JPH08129542A - Parameter updating device for neural network - Google Patents

Parameter updating device for neural network

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JPH08129542A
JPH08129542A JP6266617A JP26661794A JPH08129542A JP H08129542 A JPH08129542 A JP H08129542A JP 6266617 A JP6266617 A JP 6266617A JP 26661794 A JP26661794 A JP 26661794A JP H08129542 A JPH08129542 A JP H08129542A
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JP
Japan
Prior art keywords
gene
neural network
value
mutation
genetic algorithm
Prior art date
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Pending
Application number
JP6266617A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kitaguchi
貴史 北口
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08129542A publication Critical patent/JPH08129542A/en
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Abstract

PURPOSE: To easily mount a genetic algorithm for the update of parameters as the coupling coefficient and threshold value of the neural network by substituting an optional random number for the value of a gene seat at the time of mutation processing. CONSTITUTION: Coupling coefficients W and threshold values θ of neurons 3 constituting the neural network are regarded as constituent elements of a gene 5. Then, one gene 5 is constituted by regarding all coupling coefficients W and threshold values θ in the neural network as the values of the gene seat 6. In this case, the coupling coefficients W and threshold values θ are arrayed on the linear gene 5 at random. The values of the gene seat 6 are real numbers. The real number values are regarded as one element and intersection operation between genes is performed as usual. In mutation operation between next genes, an optional random number is substituted for a value as to a gene seat 6 whose mutation is determined to perform conversion to a value different from the current value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば画像や音声の認
識、ロボット等の適応制御、連想記憶、非線形予測等の
ような各種制御に適用可能な、神経細胞を模倣したニュ
ーラルネットワークのパラメータ更新装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applicable to various controls such as recognition of images and voices, adaptive control of robots, associative memory, non-linear prediction, etc. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】生体の情報処理の基本的な単位である神
経細胞(ニューロン)の機能を模倣し、さらに、この
「神経細胞模倣素子」(神経細胞ユニット)をネットワ
ークにし、情報の並列処理を目指したのが、いわゆるニ
ューラルネットワークである。文字認識や連想記憶、運
動制御等、生体ではいとも簡単に行われていても、従来
のノイマン型コンピュータではなかなか達成しないもの
が多い。生体の神経系、特に生体特有の機能、即ち並列
処理、自己学習等をニューラルネットワークにより模倣
して、これらの問題を解決しようとする試みが盛んに行
われている。
2. Description of the Related Art The function of a nerve cell (neuron), which is a basic unit of information processing in a living body, is mimicked, and further, this "nerve cell mimicking element" (nerve cell unit) is networked to perform parallel processing of information. What we aimed for was a so-called neural network. Although it is easy to perform character recognition, associative memory, motion control, etc. in a living body, there are many things that conventional Neumann computers cannot easily achieve. Attempts have been actively made to solve these problems by imitating the neural system of a living body, in particular, the functions peculiar to the living body, that is, parallel processing, self-learning, etc. by a neural network.

【0003】ここに、この種のニューラルネットワーク
においては、その構造を最適化する等のため、ニューロ
ン層間の結合係数やニューロンの持つ閾値等のパラメー
タを適切に設定する必要がある。そこで、これらの結合
係数、閾値のようなパラメータの更新手法として、例え
ば、特開平6−187473号公報によれば、遺伝的ア
ルゴリズム(Genetic Algorithm )を利用することが
示されている。
Here, in this kind of neural network, in order to optimize its structure, it is necessary to appropriately set parameters such as a coupling coefficient between neuron layers and a threshold value of a neuron. Therefore, as a method of updating parameters such as the coupling coefficient and the threshold value, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-187473 discloses that a genetic algorithm (Genetic Algorithm) is used.

