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ニューラルネットの正則化学習と汎化能力

研究課題

研究課題/領域番号 09680371
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能情報学
研究機関九州工業大学

研究代表者

石川 眞澄 (石川 真澄)  九州工業大学, 情報工学部, 教授 (60222973)

研究分担者 章 宏  九州工業大学, 情報工学部, 助手 (30235709)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1998年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1997年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード汎化能力 / 正則化 / ガウシマン正則化項 / ラプラス正則化項 / 線形回帰モデル / ガウシアン正則化項
研究概要

正則化項を用いるニューラルネット学習と汎化能力の関係を理論的・実験的に解明した。理論的解明に関しては、忘却付き構造学習で用いているラプラス正則化項やガウシアン正則化項、およびこれらの組み合わせについて検討を行った。
第一段階では、ラプラス正則化項を用いる忘却付き構造学習におけるさまざまな経験的工夫の意味づけを理論的に解明した。これには隠れ層明確化、選択的忘却などの意味付けを明らかにすることが含まれる。たとえば選択的忘却は、ほとんど滑らかであるが少数の場所では不連続であるという、視覚における線過程(ラインプロセス)との関連があることを明らかにした。
第二段階では、平均値の推定に正則化を用いる方法を理論的に検討した。これは多重回帰分析の最も単純なケースに相当している。この場合、実際のデータを用いて正則化が有効であることを確認した。
第三段階では、多重回帰分析を対象とする理論的定式化における過剰な単純化を是正した。これまでは理論的定式化を容易にするため、入力は互いに独立であり、さらにモデルの真のパラメータやノイズの分散等は既知であると仮定してきた。しかしこれらの仮定は実態には合わない。そこで入力間に相関がある場合の定式化を行ない、さらにデータからモデルパラメータやノイズの分散を推定し、これらの推定値に基づいて正則化パラメータを求め、これを用いてモデルパラメータやノイズの分散を再推定するという繰り返し法を提案した。繰り返し回数を定める方式も経験的に求めた。これにより本提案手法の実データへの適用が可能になった。実データに適用した結果、汎化性能の高い正則化項を実験的に求めることに成功した。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] Masumi Ishikawa: "Designing neural netwarks by a combination of structural learning and genetic algorithms"Artifical Neural Networks-ICANN'97,Lasanne,Switzerland,Lecture Notes in Computer Science,1327. 415-420 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ishikawa,K.Yoshida,S.Amari: "Designing regularizers by minimizing generalization errors"Proceedings of IJCNN'98,1988 IEEE World Congress on Computational Intelligence. 2328-2333 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石川眞澄: "特集 脳と情報処理 -脳はどこまで創れるのか-ニューラルネットワークによるデータからの規則の発見"Computer Today. 90. 16-21 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石川眞澄: "ソフトコンピューティングと情報統合"システム制御情報学会. 43・4. 174-179 (1999)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 島田博仁,石川眞澄,甘利俊一: "データに基づく汎化誤差最小化におる正則化項の設計"電子情報通信学会技術研究報告,NC99-128. 99・685. 81-88 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ishikawa,H.Shimada,S.Amari: "Interative design of regularizers based on data by minimising generalization errors"IJCNN'2000. (to appear).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masumi Ishikawa: "Knowledge-Based Neuroconputing,Chapter 5,"Structural learning and role discovery,in I.Clote and J.Zurada Eds.. 54 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masumi Ishikawa: "Designing neural networks by a combination of structural learning and genetic algorithms"ICANN'97 Lecture Notes in Computer Science. 1327. 415-420 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masumi Ishikawa, Kazuhiro Yoshida, and Shun-ichi Amari: "Designing regularizes by Minimizing generalization errors"Proceedings of IJCNN'98, 1998 IEEE World Congress on Computational Intelligence. 2328-2333 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ishikawa: "Rule discovery from data using neural networks"Computer Today. No.90(in Japanese). 16-21 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Ishikawa: "Soft computing and information integration"Systems, Control and Information. Vol.43, No.4(in Japanese). 174-179 (1999)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Shimada, M. Ishikawa, and S. Amari: "Designing regularizes based on data by minimizing generalization errors"Technical Report of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. NC99-128(in Japanese). 81-88 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masumi Ishikawa, Hirohito Shimada and Shun-ichi Amari: "Iterative design of regularizes based on data by minimizing generalization errors"Proceedings of IJCNN'2000. (to appear).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masumi Ishikawa: "Structural Learning and rule discovery Knowledge-based Neurocomputing, Chapter 5 (I. Cloete and J. Zurada Eds.)"MIT Press. 153-206 (2000)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ishikawa,K.Yoshida,S.Amari: "Designing regularizers by minimizing generalization errors" Proceedings of IJCNN'98 1998 IEEE World Congress on Computational Intelligence. 2328-2333 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] X.Yu,M.Ishikawa,H.Chi: "Rulu extraction from data by combining a structural learning with forgetting and linear discriminant functions" ICONIP'98. 3. 1626-1629 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 石川眞澄: "特集 脳と情報処理…脳はどこまで創れるのか ニューラルネットによるデータからの規則の発見" Computer Today. 90. 16-21 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 石川真澄.吉田一浩.甘利俊一: "正則化学習における汎化誤差の理論的検討" 日本神経回路学会 第8回全国大会 講演論文集. 174-175 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田一浩.石川真澄.甘利俊一(理研): "汎化誤差最小化による正則化項の設計" 電子情報通信学会技術研究報告. NC97-146. 55-62 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Masumi Ishikawa,Kazuhiro Yoshida,Shun-ich Amari: "Designing Regularizers by Minimizing Generalization Errors" IJCNN'98. 掲載予定. (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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