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: 初期値、学習定数を変化させたときの学習 : データ数と遅れ時間を変化させたときの学習 : 実験概要   目次


実験結果

それぞれの教師信号での各データ数、遅れ時間においての学習結果を 表6.1、6.2、6.3、6.4に示す。 表中の記号は学習が成功した場合“○”、学習が失敗し、 学習中の誤差の変化がCだった場合を空白、Vだった場合“V”、 Aだった場合“A”とする。 図6.1にそれぞれの学習中の平均誤差の変化の例を示す。
図 6.1: 学習中の平均誤差の変化例
\includegraphics[scale=0.6]{fig/4_2log.eps} \includegraphics[scale=0.6]{fig/8_3log.eps}
(a)学習が成功した例（○） )平均誤差が振動した例（V）

\includegraphics[scale=0.6]{fig/14_12log.eps} \includegraphics[scale=0.6]{fig/11_3log.eps}
(c)平均誤差が振動以外の変化を示した例（A） (d)平均誤差がすぐ一定値となった例（C）


表 6.1: 正弦波の学習
遅れ時間
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
3 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
4 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
6 ○ ○ ○ ○ ○ ○
7 ○ ○ V ○ ○ ○
8 V ○ ○ ○ V V A A
データ数 9 V V ○ ○ V A A V V V V
$n$ 10 V V ○ ○ A V V A A
11 V A A ○ A V V V A A A
12 V V V A ○ A A V V A
13 V V V A A
14 V V A A A A A A
15 V V V V A A A A A
16 V V V V A A A A A A
17 V V V A V A A A A A A
18 V A A A A A A A A A A
19 V V A A A A A ○ V
20 A A A A V V V ○


表 6.2: 三角波の学習
遅れ時間
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
3 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
4 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
6 ○ ○ ○ ○ ○ ○
7 A ○ ○ V ○ ○ V ○ ○
8 V ○ ○ ○ V V ○ V V V
9 V V ○ ○ ○ A A A A A
10 V ○ ○ ○ ○ V V A A A
データ数 11 V A ○ ○ ○ A V V A A A A
$n$ 12 V V A ○ ○ ○ A A A A A
13 A V A ○ ○ ○ ○ A A
14 V V V ○ ○ ○ ○ A
15 V V V ○ ○ ○ ○ ○ A
16 V V V V ○ ○ ○ ○ A A
17 V V V V V ○ ○ ○ ○ A A
18 V V V A A A ○ ○ ○ A A
19 V V V V A ○ ○ ○ ○ ○ A A
20 V V V V A A ○ ○ ○ ○ ○


表 6.3: ノコギリ波（上り）の学習
遅れ時間
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
3 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
4 ○ ○ ○ ○ ○
5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
6 ○ ○ ○ ○ ○ ○
7 A A A A A A A A A
8 A A A V A A A A A
9 ○ A A A V A A A
10 A A A A A A A V A A A A A
データ数 11 A ○ A A A A A ○ A A A A
$n$ 12 A A A A A A A A A A A A
13 A A A A A A A A A A A A A A A A
14 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
15 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
16 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
17 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
18 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
19 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
20 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A


表 6.4: ノコギリ波（下り）の学習
遅れ時間
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
3 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
4 ○ ○ ○ ○ ○
5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
6 A ○ ○ ○ ○ ○
7 A ○ ○ A ○ ○ V ○ ○
8 ○ ○ ○ ○ ○ ○
9 ○ ○ ○ V ○ ○ ○
10 A A A A ○ A A V V A A ○ A
データ数 11 A A A A A A V A A A A
$n$ 12 A A A A A A A A A A A
13 A A A A A A A A A A A A A A
14 A ○ A A A A A A A A A A A ○ A A
15 A A A A A A A A A A A A A ○ A ○ A A A A
16 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
17 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
18 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
19 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A
20 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A

結果の表を見ると、ある教師信号に対して、 学習が成功した遅れ時間と学習が失敗した遅れ時間が存在することから、 遅れ時間は学習結果に影響を与えていることが分かる。 また、学習が成功した遅れ時間はデータ数に比例するような形で増えており、 学習が成功した遅れ時間に教師信号のデータ数を加えた遅れ時間でも 学習が成功することが多かった。学習が失敗している場合でも 学習中の誤差の平均の変化にVやAが見られた。

ノコギリ波は上り、下りともにデータ数が多くなったとき、 学習中の誤差の変化が どの遅れ時間によってもほぼ同様になった。 ノコギリ波はほとんどが緩やかに変化する部分であるが、 一箇所、急激に変化する部分があるため学習が難しく、 今回のネットワークの素子数では、 学習できなくなってしまったのではないかと考えられる。 そこで、データ数が14以上のノコギリ波の学習結果は 上り、下りともにひとまず無視することとする。

各表を比べると、 学習が成功した遅れ時間は、データ数が一緒であれば教師信号の波形に関係なく ほぼ同じであった。 ある教師信号の波形で学習が成功しているデータ数、遅れ時間では 他の教師信号でも学習が成功していることが多く、 学習が失敗している場合でも学習中の誤差の平均の変化にVやAが見られた。

この結果から遅れ時間と時系列のデータ数には関係があり、 時系列のデータ数により そのデータを学習させるときに有効な遅れ時間の決定を 行なうことができる可能性があることが分かる。

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Deguchi Lab. 平成20年3月5日