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ベイズ神経回路網の学習と隠れマルコフ鎖推定への応用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17500153
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 感性情報学・ソフトコンピューティング
研究機関愛知学院大学

研究代表者

伊藤 嘉房  愛知学院大学, 総合政策学部, 非常勤講師 (10022774)

研究分担者 ITO Yoshifusa  Aichigakuin university, Department of policy studies, Part-time Lecturer (17500153)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,410千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード神経回路網 / 隠れマルコフ鎖 / ベイズ決定論 / ベイズ判別関数 / 三層神経回路網 / 学習 / ベイズ神経回路網 / 判別関数 / 関数近似 / 多項式
研究概要

この研究はベイズ判別関数を学習し得るベイズ神経回路網を構成し、それを隠れマルコフ鎖の推定に応用しようとするものである。研究期間内の成果は三点に要約される。
1.ベイズ判別関数を学習し得るベイズ神経回路網として、従来、提案されていた三層神経回路網は実際に学習させてみると、多くの場合、局所極小に落ち込み、実用化は困難と思われた。一般に、神経回路網は素子の数が少ないほど学習は順調に進むと考えられている。われわれの初期の研究は素子の削減により学習の困難を解決しようとするものであった。従来の回路網の隠れ層素子の数を減少してもベイズ判別関数近似の能力は損なわれない事を発見していたが、この研究期間内に、その数が必要最小である事を証明した。
2.確率分布が簡単な場合、この神経回路網を用いて、(1)隠れマルコフ鎖の推定に成功した。(2)さらに、パラメータ素子を付加して、その調節により隠れマルコフ鎖の状態変化に対応できることをしめした。
3.しかし、一般の場合の学習は困難であった。結局、この回路網の2値教師信号による学習能力に限界があることが判明した。それゆえ、隠れ層素子の自由度をある程度制限した新しい型の神経回路網を試みた。この回路網は必然的に素子の増加を伴うにもかかわらず、学習能力がより高いことがシミュレーションにより確認された。その理論は論文にまとめ、印刷中であり、シミュレーションの結果は内外の学会で発表しつつある。
以上、確率分布が簡単な場合は隠れマルコフ鎖の推定に成功し、一般化についてもある程度の目途が得られた。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2009 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] Simultaneous approximations of polynomials and derivatives and their applications to neural networks2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito
    • 雑誌名

      Neural Computation 21

      ページ: 1-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous approximations of polynomials and derivatives and their applications to neural networks2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan
    • 雑誌名

      Neural Computation 21(in printing)

      ページ: 1-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simultaneous approximation of polynomials and derivatives and their applications to neural networks2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito,
    • 雑誌名

      Neural Computation 20(ゲラ刷りによる)

      ページ: 1-35

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discriminant analysis by a neural network with Mahalanobis distance2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 雑誌名

      Artificial Neural Networks, ICANN 2006 LNCS4131

      ページ: 350-360

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Bayesian decision theory on three-layer neural networks2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan
    • 雑誌名

      Neurocomputing 63

      ページ: 209-228

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simple algebraic method for integrating polynomials2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito
    • 雑誌名

      Mathematical Scientist 30

      ページ: 64-66

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Bayesian learning of neural networks adapted to changes of prior probabilities2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 雑誌名

      Artificial Neural Networks : Formal Models and Their Applications-ICANN 2005 LNCS3697

      ページ: 253-259

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 内部パラメータの外部パラメータへの変換2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤嘉房、泉寛幸
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会(NC)
    • 発表場所
      玉川大学
    • 年月日
      2008-03-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 内部パラメータの外部パラメータへの変換2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤 嘉房、泉 寛幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      玉川
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Multi-category Bayesian decision by neural networks2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Neural Networks
    • 発表場所
      Prague
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Conversion of inner parameters to outer parameters2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      Workshop on Neurocomputing.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Multi-category Bayesian Decision by Neural Networks2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Neural Networks.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Learning of Bayesian discriminant functions by a layered neural network2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Sri-nivasan, Horiyuki Izumi
    • 学会等名
      国際神経情報処理学会(ICONIP07)
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2007-11-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] A neural network having fewer inner constants to be trained and Bayesian decision.2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Sri-nivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      国際合同神経回路網学会(IJCNN07)
    • 発表場所
      ルネッサンス ホテル、オランド、フロリダ州、米国
    • 年月日
      2007-08-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 2値乱数による神経回路網の学習とベイズ判別関数学習への応用2007

    • 著者名/発表者名
      伊藤嘉房、キダンビ スリニヴァサン、泉寛幸
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会(NC)
    • 発表場所
      沖縄科学技術研究基盤整備機構
    • 年月日
      2007-06-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 2値乱数による神経回路網の学習とベイズ判別関数学習への応用2007

    • 著者名/発表者名
      伊藤 嘉房、C.スリニヴァサン、泉 寛幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      沖縄
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A neural network having fewer inner constants to be trained and Bayesian decision2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks
    • 発表場所
      Florida
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Learning of Bayesian discriminant functions by a layered neural network2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      北九州市
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Learning of neural networks with dichotomic random teacher signals2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      Workshop on Neurocomputing.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A neural network having fewer inner constants to be trained and Bayesian decision2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Learning of Bayesian discriminant functions by $a$ layered neural network2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      International Conference on Neural Informaiton Processing.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Discriminant analysis by a neural network with Mahalanobis distance2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Neural Networks
    • 発表場所
      Athens
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 神経回路網によるマハラノビス判別関数の近似と学習2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤 嘉房、C.スリニヴァサン、泉 寛幸
    • 学会等名
      日本神経回路学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 神経回路網によるベイズ判別関数とマハラノビス判別関数の近似2006

    • 著者名/発表者名
      伊藤 嘉房、C.スリニヴァサン、泉 寛幸
    • 学会等名
      情報学ワークショップ
    • 発表場所
      愛知県長久手町
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Approximation of Mahalanobis discriminant functions by neural networks and learning2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      Annual Conference of Japanese Neural Network Society
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Approximation of Bayes discriminant dunction and Mahalanobis discriminant function by neural networks2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      Workshop on Informatics
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Bayesian learning of neural networks adapted to changes of prior probabilities2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshifusa Ito, Cidambi Srinivasan, Hiroyuki Izumi
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Neural Networks
    • 発表場所
      Warsaw
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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