【0004】即ち、上記公報は、両親の遺伝子の特徴を
最適に受け継いだ子供遺伝子が生成でき、計算量の増大
を極力抑え得る遺伝的アルゴリズムを実現しようとした
ものであり、概略的には、遺伝子交叉を行う前に両親の
遺伝子をその類似性により分類、ソーティングすること
により、両親の遺伝子をほぼ均等に継承した子供の遺伝
子を生成するようにしている。
That is, the above-mentioned publication is intended to realize a genetic algorithm capable of generating a child gene that optimally inherits the features of the parents' genes and suppressing the increase in the amount of calculation as much as possible. Before the gene crossover, the genes of the parents are classified and sorted according to their similarity, so that the genes of the children that inherit the parents' genes almost equally are generated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
よる場合、遺伝的アルゴリズムを利用する原理が示され
ているだけであり、結合係数や閾値といった具体的なパ
ラメータをどのように遺伝子として扱うかまでは言及さ
れていない。従って、上記公報に示される技術だけで
は、遺伝的アルゴリズムを利用したパラメータ更新装置
をニューラルネットワークに対して如何にして実装する
かが明らかでない。
However, according to the above publication, only the principle of using a genetic algorithm is shown, and even how to treat specific parameters such as a coupling coefficient and a threshold as a gene. Is not mentioned. Therefore, it is not clear how to implement the parameter updating device using the genetic algorithm in the neural network only by the technique disclosed in the above publication.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
実数で表現された結合係数と閾値とを遺伝子座の値とし
てランダムに配列させた遺伝子について、突然変異処理
時に前記遺伝子座の値を任意の乱数と置換する遺伝的ア
ルゴリズム演算手段を有する構成とした。
According to the first aspect of the present invention,
Regarding a gene in which the coupling coefficient and the threshold value expressed by real numbers are randomly arranged as the value of the locus, it is configured to have a genetic algorithm calculating means for replacing the value of the locus with an arbitrary random number during mutation processing. .

【0007】請求項2記載の発明は、Nビットのコード
で表現された結合係数と閾値とを遺伝子座の値とした遺
伝子について、突然変異処理時に前記遺伝子座の値に任
意の乱数を加算する遺伝的アルゴリズム演算手段を有す
る構成とした。
According to a second aspect of the present invention, for a gene having a locus value of a coupling coefficient expressed by an N-bit code and a threshold value, an arbitrary random number is added to the locus value during mutation processing. The configuration has a genetic algorithm calculation means.

【0008】請求項3記載の発明は、Nビットのコード
で表現された結合係数と閾値とを1次元に配列させた1
本の遺伝子について、交叉処理時にこの遺伝子の任意の
個所を切断する遺伝的アルゴリズム演算手段を有する構
成とした。
According to a third aspect of the present invention, a coupling coefficient represented by an N-bit code and a threshold value are arranged in one dimension.
Regarding the gene of the book, it was constructed to have a genetic algorithm calculating means for cutting an arbitrary part of this gene at the time of crossover processing.

【0009】請求項4記載の発明は、Nビットのコード
で表現された結合係数と閾値とを1次元に配列させた1
本の遺伝子について、交叉処理時にこの遺伝子の任意の
個所を切断するとともに突然変異処理時にマスク処理を
行う遺伝的アルゴリズム演算手段を有する構成とした。
According to a fourth aspect of the present invention, a coupling coefficient represented by an N-bit code and a threshold value are arranged in one dimension.
With respect to the gene of the book, it was configured to have a genetic algorithm calculation means for cutting an arbitrary part of this gene at the time of crossover processing and masking at the time of mutation processing.

【0010】[0010]

【作用】請求項1記載の発明においては、パラメータな
る結合係数と閾値とが実数表現にてランダムに配列され
て遺伝子が構成され、このような遺伝子の或る遺伝子座
に対して遺伝的アルゴリズム演算手段によって任意の乱
数で置換処理が行われてパラメータが更新される。これ
により、ニューラルネットワークの結合係数、閾値なる
パラメータの更新に遺伝的アルゴリズムを容易に実装で
きるものとなり、この結果、最適パラメータの探索能力
も向上することになる。
According to the first aspect of the invention, a gene is constructed by randomly arranging the coupling coefficient as a parameter and the threshold value in a real number expression, and a genetic algorithm operation is performed on a certain locus of such a gene. The means updates the parameters by performing the replacement process with an arbitrary random number. As a result, the genetic algorithm can be easily implemented to update the coupling coefficient and threshold value of the neural network, and as a result, the ability to search for the optimum parameter is also improved.

