守田徹, 田中和之

秋の分科会講演予稿集　1992　(3)　460-460　1992年9月14日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
28a-ZM-6 競合する相互作用を持つ2次元イジング模型とクラスター変分法II

田中和之, 堀口剛, 守田徹

年会講演予稿集　47　(3)　443-443　1992年3月12日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
28p-BPS-37 競合する相互作用を持つ2次元イジング模型とクラスター変分法

田中和之, 堀口剛, 守田徹

年会講演予稿集　46　(3)　466-466　1991年9月12日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
25a-J-6 3角格子上の異方性のある反強磁性イジング模型の低温での振舞

田中和之, 堀口剛, 守田徹

春の分科会講演予稿集　1991　(3)　452-452　1991年3月11日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
2次元イジング模型のスピン相関関数とテープリッツ行列式(基研研究会「新しい統計物理学の基礎 : 多様性の中の類似性」,研究会報告)

田中和之, 守田徹

物性研究　57　(1)　68-73　1991年
出版者・発行元：物性研究刊行会
ISSN： 0525-2997
3p-Q-12 クラスター変分法とCAM理論によるイジング模型の臨界指数η

田中和之, 堀口剛, 守田徹

秋の分科会講演予稿集　1990　(3)　461-461　1990年10月2日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
4p-PS-16 2次元イジング模型のスピン相関関数の漸近形

田中和之, 守田徹, 廣池和夫

秋の分科会講演予稿集　1989　(3)　416-416　1989年9月12日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
6p-D5-2 レンガ格子上のANNNI模型におけるスピン相関関数

田中和之, 守田徹, 廣池和夫

秋の分科会講演予稿集　1988　(3)　428-428　1988年9月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
29p-W-4 非加算的直径を持つ剛体球の1次元2成分気体 I

守田徹, 田中和之, 廣池和夫

秋の分科会講演予稿集　1987　(3)　385-385　1987年9月16日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
28p-QB-9 1次元格子気体の直接相関関数 II

田中和之, 守田徹, 廣池和夫

秋の分科会講演予稿集　1986　(3)　345-345　1986年9月12日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
1a-D-5 1次元格子気体の直接相関関数

田中和之, 廣池和夫, 守田徹

秋の分科会講演予稿集　1985　(3)　264-264　1985年9月13日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

書籍等出版物 15

Sublinear Computation Paradigm ---Algorithmic Revolution in the Big Data Era---

Naoki Katoh, Yuya Higashikawa, Hiro Ito, Atsuki Nagao, Tetsuo Shibuya, Adnan Sljoka, Kazuyuki Tanaka, Yushi Uno

Springer　2021年10月
画像処理の統計モデリング ―確率的グラフィカルモデルとスパースモデリングからのアプローチ―

片岡駿, 大関真之, 安田宗樹, 田中和之

共立出版株式会社　2018年11月

ISBN: 9784320111233
人工知能学大辞典

片岡駿, 安田宗樹, 田中和之

共立出版　2017年7月

ISBN: 9784320124202
確率的グラフィカルモデル

鈴木譲, 植野真臣, 黒木学, 清水昌平, 湊真一, 石畠正和, 樺島祥介, 田中和之, 本村陽一, 玉田嘉紀

共立出版株式会社　2016年7月
コンピュータビジョン最先端ガイド3 ― Bundle Adjustment, ICP, Bag-of-Features, Nearest Neighbor Search, Stochastic Image Processing ―

岡谷貴之, 増田健, 黄瀬浩一, 柳井啓司, 和田俊和, 安田宗樹, 片岡駿, 田中和之

アドコム・メディア株式会社　2010年12月

ISBN: 9784915851407
International Workshop on Statistical-Mechinical Informatics 2010 (Journal of Physics, Conference Series, Vol.233)

