Интеллектуальные информационные системы. Дубровин А.Д. - 142 стр.

UptoLike

Составители: 

177
здесь
i
и
j –
индексы
,
соответственно
,
входного
и
выходного
нейронов
в
точке
их
связи
(
синапсе
);
x
k
i
и
x
k
j
-
соответственно
i-
й
и
j-
й
элементы
вектора
{X
K
}.
Обобщенный
алгоритм функционирования сети Хопфилда
представляет
собой
итеративный
процесс
,
состоящий
из
следующих
процедур
.
1.
На
входы
сети
подается
некий
векторный
сигнал
{
Х
}.
Фактически
его
ввод
осуществляется
непосредственной
установкой
значений
аксонов
входных
нейронов
соответствующих
(i-x)
синапсов
сети
:
y
i
(p = 0) = x
i
, i = 1,…,N.
Обозначение
на
рис
.6.2.3 (
схема
сети
)
входных
синапсов
в
явном
виде
носит
чисто
условный
характер
.
В
скобках
после
y
i
величина
р
= 0
означает
нулевую
итерацию
в
цикле
работы
сети
.
2.
Начинается
итеративный
процесс
построения
ассоциаций
Рассчитываются
новые
(
для
(
р
+1) –
й
итерации
)
состояния
всех
синапсов
s
j
(p+1),
определяемые
сначала
изменением
значений
входных
сигналов
выходного
нейрона
,
а
затем
(
при
срабатывании
функции
активации
) -
и
новые
значения
выходных
сигналов
y
j
(
р
+1)
синапса
(
в
аксоне
выходного
нейрона
):
s
j
(p+1) =
)(
1
pyw
i
N
i
ij
=
y
j
(p+1) =
)]1([
+
psf
j
,
где
f –
ступенчатая
релейная
функция
активации
(
рис
.6.2.2 -
а
).
3.
Проверить
,
изменились
ли
выходные
значения
аксонов
за
последнюю
итерацию
.
Если
да
переход
к
процедуре
2,
иначе
(
если
выходы
аксонов
не
изменились
) –
конец
процесса
итераций
.
При
этом
выходной
вектор
будет
соответствовать
тому
образу
(
из
тех
,
что
хранятся
в
памяти
системы
),
который
наилучшим
образом
ассоциирующемуся
с
признаками
входного
объекта
.
Как
уже
отмечалось
,
иногда
сеть
не
в
состоянии
построить
ассоциацию
входного
объекта
ни
с
одним
из
образов
своей
базы
знаний
и
на
выходе
ее
будет
вектор
сигналов
образа
,
для
нее
не
существующего
.
Это
будет
свидетельством
ограниченности
возможностей
сети
Хопфилда
.
Дело
в
том
,
что
число
запоминаемых
ею
образов
(
М
)
ограничено
условием
:
М
0,15
N
Кроме
того
,
если
два
образа
А
и
Б
сильно
похожи
,
они
могут
вызывать
у
сети
конфликтные
ассоциации
,
в
результате
которых
объект
,
принадлежащий
образу
А
,
может
на
выходе
сети
дать
ассоциацию
с
образом
Б
.
Таких
недостатков
(
ограниченное
число
хранящихся
в
памяти
образов
и
возможность
конфликтных
ассоциаций
)
лишена
ИНС, предложенная Хэммингом
(
рис
. 6.2.4).
здесь i и j – индексы, соответственно, входного и выходного нейронов в точке их связи
(синапсе);
       x ik и x kj - соответственно i-й и j-й элементы вектора {X K }.
      Обобщенный алгоритм функционирования сети Хопфилда представляет собой
итеративный процесс, состоящий из следующих процедур.
  1. На входы сети подается некий векторный сигнал {Х}. Фактически его ввод
осуществляется непосредственной установкой значений аксонов входных нейронов
соответствующих (i-x) синапсов сети:
                              y i (p = 0) = x i , i = 1,…,N.
Обозначение на рис.6.2.3 (схема сети) входных синапсов в явном виде носит чисто
условный характер. В скобках после y i величина р = 0 означает нулевую итерацию в
цикле работы сети.
  2. Начинается итеративный процесс построения ассоциаций Рассчитываются новые (для
(р+1) – й итерации) состояния всех синапсов s j (p+1), определяемые сначала изменением
значений входных сигналов выходного нейрона, а затем (при срабатывании функции
активации) - и новые значения выходных сигналов y j (р+1) синапса (в аксоне выходного
нейрона):
                  N
    s j (p+1) =   ∑w
                  i =1
                         ij   ⋅ y i ( p)

    y j (p+1) = f [ s j ( p + 1)] , где f – ступенчатая релейная функция активации (рис.6.2.2 -а).


   3. Проверить, изменились ли выходные значения аксонов за последнюю итерацию. Если
да – переход к процедуре 2, иначе (если выходы аксонов не изменились) – конец процесса
итераций.
     При этом выходной вектор будет соответствовать тому образу (из тех, что хранятся в
памяти системы), который наилучшим образом ассоциирующемуся с признаками входного
объекта.
     Как уже отмечалось, иногда сеть не в состоянии построить ассоциацию входного
объекта ни с одним из образов своей базы знаний и на выходе ее будет вектор сигналов
образа, для нее не существующего. Это будет свидетельством ограниченности
возможностей сети Хопфилда. Дело в том, что число запоминаемых ею образов (М)
ограничено условием :
                         М ≤ 0,15⋅N
     Кроме того, если два образа А и Б сильно похожи, они могут вызывать у сети
конфликтные ассоциации, в результате которых объект, принадлежащий образу А, может
на выходе сети дать ассоциацию с образом Б.
     Таких недостатков (ограниченное число хранящихся в памяти образов и возможность
конфликтных ассоциаций) лишена ИНС, предложенная Хэммингом (рис. 6.2.4).




                                                                                                 177