【0011】請求項2記載の発明においては、パラメー
タなる結合係数と閾値とがNビットのコード表現にて配
列されて遺伝子が構成され、このような遺伝子の或る遺
伝子座に対して遺伝的アルゴリズム演算手段によって任
意の乱数の加算処理が行われてパラメータが更新され
る。これにより、ニューラルネットワークの結合係数、
閾値なるパラメータの更新に遺伝的アルゴリズムを容易
に実装できるものとなり、この結果、最適パラメータの
探索能力も向上することになる。特に、コード表現とし
ているので、ニューラルネットワークをデジタル信号処
理系として構成した場合の整合性も向上する。
In a second aspect of the present invention, a gene is constructed by arranging a coupling coefficient as a parameter and a threshold value in an N-bit code representation, and a genetic algorithm is applied to a certain locus of such a gene. Arbitrary random number addition processing is performed by the calculation means and the parameters are updated. This gives the neural network coupling coefficient,
The genetic algorithm can be easily implemented to update the threshold parameter, and as a result, the ability to search for the optimum parameter is also improved. In particular, since the code representation is used, the consistency when the neural network is configured as a digital signal processing system is also improved.

【0012】請求項3記載の発明においては、パラメー
タなる結合係数と閾値とがNビットのコード表現にて1
次元に配列されて1本の遺伝子が構成され、このような
遺伝子に対して遺伝的アルゴリズム演算手段による交叉
処理時に任意の個所を切断することにより、突然変異処
理に供されてパラメータが更新される。これにより、ニ
ューラルネットワークの結合係数、閾値なるパラメータ
の更新に遺伝的アルゴリズムを容易に実装できるものと
なり、この結果、最適パラメータの探索能力も向上する
ことになる。特に、コード表現としているので、ニュー
ラルネットワークをデジタル信号処理系として構成した
場合の整合性も向上する。
According to the third aspect of the invention, the coupling coefficient as a parameter and the threshold value are 1 in N-bit code representation.
One gene is formed by being arranged in a dimension, and by cutting an arbitrary part of such a gene during the crossover process by the genetic algorithm computing means, it is subjected to the mutation process and the parameters are updated. . As a result, the genetic algorithm can be easily implemented to update the coupling coefficient and threshold value of the neural network, and as a result, the ability to search for the optimum parameter is also improved. In particular, since the code representation is used, the consistency when the neural network is configured as a digital signal processing system is also improved.

【0013】請求項4記載の発明においては、請求項3
記載の発明による交叉処理までに加えて、その後の突然
変異処理時に遺伝的アルゴリズム演算手段によってマス
ク処理が行われて、パラメータが更新される。よって、
請求項3記載の発明の作用に加えて、最適パラメータの
探索能力が向上する。
In the invention described in claim 4, claim 3
In addition to the crossover process according to the described invention, the masking process is performed by the genetic algorithm calculating means during the subsequent mutation process to update the parameters. Therefore,
In addition to the effect of the invention described in claim 3, the ability to search for the optimum parameter is improved.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

<総論>本発明で利用する遺伝的アルゴリズムは、基本
的には、以下の処理手順 遺伝子(“個体”ともいう)の発生 遺伝子の評価、終了条件を満たせば終了 遺伝子の淘汰 遺伝子間での交叉 遺伝子の突然変異 へ戻る で行われる。
<Introduction> Basically, the genetic algorithm used in the present invention is basically the following processing procedure Gene evaluation of genes (also called “individuals”) Gene evaluation, selection of termination genes if termination conditions are satisfied Crossover between genes It is done by returning to the mutation of the gene.

【0015】本発明では、図2に示すように、ニューラ
ルネットワーク1における結合係数と閾値とを、遺伝的
アルゴリズム演算手段2の処理により更新し、その更新
後の結合係数と閾値とをニューラルネットワーク1にロ
ードさせるように構成される。
In the present invention, as shown in FIG. 2, the coupling coefficient and the threshold value in the neural network 1 are updated by the processing of the genetic algorithm computing means 2, and the updated coupling coefficient and the threshold value are updated in the neural network 1. Configured to load.