Jun-ichi Inoue, Yoshiyuki Kabashima, Kazuyuki Tanaka, Toshiyuki Tanaka

IOP Publishing　2010年7月19日
映像情報メディア工学大事典(映像情報メディア学会編)/基礎編, 第4部門. 画像処理, 第12章. 確率的画像処理

田中和之, 安田宗樹

オーム社　2010年6月15日
ベイジアンネットワークの統計的推論の数理

田中和之

コロナ社　2009年10月28日

ISBN: 9784339024418
International Workshop on Statistical Mechanical Informatics 2008 (Journal of Physics: Conference Series, Vol.143)

Masahito Hayashi, Jun-ichi Inoue, Yoshiyuki Kabashima, Kazuyuki Tanaka

IOP Publishing　2009年1月7日
電子情報系の応用数学

田中和之, 林正彦, 海老澤丕道

朝倉書店　2007年4月15日
確率的情報処理と統計力学 ---様々なアプローチとそのチュートリアル

田中和之

サイエンス社　2006年9月25日
確率モデルによる画像処理技術入門

田中和之

森北出版　2006年9月25日
人工知能学事典/第 14 章. ソフトコンピューティング/14-12. マルコフ確率場

田中和之, 人工知能学

共立出版株式会社　2005年12月10日
Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications

Koji Hukushima, Kazuyuki Tanaka, Hidetoshi Nishimori

Progress of Theoretical Physics Supplement (Published by the Yukawa Institute of Theoretical Physics and The Physical Society of Japan)　2005年4月30日
Theory and Applications of the Cluster Variation and Path Probability Methods/Application of the Cluster Variation Method to Image Restoration Problem

Kazuyuki Tanaka, Tohru Morita

Plenum Press　1996年

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

講演・口頭発表等 30

Adaptive Quantum Monte Carlo method for a class of non-stoquastic Hamiltonian by using D-Wave machine

Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

The Third D-Wave Qubits North America Users Conference (25-28 September, 2018, Knoxville, TN 37902, USA)
Statistical-mechanical analysis of restricted Boltzmann machine with transverse field

Chako Takahashi, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Adiabatic Quantum Computing 2019 (AQC-19)　2019年7月26日
Mean-field analysis of quantum error-correcting codes with non-stoquastic Hamiltonian

Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Adiabatic Quantum Computing 2019 (AQC-19)　2019年7月26日
Acceleration of adaptive quantum Monte Carlo Sampling for a class of non-stoquastic Hamiltonian by using D-Wave 2000Q

Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Adiabatic Quantum Computing Conference 2018 (25-28 June, 2018, NASA Conference Center, Building 3 Moffett Field, CA 94035, USA)
Deep neural network detects quantum phase transition in d-wave 2000Q

Shunta Arai, Masayuki Ohzeki, Kazuyuki Tanaka

Adiabatic Quantum Computing Conference 2018 (25-28 June, 2018, NASA Conference Cen ter, Building 3 Moffett Field, CA 94035, USA)
Plefka Expansion of Replica Extended Ising Model and Its Application to Inverse Ising Problem 国際会議

Muneki Yasuda, Yoshiyuki Kabashima, Kazuyuki Tanaka

24 IUPAP International Conference on Statistical Physics　2010年7月13日
The Approximate Linear Response Theory and Its Mathmatical Structures

Muneki Yasuda, Kazuyuki Tanaka

23 IUPAP International Conference on Statistical Physics　2007年7月9日
Advanced Mean Field Methods in Quantum Probabilistic Inference

Kazuyuki Tanaka

23 IUPAP International Conference on Statistical Physics　2007年7月9日
ガウシアングラフィカルモデルを用いた画像補修アルゴリズム

安田宗樹, 大久保潤, 田中和之

第5回情報科学技術フォーラム　2006年9月5日

詳細を見る詳細を閉じる

安田宗樹が登壇した．
混合のエントロピーを利用したコミュニティ検出アルゴリズム

大久保潤, 田中和之

第5回情報科学技術フォーラム　2006年9月5日

詳細を見る詳細を閉じる

大久保潤が登壇した．
Statistical Learning Procedure in Loopy Belief Propagation for Probabilistic Image Processing 国際会議

