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2020年5月30日 (土)

CNNへの道のり(13)

 福島先生が発表されたネオコグニトロンは、先に自身で研究されたコグニトロンの改良版である。まずは、コグニトロンとはどういうニューラルネットワークだったのか見てみよう。

 コグニトロンが発表されたのは1974年である。すでにブームが去っていたパーセプトロンブームは細胞間の結合規則に教師が必要なことに対し、コグニトロンは教師なしで自己組織化することが異なっていた。

 コグニトロンが参考にした脳の機能は、生まれたときから縦縞しか見せずに育てたネコの視覚細胞には、縦線に反応するものしか存在しないという事実だった。正常なネコの視覚細胞には縦線だけでなく横線や斜線にも反応することから、学習段階でよく出現するパターンだけを抽出する機能が形成され、めったに出現しないパターンの抽出機能は形成されないと考えられる。そこで、福島先生は細胞間の結合の重みを決めるシナプスの結合規則を、次の2つの法則があると仮定した。

(i)神経細胞xからyへのシナプス結合は、細胞xが発火した場合に強化される
(ii)ただし、細胞yの近傍にyよりも強く発火している他の細胞y'がある場合には、xからyへのシナプス結合の強化は行われない

 シナプス結合は必ずしもすべての細胞間で行われるわけではなく、ある特定の細胞とだけ行われると考えたのである。この時点で、すでにパーセプトロンからは離れており、この仮説が正しければ、より実際の神経細胞をモデル化しているといえる。

 

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