【0016】例えば、図3に例示するように、複数のニ
ューロン3を階層型に結合させてなるニューラルネット
ワーク1によって入力パターンIj を出力パターンOj
に変換する場合を例に採り、説明する。パターンは全部
でM個あり、jは0から(M−1)までの整数であり、
このM個のパターン変換をニューラルネットワーク1に
記憶させる。ニューラルネットワーク1に入力パターン
j を入力したとき、出力パターンとしてOj が出力さ
れるように、遺伝的アルゴリズム演算手段2を含むパラ
メータ更新装置4は、パラメータを以下の手順(上記手
順の詳細)に従い徐々に更新していく。
For example, as illustrated in FIG. 3, an input pattern I j and an output pattern O j are generated by a neural network 1 formed by connecting a plurality of neurons 3 hierarchically.
The case of conversion to will be described as an example. There are M patterns in total, j is an integer from 0 to (M-1),
The M number of pattern conversions are stored in the neural network 1. When the input pattern I j is input to the neural network 1, the parameter updating device 4 including the genetic algorithm calculation means 2 sets the parameters in the following procedure (details of the above procedure) so that O j is output as the output pattern. Will be gradually updated.

【0017】 遺伝子(パラメータ)をL個、乱数を
用いて生成する。 或る遺伝子kをニューラルネットワーク1にロード
する。このニューラルネットワーク1において、入力I
j に対する出力をO′j とすると、
L genes (parameters) are generated using random numbers. A gene k is loaded into neural network 1. In this neural network 1, the input I
If the output for j is O'j ,

【数1】 を計算する。kは0から(L−1)までの整数であり、
全ての遺伝子に対して、つまり、k=0〜(L−1)に
対するδ(k)を計算する。このδ(k)を遺伝子kの適応
度とする。この適応度δ(k)が、 δ(k) ≦ ε であれば、遺伝子kが最適パラメータとなり、終了す
る。 適応度δ(k)の逆数に比例する確率で、遺伝子をL
個選択する。この場合、重複してもよい。 遺伝子を対にして、交叉オペレーションを行う。 各遺伝子座に対して、確率Rで突然変異を実行す
る。 へ戻る。
[Equation 1] Is calculated. k is an integer from 0 to (L-1),
Calculate δ (k) for all genes, ie for k = 0 to (L-1). This δ (k) is the fitness of the gene k. If the fitness δ (k) is δ (k) ≤ ε, the gene k becomes the optimum parameter and the process ends. A gene has a probability L proportional to the reciprocal of fitness δ (k).
Select one. In this case, they may overlap. Perform crossover operation by pairing genes. For each locus, mutation is performed with probability R. Return to.

【0018】このような処理を実行することにより、ニ
ューラルネットワーク1の最適パラメータが得られる。
もっとも、上記の適応度の算出例は一例であり、これに
限られない。
By executing such processing, optimum parameters of the neural network 1 can be obtained.
However, the above-described example of calculating the fitness is an example, and the present invention is not limited to this.

【0019】このような処理に関して、本発明の遺伝的
アルゴリズムにおいては、図4に示すように、ニューラ
ルネットワーク1を構成するニューロン3の結合係数W
と閾値θとを遺伝子5の構成要素とする。そして、ニュ
ーラルネットワーク1内の全ての結合係数Wと閾値θと
を遺伝子座6の値として、1つの遺伝子5が構成され
る。
With regard to such processing, in the genetic algorithm of the present invention, as shown in FIG. 4, the coupling coefficient W of the neurons 3 constituting the neural network 1 is determined.
And the threshold value θ are components of gene 5. Then, one gene 5 is configured with all the coupling coefficients W in the neural network 1 and the threshold value θ as values of the locus 6.

【0020】そして、このような遺伝子5に関して、本
発明の各実施例では、以下のように遺伝子5が構成さ
れ、かつ、以下のような遺伝的アルゴリズム処理が施さ
れて、結合係数W及び閾値θの更新に供される。
With respect to such a gene 5, in each of the embodiments of the present invention, the gene 5 is constructed as follows, and the following genetic algorithm processing is performed to obtain the coupling coefficient W and the threshold value. Used for updating θ.