International Conference on Computational Intelligence for Modelling, Control and Automation　2005年11月28日
Linear Response Formula in Generalized Belief Propagation for Probabilistic Inference 国際会議

Kazuyuki Tanaka

International Conference on Computational Intelligence for Modelling, Control and Automation　2005年11月28日
Digital Images Inpainting based on Markov Random Field 国際会議

Muneki Yasuda, Jun Ohkubo, Kazuyuki Tanaka

International Conference on Computational Intelligence for Modelling, Control and Automation　2005年11月28日
Preferential Urn Model on a Random Network 国際会議

Jun Ohkubo, Kazuyuki Tanaka

International Conference on Computational Intelligence for Modelling, Control and Automation　2005年11月28日
Graphical model and generalized belief propagation in probabilistic image processing 国際会議

Kazuyuki Tanaka

Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications　2005年9月5日
Probabilistic image processing based on the Q-Ising model by means of the mean-field method and loopy belief propagation 国際会議

Kazuyuki Tanaka, D. M. Titteringto

17th International Conference on Pattern Recognition　2004年8月23日

詳細を見る詳細を閉じる

(Proceedings) Kazuyuki Tanaka and D. M. Titterington: Probabilistic image processing based on the Q-Ising model by means of the mean-field method and loopy belief propagation, Proceedings of 17th International Conference on Pattern Recognition, Vol.2, pp.40-43, 2004, IEEE Computer Society Press.
First-order phase transition and Bayesian image processing by loopy belief propagation 国際会議

Kazuyuki Tanaka, D. M. Titteringto

Satellite Meeting of STATPHYS 22 "Statistical Physics of Disordered Systems and Its Applications"　2004年7月12日

詳細を見る詳細を閉じる

(Proceedings) Kazuyuki Tanaka and D. M. Titterington: First-order phase transition and Bayesian image processing by loopy belief propagation, Progress of Theoretical Physics Supplement, No.157, pp.288-291, 2005.
Dynamics and its stability of Boltzmann-machine learning algorithm for gray scale image restoration 国際会議

Jun-ichi Inoue, Kazuyuki Tanaka

3rd International Symposium on Slow Dynamics in Complex Systems　2003年11月3日

詳細を見る詳細を閉じる

(Proceedings) Jun-ichi Inoue and Kazuyuki Tanaka: Dynamics and its stability of Boltzmann-machine learning algorithm for gray scale image restoration, Proceedings of 3rd International Symposium on Slow Dynamics in Complex Systems (edited by M. Tokuyama and I. Oppenheim), pp.731-734 (American Institute of Physics Press).
Loopy belief propagation and probabilistic image processing 国際会議

Kazuyuki Tanaka, Jun-ichi Inoue, D. M. Titteringto

2003 IEEE Workshop on Neural Networks for Signal Processing　2003年7月17日

詳細を見る詳細を閉じる

(Proceedings) Neural Networks for Signal Processing XIII ---Proceedings of the 2003 IEEE Signal Processing Society Workshop, pp.329-338, 2003, IEEE Computer Society Press.
Statistical-mechanical approach to probablistic image processing ---Loopy belief propagation and advanced mean-field method--- 国際会議

Kazuyuki Tanaka, Noriko Yoshiike

2003 Joint Workshop of Hayashibara Foundation and Grant-in Aid for Scientific Research on Priority Areas: Statistical Mechanical Approach to Probabilistic Information Processing, "Physics and Information"　2003年7月11日
Cluster Variation Method for Correlation Function of Probabilistic Model with Loopy Graphical Structure 国際会議

Kazuyuki Tanaka

2002 Neural Information Processing Systems (NIPS*2002) Workshop on "Propagation Algorithms on Graphs with Cycles: Theory and Applications"　2002年12月13日
Dynamical properties of image restoration and hyper-parameter estimation 国際会議

