Нейронные сети и нейроконтроллеры. Бураков М.В. - 191 стр.

UptoLike

Составители: 

191
7. НЕЙРОННЫЕ СЕТИ КОХОНЕНА
7.1. Структура сети Кохонена
Нейронные сети Кохонена [9] предназначены для решения за-
дач векторной классификации. При этом до обучения не известно,
сколько классов должно быть использовано для решения задачи,
поэтому требуется использовать обучение без учителя.
Сеть Кохонена это ИНС, содержащая входной слой и слой ак-
тивных нейронов. Поскольку входной слой просто распределяет
входные сигналы по нейронам активного слоя, такую сеть можно
считать однослойной.
Обычно активный слой одномерный или двумерный. Это отража-
ет представления нейробиологии, в соответствии с которыми сенсор-
ная информация, представленная множеством сигналов, отобража-
ется в линейные или планарные структуры коры головного мозга.
Различают два варианта сетей Кохонена:
1. Слой Кохонена. В нем нейроны активного слоя не упорядоче-
ны. В процессе обучения подстраиваются веса только одного нейро-
на-победителя.
2. Карта Кохонена (Self-Organized Map – SOM). В данном случае
нейроны активного слоя образуют регулярную структуру. Такая
карта применяется обычно для кластеризации графических изо-
бражений и звуковых сигналов.
В процессе обучения SOM после предъявления достаточного чис-
ла образов все выходные нейроны сети разбиваются на подмноже-
ства, каждое из которых «откликается» на образы соответствую-
щего класса.
Важное свойство SOM после обучения заключается в том, что
чем более похожи объекты из обучающей выборки, тем ближе
должны находиться нейроны активного слоя, ассоциированные с
кластерами данных объектов. Расстояние между нейронами опре-
деляется топологией сети. На рис. 7.1 приведены варианты нейро-
на с восемью или шестью соседями.
Таким образом, нейроны с номерами i и j характеризуются своими
позициями I и J, с помощью которых можно описать функцию близости
(neighbourhood function), которая может иметь вид гауссовой функции
2
2
2
( , ) exp ,
IJ
gij
s
æö
÷
ç
-
÷
ç
÷
ç
=-
÷
ç
÷
ç
÷
÷
ç
èø
где s – уменьшающаяся во времени константа.