【0021】<各論>請求項1記載の発明の一実施例に
ついて説明する。この場合、結合係数Wと閾値θとは、
1次元の遺伝子5上にランダムに配列される。遺伝子座
6の値は実数とされる。そして、この実数値を1つの要
素として、の交叉オペレーション(交叉処理)を通常
通り行う。そして、次のの突然変異オペレーション
(突然変異処理)では、突然変異が生じることが決定さ
れた遺伝子座6に関して、任意の乱数と置換することに
より、現在の値と異なる値に変換する。
<Detailed Description> An embodiment of the invention described in claim 1 will be described. In this case, the coupling coefficient W and the threshold value θ are
They are randomly arranged on the one-dimensional gene 5. The value of locus 6 is a real number. Then, using this real value as one element, the crossover operation (crossover process) of is performed as usual. Then, in the next mutation operation (mutation processing), the locus 6 determined to cause mutation is converted into a value different from the current value by substituting an arbitrary random number.

【0022】突然変異オペレーションにおける、各遺伝
子5(遺伝子座6)が突然変異する割合は、経験的に定
めた値(実験を繰り返して、最もよい結果が得られる
値)が用いられる。経験的に定められない場合には、
0.1以下の値が用いられる。
In the mutation operation, the mutated ratio of each gene 5 (locus 6) is an empirically determined value (a value that gives the best result by repeating the experiment). If it cannot be determined empirically,
Values below 0.1 are used.

【0023】例えば、図1においては、実数a,b,
c,d,eの配列による突然変異前の遺伝子5に関し
て、4番目の遺伝子座6が突然変異が生じるものとして
決定され、突然変異オペレーションによって実数dから
異なる任意の乱数fに置換されることを示している。
For example, in FIG. 1, real numbers a, b,
Regarding the gene 5 before mutation by the sequences of c, d, and e, it is determined that the fourth locus 6 is determined as a mutation, and the mutation operation replaces the real number d with a different random number f. Shows.

【0024】ここに、ニューラルネットワーク1への適
用例で説明する。例えば、図2に示すようなニューラル
ネットワーク1のニューロン3が有するパラメータが、 結合係数;W11,W12,W21,W22 閾値 ;θ1 ,θ2 であるとする。これらの6つのパラメータを1次元に配
列させることにより遺伝子5を表現する。その配列時に
これらのパラメータを並べる順序は任意であり、無作為
に並べればよい。従って、図1中のa,b,c,d,e
として、 W21,θ1 ,W11,θ2 ,W12,W22 ………………(a) のように表現された遺伝子5であってもよく、或いは、 θ2 ,W12,W11,W22,θ1 ,W21 ………………(b) のように表現された遺伝子5であってもよい。
An example of application to the neural network 1 will be described here. For example, it is assumed that the parameters included in the neuron 3 of the neural network 1 as shown in FIG. 2 are the coupling coefficients; W 11 , W 12 , W 21 , W 22 thresholds; θ 1 , θ 2 . Gene 5 is expressed by arranging these six parameters in one dimension. The order of arranging these parameters at the time of arrangement is arbitrary, and they may be arranged at random. Therefore, a, b, c, d, e in FIG.
May be gene 5 expressed as in W 21 , θ 1 , W 11 , θ 2 , W 12 , W 22 ………… (a), or θ 2 , W 12 , It may be gene 5 expressed as W 11 , W 22 , θ 1 , W 21 (b).

【0025】具体的数値を挙げて例示すると、W11
0.1,W12=0.2,W21=−0.3,W22=0.
6,θ1 =0.5,θ2 =−0.2の場合、遺伝子5が
(a)の配列のときには、 −0.3,0.5,0.1,−0.2,0.2,0.6 なる実数が各遺伝子座6として配列された遺伝子5とな
る。
For example, with specific numerical values, W 11 =
0.1, W 12 = 0.2, W 21 = -0.3, W 22 = 0.
6, θ 1 = 0.5, θ 2 = −0.2, when gene 5 has the sequence (a), −0.3, 0.5, 0.1, −0.2, 0. A real number of 2,0.6 is the gene 5 arranged as each locus 6.