Jun-ichi Inoue, Kazuyuki Tanaka

2001 IEEE Workshop on Newral Networks for Signal Processing　2001年9月10日

詳細を見る詳細を閉じる

(Proceedings) Jun-ichi Inoue and Kazuyuki Tanaka: Dynamical properties of image restoration and hyper-parameter estimation, Neural Networks for Signal Processing XI ---Proceedings of the 2001 IEEE Signal Processing Society Workshop, pp. 383-392, 2001.
Dynamics of image restoration and hyper-parameter estimation 国際会議

Jun-ichi Inoue, Kazuyuki Tanaka

21st IUPAP International Conference on Statistical Physics　2001年7月15日
Image Restoration based on Constrained Optimization and Classical Spin Systems 国際会議

Kazuyuki Tanaka, Tohru Morita

20st IUPAP International Conference on Statistical Physics　1998年7月15日
Statistical-Mechanical Algorithm in MRF Model based on Variational Principle 国際会議

Kazuyuki Tanaka, Mikako Ichioka, Tohru Morita

13th International Conference on Pattern Recognition　1996年8月25日

詳細を見る詳細を閉じる

(プロシーディング) Proceedings of the 13th International Conference on Pattern Recognition, Track B: Pattern Recognition, IEEE Computer Society Press, pp.381-388, 1996.
Correlated Random Field Ising Model and Image Restoration Problem 国際会議

Kazuyuki Tanaka, Tohru Morita

International Symposium on Coferent Approaches to Fluctuations　1995年7月17日

詳細を見る詳細を閉じる

(プロシーディング) Proceedings of International Symposium on Coferent Approaches to Fluctuations, World Scientific Press, pp.150-153, 1995.
Application of Cluster Variation Method to Image Restoration Problem 国際会議

Kazuyuki Tanaka, Tohru Morita

International Workshop on the Theory and Applications of the Cluster Variation and Path Probability Methods　1995年6月18日

詳細を見る詳細を閉じる

(プロシーディング) Theory and Applications of the Cluster Variation and Path Probability Methods Plenum Press, pp.353-373, 1996.
Application of the Culster Variation Method to Three-Dimensional t-J model II 国際会議

Kazuyuki Tanaka, Tohru Morita

1994 Workshop on Statistical Physics　1994年9月29日

詳細を見る詳細を閉じる

(プロシーディング) Journal of the Korean Physical Society (Supplementary Issue), Vol.28, pp.S373-S377, 1994
Generalized Heisenberg model of spin S Greater than 1/2 equivalent to those of spin 1/2 or 1 国際会議

Tohru Morita, Kazuyuki Tanaka

1994 Workshop on Statistical Physics　1994年9月29日

詳細を見る詳細を閉じる

(プロシーディング) Journal of the Korean Physical Society (Supplementary Issue) Vol.28, pp.S378-S383, 1994.
Two-dimensional layered Ising model 国際会議

