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モジュール構造ニューラルネットワークの学習過程に関する研究

Research Project

Project/Area Number 04650321
Research Category

Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 情報工学
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

石川 眞澄  九州工業大学, 情報工学部, 教授 (60222973)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 章 宏  九州工業大学, 情報工学部, 助手 (30235709)
Project Period (FY) 1992 – 1993
Project Status Completed (Fiscal Year 1993)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1992: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsニューラルネットワーク / モジュール構造 / 学習 / 視覚タスク / タスク分割 / 特徴抽出細胞 / モジュール形成 / 構造学習 / エントロピー最小化 / 図形認識
Research Abstract

ニューラルネットワーク学習における計算量の膨大さ、極小値問題などを解決する上でモジュール構造は重要性である。特に複数のモジュール間でのタスク分割を自動的に学習することは重要である。
図形の形、大きさ、位置の各々に対応するモジュールが、忘却付き構造学習により自動的に形成されることを簡単な図形を例として平成4年度に示した。しかしこの汎化能力が低いことが判明した。すなわち外見上はタスク分割がなされているが、基礎となる入力特徴が、特に形に関して適切ではない。
そこで形に関しては特徴抽出細胞を先験的に与え、大きさ、位置に関しては先験的情報を与えることなく形の認識を行い、タスクの自動分割に関する実験を行った。
視覚タスクとしては、8X8のメッシュ上の図形の形、大きさ、位置の認識である。図形の種類としては正方形、中抜き正方形、左向き三角形、右向き三角形の4種類を、大きさとしては8種類を、位置としては横方向に4種類、縦方向に4種類を用意した。14種類の形の特徴抽出細胞をすべての場所に配置し、各特徴抽出細胞のうち一個でも発火すれば当該特徴が存在するという場所不変の認識を行った。
忘却付き構造学習による実験の結果、形、大きさ、位置の各々でモジュールが形成されタスクの自動分割が実現し、汎化能力も高い。誤差逆伝播学習の場合にはモジュール構造すら出現しない。
本年は汎化能力を重視したタスクの自動分割を中心的に行ったため、当初計画の中でやり残したものも出てきた。しかし、先験的特徴抽出細胞を併せ用いたモジュール構造ネットワークの学習は重要性の高い課題であり、やむを得ないと考えている。特徴抽出細胞自体を学習するというより魅力的な課題も残されている。

Report

(2 results)
  • 1993 Annual Research Report
  • 1992 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All Other

All Publications (6 results)

  • [Publications] 石川眞澄,吉野健一: "モジュールの自動形成に基づくタスクの分割" 日本機械学会 第3回FANシンポジウム. 269-273 (1993)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ishikawa,K.Yoshino: "Automatic task decomposition in modular networks by structural learning with forgetting" Proc.of International Joint Conf.on Neural Networks. 1345-1348 (1993)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] 吉野 健一,石川 眞澄: "忘却付き構造学習を用いたモジュール構造ニューラルネットワークの自動タスク分割の試み" 電気関係学会九州支部連合大会講演論文集. 641 (1992)

    • Related Report
      1992 Annual Research Report
  • [Publications] 石川 眞澄,内田 秀樹: "A structural learning of neural networks based on an entropy criterion" International Joint Conference on Neural Networks,Beijing. 2 375-380 (1992)

    • Related Report
      1992 Annual Research Report
  • [Publications] 吉野 健一,石川 眞澄: "忘却付き構造学習を用いたモジュール構造ニューラルネットワークの自動タスク分割の試み" 神経回路学会第3回全国大会講演論文集. 84-85 (1992)

    • Related Report
      1992 Annual Research Report
  • [Publications] 内田 秀樹,石川 眞澄: "モジュール構造ネットワークのエントロピー基準とエントロピー最小化学習" 神経回路学会第3回全国大会講演論文集. 86-87 (1992)

    • Related Report
      1992 Annual Research Report

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Published: 1992-04-01   Modified: 2016-04-21  

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