Интеллектуальные информационные системы. Дубровин А.Д. - 143 стр.

UptoLike

Составители: 

178
Рис
. 6.2.4.
Структурная
схема
искусственной
нейронной
сети
Хэмминга
.
Иногда
задача
распознавания
объекта
не
связана
с
необходимостью
сопровождать
результат
работы
системы
выдачей
вектора
признаков
образа
,
с
которым
ассоциируется
объект
.
Может
оказаться
достаточным
отразить
только
сам
факт
-
распознан
или
не
распознан
данный
объект
.
В
таких
случаях
результат
распознания
может
быть
выдан
,
например
,
в
виде
учетного
номера
или
индекса
образа
,
которому
принадлежит
объект
.
Задачи
такого
класса
успешно
решает
(
на
основе
ассоциативной
организации
памяти
)
сеть
Хэмминга
.
Данная
сеть
характеризуется
,
по
сравнению
с
сетью
Хопфилда
,
меньшими
необходимыми
ресурсами
памяти
и
меньшим
объемом
вычислений
,
что
становится
очевидным
из
ее
структуры
.
ИНС
Хэмминга
состоит
из
двух
слоев
.
Первый
и
второй
слои
имеют
по
(m)
нейронов
,
где
m –
число
запоминаемых
образов
.
Каждый
нейрон
первого
слоя
имеет
(n)
дендритов
(
каналов
для
приема
входных
сигналов
),
обеспечивающих
прямую
синаптическую
связь
с
каждым
их
входных
сигналов
сети
,
число
которых
тоже
равно
(n).
Значение
величины
(n)
определяется
числом
признаков
,
которыми
характеризуется
каждый
из
М
образов
,
хранящихся
в
памяти
системы
.
Каждый
(k-
й
)
нейрон
первого
слоя
через
свои
дендриты
(
входы
)
соединен
с
датчиками
всех
(n)
входных
сигналов
,
подающими
в
сеть
булевы
значения
(1
или
0)
по
каждому
из
(n)
признаков
.
Такие
соединения
(
синапсы
)
образуют
виртуальный
«
нулевой
»
слой
сети
.
Нейроны
второго
слоя
связаны
между
собой
ингибиторными
(«
тормозящими
»)
отрицательными
(-
ε
)
синаптическими
связями
.
Аксон
(
канал
для
выдачи
выходного
сигнала
)
каждого
нейрона
второго
слоя
раздваивается
.
Один
отросток
аксона
служит
для
выдачи
соответствующей
его
индексу
(k)
информации
о
том
,
ассоциируется
или
нет
распознаваемый
объект
с
(k-
м
)
образом
.
Эта
информация
и
является
результатом
работы
сети
Хэмминга
.
Второй
отросток
аксона
служит
для
передачи
точно
такого
же
сигнала
через
синаптическую
связь
к
одному
из
своих
же
дендритов
(
входов
).
В
теории
управления
такая
связь
называется
обратной
положительной
(+1)
связью
и
служит
для
«
поощрения
»
правильно
работающего
объекта
управления
.
На
рис
.6.2.4
показаны
все
перечисленные
связи
.
Надо
только
всегда
помнить
,
что
любая
связь
в
ИНС
реализуется
через
синапс
,
а
каждый
синапс
это
точка
соединения
аксона
(
выхода
)
одного
нейрона
с
дендритом
(
входом
)
другого
нейрона
или
(
как
данном
случае
)
с
одним
из
собственных
входов
.
И
каждая
такая
точка
соединения
может
быть
настроена
(
с
помощью
весового
коэффициента
«w»)
на
усиление
или
ослабление
сигнала
,
передаваемого
через
синапс
.
           Рис. 6.2.4. Структурная схема искусственной нейронной сети Хэмминга.

     Иногда задача распознавания объекта не связана с необходимостью сопровождать
результат работы системы выдачей вектора признаков образа, с которым ассоциируется
объект. Может оказаться достаточным отразить только сам факт - распознан или не
распознан данный объект. В таких случаях результат распознания может быть выдан,
например, в виде учетного номера или индекса образа, которому принадлежит объект.
Задачи такого класса успешно решает (на основе ассоциативной организации памяти) сеть
Хэмминга. Данная сеть характеризуется, по сравнению с сетью Хопфилда, меньшими
необходимыми ресурсами памяти и меньшим объемом вычислений, что становится
очевидным из ее структуры.
     ИНС Хэмминга состоит из двух слоев. Первый и второй слои имеют по (m) нейронов,
где m – число запоминаемых образов. Каждый нейрон первого слоя имеет (n) дендритов
(каналов для приема входных сигналов), обеспечивающих прямую синаптическую связь с
каждым их входных сигналов сети, число которых тоже равно (n). Значение величины (n)
определяется числом признаков, которыми характеризуется каждый из М образов,
хранящихся в памяти системы. Каждый (k-й) нейрон первого слоя через свои дендриты
(входы) соединен с датчиками всех (n) входных сигналов, подающими в сеть булевы
значения (1 или 0) по каждому из (n) признаков. Такие соединения (синапсы) образуют
виртуальный «нулевой» слой сети. Нейроны второго слоя связаны между собой
ингибиторными («тормозящими») отрицательными (-ε) синаптическими связями. Аксон
(канал для выдачи выходного сигнала) каждого нейрона второго слоя раздваивается. Один
отросток аксона служит для выдачи соответствующей его индексу (k) информации о том,
ассоциируется или нет распознаваемый объект с (k-м) образом. Эта информация и является
результатом работы сети Хэмминга. Второй отросток аксона служит для передачи точно
такого же сигнала через синаптическую связь к одному из своих же дендритов (входов). В
теории управления такая связь называется обратной положительной (+1) связью и служит
для «поощрения» правильно работающего объекта управления. На рис.6.2.4 показаны все
перечисленные связи. Надо только всегда помнить, что любая связь в ИНС реализуется
через синапс, а каждый синапс – это точка соединения аксона (выхода) одного нейрона с
дендритом (входом) другого нейрона или (как данном случае) с одним из собственных
входов. И каждая такая точка соединения может быть настроена (с помощью весового
коэффициента «w») на усиление или ослабление сигнала, передаваемого через синапс.


                                                                                    178