4.3 実験結果と分析
4.3.5 分析 4 :他コスト定義関数との比較
今回提案した推定方法におけるコスト定義関数として,標本点が少なくても安定,か つ,計算量が少ないと考えられる手法との比較を行なった.多項式近似として,3次多項 式および5次多項式を用いる.また,データフィッティングではないが,少ない標本点で
! " #$ % ! '&!"
// 01
! "#$ % ' &!"
40 04
! "#$ % ' !&!"
566 6
! "#$ % ' !&"
(*),+.-789:;<
=>@?A BDCFE@GIHJGIK LM!N
OIP@QSRUTWV2XZY[
H]\2^_Z`2acb
Y!degfh H!_*bci
djUkml@no
7
89
:;
<
=>?@ABDCFE@GIHJGIK L MN
789:;<
=>@?A BDCFE@GIHJGIK LM!N
7
89
:;
<
=>?@ABDCFE@GIHJGIK L MN
A f K*p!a eqrYs A d K2tu@vxwzy|{ Rm}1~
A t!K2t'u4UD@@ A [ K*'u4UDI
D
FWG@ TW@D A @FGWK
図17 他コスト定義関数との比較
! !"$#&%
('*),+
-('*),+
."/*0
123456
7989:<; =?>?@BA<CDEA<FHG IKJ
L&MONPRQ&SOTRUV,WX YRZRP\[
]O^R_
"
SO`a
cbdfeghijklmKnpopdhklqm
NRrRs
t u v w
x t u v w
x
x t u v w w
x t uv
図18 他コスト定義関数との比較 -平均
-関数形を実現する方式として,3次スプライン補間についても比較を行なった.3次スプ ライン補間では標本点の実測データを完全に補間することになる.なお,3次スプライン 補間のプログラムは文献[21]を参考にした.
ここでの対象数値計算ライブラリは,d-Splineを用いた場合の
(a) 判定基準が3回以上で正答率がすべて100%となった[PCp4]/【HIT】の行列サイ ズ13パタンの平均値
(b) 正答率が一番低い4回連続判定で 69.2%,5回連続判定で 76.9%の[SRn2p16]/
【TRD2】の行列サイズ13パタンの平均値
の2つのケースとした.これらは,d-Splineを用いたとき,一番効率がよい(つまり,低 い利用率で高い正答率を確保できた)ケースと正答率が一番低いケースの2つである.こ の2ケースについて,3次スプライン補間,5次多項式近似,3次多項式近似をコスト定 義関数として評価した.
図 17のそれぞれは 2つのケース (a)(b) を実行した時の結果を示す.図17(1) の
d-Splineを用いた場合に対して,図17(2)のスプライン補間を用いた場合は,2つのケース
それぞれの動きは異なるが,平均的には同じような傾向にある.図17(3)の3次多項式,
図17(4)の5次多項式の場合は,同じ問題を対象としているにもかかわらず2つのケース
ともに正答率が低く,平均としてもほぼ ランダム のラインに乗っており,近似関数と しては,適切ではないことがわかる.
図18にすべてのコスト定義関数について,平均の結果をひとつのグラフに載せて比較 する.3次スプライン補間については,利用率と正答率の関係では,d-Splineとはほぼ同 等の結果となっている.
表4 3次スプライン補間との比較(選択を誤ったときの最適値に対する実行時間増加の割合) 平均値 連続3回 連続4回 連続5回
d-Spline 3.7% 3.8% 4.0%
3次スプライン補間 5.1% 5.0% 5.1%
最大値 連続3回 連続4回 連続5回
d-Spline 22.0% 12.6% 12.6%
3次スプライン補間 27.3% 27.3% 22.2%
次に,3次スプライン補間を用いてd-Splineで用いたすべてのパタン(216パタン)に 対して評価した.その結果を用いて,図16と同様に,正しい値が選択されなかったケー スでの実行時間増加の割合を調べた.結果を表 4に示す.表からわかるように,平均値 で1.2〜1.3倍,最大値で1.8〜2.2倍程度,3次スプライン補間の方がd-Splineより実行 時間増加が大きい.特に最大値に関して,最適値からの実行時間の乖離が少ないことは,
d-Splineがより安定した関数であることを示している.