データ処理装置、データ処理方法、およびプログラム

【課題】バリエーションのある時系列データを生成する。
【解決手段】空間的な配置構造が与えられた複数のノードから構成される入力ネットワークnet₁₁、および出力ネットワークnet₁₂を有する入出力関係モデルにおける入力ネットワークnet₁₁のノードが、入力データに適合する度合いを表すスコアを求めるとともに、出力ネットワークnet₁₂のノードが、出力データに適合する度合いを表すスコアを求める。そして、入力ネットワークnet₁₁のノードの、入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンと、出力ネットワークnet₁₂のノードの、出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとに基づいて、入力発火パターンと出力発火パターンとを対応付ける対パターン対応情報を学習する。本発明は、例えば、ロボットなどに適用できる。

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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列データの学習を行うデータ処理装置において、
空間的な配置構造が与えられた複数のノードから構成される入力SOM（Self-Organization Map）、および出力SOMを有する入出力関係モデルにおける前記入力SOMのノードが、時系列データである入力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記スコアが最も良いノードを、前記入力データに最も適合するノードである勝者ノードに決定し、その勝者ノードに基づいて、前記入力SOMを、自己組織的に更新する処理と、
前記出力SOMのノードが、時系列データである出力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記スコアが最も良いノードを、前記出力データに最も適合するノードである勝者ノードに決定し、その勝者ノードに基づいて、前記出力SOMを、自己組織的に更新する処理と
を行う認識学習処理手段と、
前記入力SOMのノードの、前記入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンと、前記出力SOMのノードの、前記出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとに基づいて、前記入力発火パターンと前記出力発火パターンとを対応付ける対パターン対応情報を学習する対パターン対応情報更新手段と
を備えるデータ処理装置。
【請求項２】
前記入力データから所定の時間単位の入力データを抽出するとともに、前記出力データから前記所定の時間単位の出力データを抽出する入出力データ抽出手段をさらに備え、
前記認識学習処理手段は、
前記入力SOMのノードが、所定の時間単位の入力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記スコアが最も良いノードを、所定の時間単位の入力データに最も適合するノードである勝者ノードに決定し、その勝者ノードに基づいて、前記入力SOMを、自己組織的に更新する処理と、
前記出力SOMのノードが、所定の時間単位の出力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記スコアが最も良いノードを、所定の時間単位の出力データに最も適合するノードである勝者ノードに決定し、その勝者ノードに基づいて、前記出力SOMを、自己組織的に更新する処理と
を行い、
前記対パターン対応情報更新手段は、
前記入力SOMのノードの、前記所定の時間単位の入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンと、前記出力SOMのノードの、前記所定の時間単位の入力データの時刻から一定の時間だけ遅れた前記所定の時間単位の出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとに基づいて、前記入力発火パターンと前記出力発火パターンとを対応付ける対パターン対応情報を学習する
請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記所定の時間単位の出力データの少なくとも一部の時系列データと、前記所定の時間単位の出力データに対する前記出力発火パターンとに基づいて、前記少なくとも一部の時系列データと、前記出力発火パターンとを対応付ける対時系列対応情報を学習する生成学習処理手段をさらに備える
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記認識学習処理手段は、
前記入力SOMについて、１の所定の時間単位の入力データの直前の所定の時間単位の入力データに対する勝者ノードとの距離が所定の距離以内のノードである距離制限ノードの中から、前記１の所定の時間単位の入力データに対する勝者ノードを決定し、
前記出力SOMについて、１の所定の時間単位の出力データの直前の所定の時間単位の出力データに対する勝者ノードとの距離が所定の距離以内のノードである距離制限ノードの中から、前記１の所定の時間単位の出力データに対する勝者ノードを決定する
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
時系列データの学習を行うデータ処理装置のデータ処理方法において、
空間的な配置構造が与えられた複数のノードから構成される入力SOM（Self-Organization Map）、および出力SOMを有する入出力関係モデルにおける前記入力SOMのノードが、時系列データである入力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記スコアが最も良いノードを、前記入力データに最も適合するノードである勝者ノードに決定し、その勝者ノードに基づいて、前記入力SOMを、自己組織的に更新する処理と、
前記出力SOMのノードが、時系列データである出力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記スコアが最も良いノードを、前記出力データに最も適合するノードである勝者ノードに決定し、その勝者ノードに基づいて、前記出力SOMを、自己組織的に更新する処理と