Kazuyuki Tanaka, Tohru Morita

18th IUPAP International Conference on Statistical Physics　1992年8月2日

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

産業財産権 1

能力推定システムおよび方法ならびにプログラムおよび記憶媒体

菅谷史昭, 田中和之

5029090

産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 20

ナビゲーション機能を有する量子統計的機械学習理論の実現とその実践

田中和之, 奥山真佳

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2022年4月1日～ 2025年3月31日

詳細を見る詳細を閉じる

2022年度は，量子統計的機械学習理論と高度に一般化された平均場理論と組み合わせることで，統計的機械学習モデルの自由エネルギーランドスケープを算出するアルゴリズムの開発について個別のモデルベースでの開発を進めている．代表者はこの自由エネルギーランドスケープ導出アルゴリズムを同じ相互作用パラメータの中で1次相転移と2次相転移の両方が起きる相転移発現メカニズムの解析に応用し，準安定状態が統計的機械学習モデリングに与える影響の解明へと繋げている．これは最終的に量子力学的自由度を有する機械学習システムにおける学習過程のナビゲーション機能を創出することで従来にはない革新的機械学習システムの設計理論の基盤整備を行うものであり，上述の成果を踏まえた上でより複雑な相互作用を持つ量子系への拡張を通して高性能の量子統計的機械学習理論の構築へと展開を進めた．また，一般の状態数をもつランダムスピン系に対して内部エネルギーが厳密な表式として導出できる，いわゆる西森ラインを発見したことは，本計画研究の2022年度の交付申請時には想定されなかった成果であり，このような可解点の発見は量子統計的機械学習過程のナビゲーションシステム構築における動作評価のより所として重要な成果である．更に，実世界問題における展開の可能性として，無人搬送車の経路探索制御における量子アニーリングを利用したアプリケーションの提案とそこでのリバースアニーリング法の有効性の確認，二次計画問題を解く過程に量子アニーリングを組み込む事による量子アニーリングが制約を守った最適解の実現性の検証，分子動力学法によるハイブリッド量子アニーリングに対するリバースアニーリングの適用の可能性の検証において，今後の量子統計的機械学習システムの実現に向けての新たな知見が得られている．
ナビゲーション機能を有する量子統計的機械学習理論の実現とその実践

田中和之, 奥山真佳

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2022年4月1日～ 2025年3月31日
量子統計的機械学習システム設計理論の創出とその実践競争的資金

田中和之

2018年4月～ 2021年3月
スパースモデリングによる潜在構造の抽出

岡田真人, 田中和之, 村田昇, 井上真郷, 永田賢二

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究機関：The University of Tokyo

2013年6月28日～ 2018年3月31日

詳細を見る詳細を閉じる

スパースモデリング班（B01-2）による研究は3つの課題について行われた．課題1ではベイズ推定によるスペクトル分解法の実データ適用の他，ノイズ分散推定法や，L1正則化つき回帰を利用した計算量が軽く高次元スペクトルにも適用可能な手法を開発した．課題2では基底が不明な場合にSpDMDを用いた基底の推定と選択を行う手法の開発，実データへの適用を行った．課題3では，全数探索を用いて複数の基底の組み合わせの適切さを評価する手法を開発し，実データへの適用を行った．これら3課題の研究によって，SpMを用いて潜在構造を抽出する普遍的な手法が開発され実データによる検証が行われた．
非加算的体積とエントロピーによるコミュニティ抽出の確率的計算モデル設計理論競争的資金

田中和之

2013年4月～ 2017年3月
量子力学的ゆらぎを伴うベイジアンネットシステムの設計理論の構築競争的資金

田中和之

2005年4月～ 2017年3月
文字領域推定を行わない情景画像中の文字認識アルゴリズムの構築

和泉勇治, 田中和之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2014年4月1日～ 2016年3月31日

詳細を見る詳細を閉じる

認識処理が可能な限り排除した情景画像中の文字認識システムの構築を目的とした研究課題である。従来の画像中の文字認識システムは、文字が存在する場所の推定と、推定された位置にある画像の字種を決定する二段階の認識を行うことが多く、文字が存在する場所の推定において、文字画像の検出漏れが生じた場合、その位置に存在する文字は一切認識されないという問題があった。そこで本研究課題では、画像中で同じ色合い持つ領域と判断されたすべての箇所について、文字の一部である可能性を考慮し、すべての領域に対し認識処理を適用することで、文字領域の検出漏れの影響を受けない文字認識アルゴリズムを提案した。
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競争的資金