【0026】請求項2記載の発明の一実施例について説
明する。この場合、遺伝子座6の値(結合係数W及び閾
値θ)は、Nビットのコードで表現される(Nは任意の
自然数)。また、このコーディングは、バイナリコード
でもグレイコードでも、或るいは、その他のコードであ
ってもよい。このようなNビットによるコードを1つの
要素として、の交叉オペレーションを行う。そして、
次のの突然変異オペレーションでは、突然変異が生じ
ることが決定された遺伝子座に関して、現在の値に、任
意の乱数(コード表現)を加算する処理が行われる。
An embodiment of the invention described in claim 2 will be described. In this case, the value of the locus 6 (coupling coefficient W and threshold θ) is represented by an N-bit code (N is an arbitrary natural number). Also, this coding may be a binary code, a Gray code, or some other code. The crossover operation is performed by using such an N-bit code as one element. And
In the next mutation operation, an arbitrary random number (code expression) is added to the current value with respect to the locus determined to cause the mutation.

【0027】例えば、値をN=4のバイナリコードとし
た場合において、図5(a)に示すように、 |1000|0010|1001|1111| のようなコード配列の遺伝子5があった場合、3番目の
遺伝子座6が突然変異を生じるものとして決定され、こ
の遺伝子座6のコード“1001”に対して、”010
1”なるコード表現の乱数が加算され、突然変異後に
は、図5(b)に示すような遺伝子5となる。
For example, when the value is a binary code of N = 4 and there is a gene 5 having a code sequence such as | 1000 | 0010 | 1001 | 1111 |, as shown in FIG. The third locus 6 was determined to cause a mutation, and the code "1001" of this locus 6 was changed to "010
A random number having a code expression of "1" is added, and after mutation, a gene 5 as shown in FIG. 5B is obtained.

【0028】請求項3記載の発明の一実施例について説
明する。この場合、結合係数Wと閾値θとはNビットの
コードで表現される(Nは任意の自然数)。そして、こ
のようなNビットのコードを図6に示すように1次元に
配列させてなるMビット列構成の1本の遺伝子5とす
る。図6は、N=4であり、“1000”“0010”
“1001”“1111”なるコードを順に配列させた
例を示す。このような1本の遺伝子5に対するの交叉
オペレーションにおいて、Mビット列中の任意の個所を
切断する。図6中では、7が切断個所を示す。切断個所
7は無作為に選択される。この後の処理は、通常の遺伝
的アルゴリズムと同様であり、の突然変異オペレーシ
ョン等が行われる。
An embodiment of the invention described in claim 3 will be described. In this case, the coupling coefficient W and the threshold value θ are represented by an N-bit code (N is an arbitrary natural number). Then, such an N-bit code is one-dimensionally arranged as shown in FIG. 6 to form one gene 5 having an M-bit sequence. In FIG. 6, N = 4, and “1000” and “0010”.
An example is shown in which codes "1001" and "1111" are arranged in order. In such a crossover operation for one gene 5, an arbitrary position in the M bit string is cut. In FIG. 6, reference numeral 7 indicates a cutting point. The cutting point 7 is randomly selected. Subsequent processing is the same as that of a normal genetic algorithm, and a mutation operation and the like are performed.

【0029】請求項4記載の発明の一実施例について説
明する。この実施例は、前記請求項3記載の発明の一実
施例に対して、突然変異オペレーション時に、乱数を用
いて生成した図7(b)に示すようなMビットのマスク
8により、変異前の遺伝子5に対してマスク処理を行う
ように構成したものである。マスク8において、“0”
になっている部分は、それに対応する遺伝子5のビット
を反転させ、“1”の部分はそのままとする。このよう
なマスク処理により、突然変異後の遺伝子5は図7
(c)に示すように変換される。
An embodiment of the invention described in claim 4 will be described. This embodiment is different from the embodiment of the invention described in claim 3 in that before the mutation, a M-bit mask 8 as shown in FIG. The mask processing is performed on the gene 5. “0” in mask 8
For the part marked with, the corresponding bit of gene 5 is inverted, and the part with "1" is left unchanged. By such masking, the gene 5 after mutation is shown in FIG.
It is converted as shown in (c).

