素子バラツキを含んだ階層型ニューラルネットワークにおける確率共鳴現象

抄録

素子バラツキを含んだ階層型ニューラルネットワークにおける新しいタイプの確率共鳴現象について報告する。このニューラルネットワークは、ランダムな固定バラツキを持つ入力層、ダイナミック雑音を受ける中間層、および出力層の三層からなり、古典的なしきい系の確率共鳴モデルを空間的に重ね合わせたものに相当する（中間層のニューロンを近接する確率共鳴構造が共有する）。この重ね合わせの度合いを「ニューロンの受容野の大きさ」と考える。このネットワークに微弱な入力信号（中間層ニューロンのしきい値以下の入力）を与えた場合、入出力間の相関値が、中間層に加わる雑音の大きさ（>0）のみならず、受容野の大きさ（>0）に対しても最適値を持つことがわかった。