田中和之

2012年4月～ 2014年3月
量子力学的ラベリングにより拡張されたデータマイニング理論の創出競争的資金

田中和之

2010年4月～ 2013年3月
非観測情報の統計的推定によるＷｅｂアプリケーション識別

和泉勇治, 田中和之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2011年～ 2013年

詳細を見る詳細を閉じる

ネットワークのトラヒックを観測することにより，一つのWebサイトにより提供される複数のWebアプリケーションの種別を識別する方式を構築した．Webの利用形態からIPアドレスやポート番号を利用することが出来ないため，ネットワークの流通するパケットの特徴を適切に捕捉し，それから直接観測することの出来ない利用者のWeb利用の挙動を間接的に推定することにより，約90%の正確度でWebアプリケーションの識別が可能な方式を構築することが出来た．
大規模確率場により高度化された確率推論システムの設計競争的資金

田中和之

2006年4月～ 2010年3月
情報統計力学の深化と展開に関する総括研究

樺島祥介, 岡田真人, 田中和之, 田中利幸, 石井信, 井上純一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究機関：Tokyo Institute of Technology

2006年～ 2009年

詳細を見る詳細を閉じる

本研究では,特定領域研究「情報統計力学の深化と展開」を円滑に推進するために,本領域全体の研究方針の策定,研究項目間の調整,国際研究集会・公開シンポジウム・講習会の企画実施,研究成果の広報,研究成果に対する評価・助言を行った.主な実績としては,計4回の公開シンポジウムおよび計6回の国際会議の開催,4冊のプロシーディングスの発行が挙げられる.これらの活動の成果は計280件を超える領域内から発表された原著論文等に反映されている.
確率的情報処理への統計力学的アプローチに関する総括研究競争的資金

田中和之

2002年4月～ 2007年3月
マルコフ確率場モデルに基づく適応型画像処理フィルターの設計理論競争的資金

田中和之

2002年4月～ 2006年3月
量子力学的確率モデルによる知識情報処理におけるトンネル効果の応用競争的資金

田中和之

2001年4月～ 2003年3月
知識情報処理への統計力学的アプローチ競争的資金

田中和之

2000年4月～ 2001年3月
画像処理における統計力学的概念をもとにしたソフトコンピューティング理論の構築競争的資金

田中和之

1998年4月～ 2000年3月
ファジィ連想記憶を技術要素としたマルチメディアデータベースの研究

鈴木幸司, 佐賀聡人, 前田純治, 田中和之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Muroran Institute of Technology

1998年～ 1999年

詳細を見る詳細を閉じる

(1)ファジィ連想記憶を技術要素としたマルチメディアデータべースの研究マルチメデアデータは,文字情報,音声情報,画像情報に分類されるが,本研究では画像情報に焦点を絞って研究を進めた.画像情報を記憶する時に画像に含まれている内容をクラスタリングすることによって画像中に描かれているシーンを記述することがデータべースの効率的検索の観点から必要であることが判明した.また,クラスタリングするときには,人間の主観に適合するようにクラスタリングする必要がある.このことによってより利用者にフレンドリーなデータベースの検索が可能となる.今年度の研究では,このクラスタリングの研究にウエイトをおいて研究を進めた.人間の主観に適合するクラスタリングを行うために,画素をその周囲の画素からファジィ集合で符号化することによって行った. また,クラスター間の距離はファジィ距離に基づいて計測し,最適化アルゴリズムによってクラスタリングを行った.このように,画像の内容をクラスタリングに分類し意味を付与することによってデータべースに記憶すべきプロトタイプのデータを生成した. (2)データべースを大規模化するための問題点の研究ファジィ集合を用いて記憶するデータを符号化するとデータ量が多くなるため画像データのような大規模なデータを記憶するときに問題が発生する.符号化したファジィ集合を効率的に記憶するアルゴリズムを開発した.
クラスター変分法とマルコフ確率場モデルをもとにした確率的学習・探索機構の構築競争的資金