を行い、
前記入力SOMのノードの、前記入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンと、前記出力SOMのノードの、前記出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとに基づいて、前記入力発火パターンと前記出力発火パターンとを対応付ける対パターン対応情報を学習する
ステップを含むデータ処理方法。
【請求項６】
時系列データの学習を行うデータ処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
空間的な配置構造が与えられた複数のノードから構成される入力SOM（Self-Organization Map）、および出力SOMを有する入出力関係モデルにおける前記入力SOMのノードが、時系列データである入力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記スコアが最も良いノードを、前記入力データに最も適合するノードである勝者ノードに決定し、その勝者ノードに基づいて、前記入力SOMを、自己組織的に更新する処理と、
前記出力SOMのノードが、時系列データである出力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記スコアが最も良いノードを、前記出力データに最も適合するノードである勝者ノードに決定し、その勝者ノードに基づいて、前記出力SOMを、自己組織的に更新する処理と
を行い、
前記入力SOMのノードの、前記入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンと、前記出力SOMのノードの、前記出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとに基づいて、前記入力発火パターンと前記出力発火パターンとを対応付ける対パターン対応情報を学習する
ステップを含む前記データ処理を、コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項７】
時系列データの処理を行うデータ処理装置において、
空間的な配置構造が与えられた複数のノードから構成される入力SOM（Self-Organization Map）、および出力SOMを有する入出力関係モデルにおける前記入力SOMのノードが、時系列データである入力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記入力SOMのノードの、前記入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンを出力する認識手段と、
前記入力発火パターンと、前記出力SOMのノードの、時系列データである出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとを対応付ける対パターン対応情報に基づいて、前記入力発火パターンに対応する前記出力発火パターンを決定する出力発火パターン決定手段と
を備えるデータ処理装置。
【請求項８】
前記入力データから所定の時間単位の入力データを抽出する入力データ抽出手段をさらに備え、
前記認識手段は、前記入力SOMのノードが、所定の時間単位の入力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記入力SOMのノードの、所定の時間単位の入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンを出力し、
前記対パターン対応情報は、前記入力SOMのノードの、前記所定の時間単位の入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンと、前記出力SOMのノードの、前記所定の時間単位の入力データの時刻から一定の時間だけ遅れた前記所定の時間単位の出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとを対応付ける情報である
請求項７に記載のデータ処理装置。
【請求項９】
前記所定の時間単位の出力データの少なくとも一部の時系列データと、前記所定の時間単位の出力データに対する前記出力発火パターンとを対応付ける対時系列対応情報に基づいて、前記出力発火パターンに対応する時系列データを生成する時系列生成手段をさらに備える
請求項８に記載のデータ処理装置。
【請求項１０】
時系列データの処理を行うデータ処理装置のデータ処理方法において、
空間的な配置構造が与えられた複数のノードから構成される入力SOM（Self-Organization Map）、および出力SOMを有する入出力関係モデルにおける前記入力SOMのノードが、時系列データである入力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記入力SOMのノードの、前記入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンを出力し、
前記入力発火パターンと、前記出力SOMのノードの、時系列データである出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとを対応付ける対パターン対応情報に基づいて、前記入力発火パターンに対応する前記出力発火パターンを決定する
ステップを含むデータ処理方法。
【請求項１１】
時系列データの処理を行うデータ処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
空間的な配置構造が与えられた複数のノードから構成される入力SOM（Self-Organization Map）、および出力SOMを有する入出力関係モデルにおける前記入力SOMのノードが、時系列データである入力データに適合する度合いを表すスコアを求め、前記入力SOMのノードの、前記入力データに対するスコアの分布である入力発火パターンを出力し、
前記入力発火パターンと、前記出力SOMのノードの、時系列データである出力データに対するスコアの分布である出力発火パターンとを対応付ける対パターン対応情報に基づいて、前記入力発火パターンに対応する前記出力発火パターンを決定する
ステップを含む前記データ処理を、コンピュータに実行させるプログラム。

【図１】