追加学習型カーネル主成分分析によるオンライン特徴抽出

小澤 誠一  竹内 洋平  阿部 重夫  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J93-D   No.6   pp.826-836
発行日: 2010/06/01
Online ISSN: 1881-0225
Print ISSN: 1880-4535
論文種別: 特集論文 (情報爆発論文特集)
専門分野: 知識獲得,機械学習
キーワード: 
追加学習,  カーネル主成分分析,  パターン認識,  特徴抽出,  

本文: PDF(218.3KB)
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あらまし: 
本論文では,初期データにのみ教師情報が与えられる「準教師付き学習タスク」において,ストリーミングデータからオンラインで非線形な特徴を抽出できる追加学習型カーネル主成分分析(IKPCA)を提案する.提案するIKPCAでは,学習データが入力されるたびにカーネル主成分分析の固有値問題を更新し,それを解くことで固有ベクトルの更新を行う.特徴固有空間で一次独立なデータを選択して固有ベクトルを表現するため,データの一次独立性を判定する必要がなく,追加学習時に保持するデータ数が少なくなって学習が高速化される.ベンチマークデータを用いた評価実験において,主成分分析(PCA)と追加学習型主成分分析(IPCA),更にカーネル主成分分析(KPCA)と比較し,IKPCAで得られる特徴量の評価を行った.その結果,IKPCAによってバッチ学習のKPCAと同等の認識性能が得られ,安定した追加学習が行われることを示した.このことは,IKPCAとKPCAにおいて,固有ベクトルや固有値の一致度を調べた実験からも確認された.また,多くの評価データでPCAやIPCAよりも,認識性能の優れた特徴が得られることを示した.