田中和之

1996年4月～ 1997年3月
超伝導体を含む微細構造における電子間相互作用と位相干渉の基礎理論

海老澤丕道, 田中和之

1994年～ 1994年

詳細を見る詳細を閉じる

超伝導・常伝導の複合系でいずれもがメゾスコピックな領域にあるときの両者の位相のかかわりに着目し、 (1)境界での準粒子の透過・反射・アンドレエフ反射等を考慮して、そのような体系のコンダクタンスのふるまいを評価する、 (2)超伝導転移の理論的取り扱い方を考察する、 (3)電子間相互作用の効果を考える、の3点が本研究の目標であった。本年度の実績は、そのうち第1点についての結果が得られたことである。超伝導体と接触している常伝導体におけるコンダクタンスとその揺らぎには、そのサイズに依存して特徴ある影響が現れる。2次元モデル系の電子透過率を、波動関数を逐次に計算して求めるやり方で数値的に評価し、コンダクタンスの特徴について考察した。常伝導(N)と超伝導(S)部分のSNSNモザイク構造に対する結果は、超伝導部分の長さが超伝導コヒーレンス長の程度で示すクロスオーバーの特徴を示し、アンドレーフ反射が完全であるか、また超伝導電流への転換が完全であるかが重要であることを示すものであり、これは基本的で重要な知見である。

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

社会貢献活動 4

Computational Intelligence Seminar in Japan (IEEE Computational Intelligence Society Japan Chapter 主催企画)

2005年11月8日～

詳細を見る詳細を閉じる

確率推論を軸として，確率伝搬法，進化計算，確率的情報処理，理論と応用という観点からの大学院学生，大学・企業の若手研究者向けのわかりやすい解説と最新の研究紹介を行う講演会を企画し，実行委員を務めた．講演者（敬称略）： Yair Weiss (The Hebrew University of Jerusalem, Israel) 田中和之 (東北大学大学院情報科学研究科) 田中利幸 (京都大学大学院情報学研究科)
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「確率的アルゴリズムによる情報処理」

2004年11月～

詳細を見る詳細を閉じる

確率的情報処理手法の一つであるモンテカルロ法についての最新技術を基礎的なメカニズムから具体的な情報処理への応用事例まで含めた初心者向けのわかりやすい紹介を行う講演会を企画し，世話人代表を務めた．開催場所：ぱるるプラザ京都 6 階会議室 C 講演者（敬称略）：福島孝治 (東京大学大学院総合文化研究科) 喜多一 (京都大学学術情報メディアセンター) 渡辺治 (東京工業大学大学院情報理工学研究科)
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「確率的情報処理としての移動体通信技術」

2003年12月～

詳細を見る詳細を閉じる

役割：世話人代表．開催趣旨：CDMA およびターボ符号 (より一般には近似的反復復号アルゴリズム) を例にとり，分野複合的な視点から最新の研究成果をわかりやすく解説する講演会を企画し，世話人代表をつとめた．講演者（敬称略）：池田思朗 (九州工業大学大学院生命体工学研究科) 田中利幸 (東京都立大学大学院工学研究科) 岡田真人 (理化学研究所脳科学総合研究センター)
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ主催企画若手研究者・学生向けに最新技術をわかりやすく紹介する講演会「ベイズ統計と統計力学を用いた確率的情報処理技術」

2002年3月22日～

詳細を見る詳細を閉じる

ベイズ統計にもとづく画像処理技術，情報通信技術，知識情報処理技術の確率モデル化，統計力学的手法を用いたアルゴリズム構成手法，確率的情報処理システムの解析的性能評価についての大学院学生，大学・企業の若手研究者を対象とする初心者向けのわかりやすい紹介を行う講演会を企画し，世話人を務めた．講演者：西森秀稔（東京工業大学大学院理工学研究科）樺島祥介 (東京工業大学大学院総合理工学研究科) 田中和之 (東北大学大学院情報科学研究科)

その他 1

ビッグデータ時代に向けた革新的アルゴリズム基盤

詳細を見る詳細を閉じる

本研究の目的は，ビッグデータ時代に向けた新しい計算パラダイム「劣線形時間パラダイム」を提唱し，そのためのアルゴリズムとデータ構造，モデリング技法を開発し，ビッグデータ時代に向けた革新的アルゴリズム基盤を構築することである．