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は、上述したように、パラメータ
となる結合係数と閾値とによって遺伝子を如何に構成す
るかを明らかにし、かつ、このような遺伝子に対する突
然変異処理や交叉処理を明らかにしたので、ニューラル
ネットワークのパラメータの更新に遺伝的アルゴリズム
を容易に実装することができ、この結果、最適パラメー
タの探索能力も向上させることができ、特に、請求項2
ないし4記載の発明によれば、パラメータをコード表現
として遺伝子を構成しているので、ニューラルネットワ
ークをデジタル信号処理系として構成した場合の整合性
も向上させることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention clarifies how a gene is constituted by a coupling coefficient as a parameter and a threshold, and clarifies mutation treatment or crossover treatment for such a gene. Therefore, the genetic algorithm can be easily implemented for updating the parameters of the neural network, and as a result, the ability to search for the optimum parameter can be improved.
According to the inventions described in (4) to (4), since the gene is configured by using the parameter as the code expression, it is possible to improve the consistency when the neural network is configured as the digital signal processing system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1記載の発明の一実施例を示す模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the invention described in claim 1.

【図2】システム全体の構成の概略を示すブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the entire system.

【図3】図2をより具体化して示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a more specific version of FIG.

【図4】遺伝子構成を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing gene constitution.

【図5】請求項2記載の発明の一実施例を示す模式図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view showing an embodiment of the invention described in claim 2.

【図6】請求項3記載の発明の一実施例を示す模式図で
ある。
FIG. 6 is a schematic view showing an embodiment of the invention described in claim 3.

【図7】請求項4記載の発明の一実施例を示す模式図で
ある。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an embodiment of the invention described in claim 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 遺伝的アルゴリズム演算手段 5 遺伝子 6 遺伝子座 8 マスク 2 Genetic algorithm operation means 5 genes 6 loci 8 masks

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 実数で表現された結合係数と閾値とを遺
伝子座の値としてランダムに配列させた遺伝子につい
て、突然変異処理時に前記遺伝子座の値を任意の乱数と
置換する遺伝的アルゴリズム演算手段を有することを特
徴とするニューラルネットワークのパラメータ更新装
置。
1. A genetic algorithm arithmetic means for replacing a gene of a gene in which a coupling coefficient expressed by a real number and a threshold value are randomly arranged as a gene locus value and replacing the gene locus value with an arbitrary random number during mutation processing. A parameter updating device for a neural network, comprising:
【請求項2】 Nビットのコードで表現された結合係数
と閾値とを遺伝子座の値とした遺伝子について、突然変
異処理時に前記遺伝子座の値に任意の乱数を加算する遺
伝的アルゴリズム演算手段を有することを特徴とするニ
ューラルネットワークのパラメータ更新装置。
2. A genetic algorithm calculating means for adding an arbitrary random number to the value of the locus at the time of mutation processing for a gene having a locus value with a coupling coefficient expressed by an N-bit code and a threshold value. A neural network parameter updating device having.
【請求項3】 Nビットのコードで表現された結合係数
と閾値とを1次元に配列させた1本の遺伝子について、
交叉処理時にこの遺伝子の任意の個所を切断する遺伝的
アルゴリズム演算手段を有することを特徴とするニュー
ラルネットワークのパラメータ更新装置。
3. A single gene in which a coupling coefficient expressed by an N-bit code and a threshold value are arranged one-dimensionally,
A parameter updating device for a neural network, which has a genetic algorithm calculating means for cutting an arbitrary part of this gene at the time of crossover processing.
【請求項4】 Nビットのコードで表現された結合係数
と閾値とを1次元に配列させた1本の遺伝子について、
交叉処理時にこの遺伝子の任意の個所を切断するととも
に突然変異処理時にマスク処理を行う遺伝的アルゴリズ
ム演算手段を有することを特徴とするニューラルネット
ワークのパラメータ更新装置。
4. One gene in which a coupling coefficient expressed by an N-bit code and a threshold value are arranged one-dimensionally,
A parameter updating device for a neural network, which has a genetic algorithm calculating means for cutting an arbitrary part of this gene during a crossover process and performing a mask process during a mutation process.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11194924A (en) * 1997-12-26 1999-07-21 Sony Corp Semiconductor device and control method therefor
CN112132259A (en) * 2020-09-01 2020-12-25 厦门大学 Neural network model input parameter dimension reduction method and computer readable storage medium

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