« 高周波・RFニュース 2024年8月8日 IEEE Microwave MagazineでFMCWレーダの逓倍方式とアップコンバートの比較やリコンフィギュラブルRF、Samsung Galaxy Buds3分解、TelitのIoTモジュール、Vishayの14Aまでのパワーインダクタ | トップページ | 高周波・RFニュース 2024年8月9日 Microwave & RFの最新号はRFアンプ、ED2の5G 28GHz向けフェイズドアレイモジュール、Knowlesのミリ波フィルタホワイトペーパー、AkoustisのCEOが交代、OnePlus Nord4分解 »

2024年8月 9日 (金)

高周波エンジニアのためのAI・機械学習入門(4)PythonとKeras3.0を使って回帰型ニューラルネットワーク(RNN)の一種LSTM(長・短期記憶)で3次のLCバンドパスフィルタ(BPF)のSパラメータを時系列データと見なして素子の値(L、C)を推定する。

前回、前々回はDNNCNNでフィルタの素子の値を推定した。

今回は時系列予測に使われる回帰型ニューラルネットワーク(RNN、Reccurent Neural Networks)のうち、LSTMというものを使ってみる。

時系列予測

周波数特性は時系列のように順番に並んでいるので精度があがるんじゃないかな?という予想のもとにやってみた。

モデルはこんな感じで2層のLSTM。LayerNormarizationを入れるといいと聞くが今回試したものでは余計悪くなった。


# Functional APIでRNNを設定
inputs = keras.Input(shape=(200, 5))
x = keras.layers.LSTM(100, return_sequences=True)(inputs)
x = keras.layers.LSTM(100)(x)
outputs = keras.layers.Dense(6)(x)

# モデルの設定
model = keras.Model(inputs=inputs, outputs=outputs)
model.compile(loss = 'mean_squared_error' ,optimizer=keras.optimizers.Adam())
model.summary()

Rfrnn1

これを


batch_size = 32
epochs = 300

keras.utils.set_random_seed(1)
history = model.fit(
    x_train,
    y_train,
    batch_size=batch_size,
    epochs=epochs,
    validation_split=0.15,
)
y_pred = model.predict(x_test)
metric = keras.metrics.R2Score()
metric.update_state(y_test, y_pred)
result = metric.result()
print(result)
error = np.abs((y_test - y_pred)/y_test*100)
print(error.mean(axis=0))

のように学習させる。R2は0.991といいが、

これを横軸推定値、縦軸が実際の値として図示するとこうなる。

Rfrnn2

あれ?なんか系統的にずれてるのがあるぞ?うーん理由がいまいちわからん…

とりあえず今回、DNN、CNN、RNNを試したが時間と精度的にはDNNがよかった。

まあハイパーパラメータの選定が適当過ぎるからかもしれないが…

この件はここでいったん終わって、次は逆パターン、つまりL,Cの値を与えてSパラメータそのものの波形が推定できるかをやってみよう(続く)。

« 高周波・RFニュース 2024年8月8日 IEEE Microwave MagazineでFMCWレーダの逓倍方式とアップコンバートの比較やリコンフィギュラブルRF、Samsung Galaxy Buds3分解、TelitのIoTモジュール、Vishayの14Aまでのパワーインダクタ | トップページ | 高周波・RFニュース 2024年8月9日 Microwave & RFの最新号はRFアンプ、ED2の5G 28GHz向けフェイズドアレイモジュール、Knowlesのミリ波フィルタホワイトペーパー、AkoustisのCEOが交代、OnePlus Nord4分解 »

パソコン・インターネット」カテゴリの記事

学問・資格」カテゴリの記事

日記・コラム・つぶやき」カテゴリの記事

コメント

コメントを書く

(ウェブ上には掲載しません)

« 高周波・RFニュース 2024年8月8日 IEEE Microwave MagazineでFMCWレーダの逓倍方式とアップコンバートの比較やリコンフィギュラブルRF、Samsung Galaxy Buds3分解、TelitのIoTモジュール、Vishayの14Aまでのパワーインダクタ | トップページ | 高周波・RFニュース 2024年8月9日 Microwave & RFの最新号はRFアンプ、ED2の5G 28GHz向けフェイズドアレイモジュール、Knowlesのミリ波フィルタホワイトペーパー、AkoustisのCEOが交代、OnePlus Nord4分解 »

最近の記事

2025年2月
            1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28  

最近のコメント

無料ブログはココログ
フォト