Интеллектуальные информационные системы. Дубровин А.Д. - 144 стр.

UptoLike

Составители: 

179
Идея
работы
сети
состоит
в
нахождении
расстояний
Хэмминга
от
распознаваемого
объекта
до
каждого
из
М
образов
,
хранящихся
в
памяти
ИНС
.
Расстоянием
Хэмминга
называется
число
отличающихся
по
значениям
битов
в
двух
сравниваемых
бинарных
векторах
:
один
из
них
это
вектор
{X}
булевых
значений
признаков
подлежащего
распознанию
объекта
,
а
другой
вектор
признаков
каждого
(k-
го
)
из
М
образов
.
Сеть
должна
найти
в
своей
памяти
образ
с
минимальным
расстоянием
Хэмминга
до
поданного
на
вход
системы
векторного
сигнала
,
соответствующего
распознаваемому
объекту
.
В
результате
анализа
этих
расстояний
будет
активизирован
только
один
выход
сети
,
соответствующий
номеру
(k)
образа
,
с
которым
ассоциировался
распознанный
объект
.
Если
объект
,
поданный
на
вход
системы
,
не
отождествлен
ни
с
одним
из
М
образов
,
то
ни
один
из
выходов
сети
не
будет
активирован
.
На
стадии
инициализации
сети
весовым
коэффициентам
первого
слоя
и
величине
Т
k -
порогу
чувствительности
активационной
функции
каждого
(k-
го
)
нейрона
-
присваиваются
следующие
значения
:
2
i
ik
x
w =
; T
k
= n / 2.
Где
x
i
– ( i-
й
)
элемент
вектора
{X}
входных
сигналов
;
n -
число
признаков
распознаваемых
образов
( i = 1,…,n);
Несколько
слов
о
пороге
чувствительности
активационной
функции
нейрона
(
Т
k
).
Эта
величина
определяет
такое
значение
аргумента
функции
активации
нейрона
,
начиная
с
которого
эта
функция
«
срабатывает
»,
то
есть
реагирует
на
изменение
значения
аргумента
.
На
рис
.6.2.2-
б
таким
порогом
является
нулевое
значение
аргумента
функции
активации
.
Весовые
коэффициенты
(
ε
) «
тормозящих
»
связей
между
нейронами
второго
слоя
устанавливаются
в
пределах
0 <
ε
< 1/
М
,
но
взвешенные
с
их
помощью
связи
будут
учитываться
как
отрицательные
величины
.
Положительная
обратная
связь
между
выходом
(
аксоном
)
и
входом
(
дендритом
)
одного
нейрона
устанавливается
с
весом
w
k
= +1.
Обобщенный алгоритм функционирования сети Хэмминга
является
итеративным
процессом
и
состоит
из
следующих
процедур
.
1.
На
входы
сети
подается
неизвестный
вектор
X = {x
i
: i = 1,…,n}.
На
его
основе
вычисляются
состояния
выходных
сигналов
каждого
(k-
го
)
нейрона
первого
слоя
с
учетом
того
,
что
каждый
из
этих
нейронов
принимает
через
синапсы
виртуального
«
нулевого
»
слоя
сигналы
от
всех
(n)
элементов
вектора
{X} (
верхний
индекс
в
скобках
указывает
номер
слоя
):
=
+====
n
i
kiikkk
Txwfpsfpy
1
)1()1(
)())0(()0(
,
Где
р
-
номер
итерации
;
s
k
-
состояние
входа
(k-
го
)
нейрона
первого
слоя
;
w
ik
-
веса
синаптических
связей
между
(i-
й
)
компонентой
вектора
{X}
и
входом
(k-
го
)
нейрона
первого
слоя
.
Полученными
значениями
инициализируются
значения
аксонов
второго
слоя
:
)1(
k
y
(
р
=0) =
)2(
k
y
(
р
=0).
2.
Начинается
(p+1)
итерация
.
На
основе
инициированных
состояний
всех
нейронов
первого
и
второго
сдоев
вычисляются
новые
состояния
нейронов
второго
слоя
:
     Идея работы сети состоит в нахождении расстояний Хэмминга от распознаваемого
объекта до каждого из М образов, хранящихся в памяти ИНС. Расстоянием Хэмминга
называется число отличающихся по значениям битов в двух сравниваемых бинарных
векторах: один из них – это вектор {X} булевых значений признаков подлежащего
распознанию объекта, а другой – вектор признаков каждого (k-го) из М образов. Сеть
должна найти в своей памяти образ с минимальным расстоянием Хэмминга до поданного
на вход системы векторного сигнала, соответствующего распознаваемому объекту. В
результате анализа этих расстояний будет активизирован только один выход сети,
соответствующий номеру (k) образа, с которым ассоциировался распознанный объект. Если
объект, поданный на вход системы, не отождествлен ни с одним из М образов, то ни один
из выходов сети не будет активирован.
     На стадии инициализации сети весовым коэффициентам первого слоя и величине Тk -
порогу чувствительности активационной функции каждого (k-го) нейрона - присваиваются
следующие значения:
                                   x
                              wik = i ;    Tk = n / 2.
                                    2
       Где x i – ( i-й ) элемент вектора {X} входных сигналов;
            n - число признаков распознаваемых образов ( i = 1,…,n);

       Несколько слов о пороге чувствительности активационной функции нейрона (Т k ).
Эта величина определяет такое значение аргумента функции активации нейрона, начиная с
которого эта функция «срабатывает», то есть реагирует на изменение значения аргумента.
На рис.6.2.2-б таким порогом является нулевое значение аргумента функции активации.
       Весовые коэффициенты (ε) «тормозящих» связей между нейронами второго слоя
устанавливаются в пределах 0 < ε < 1/М, но взвешенные с их помощью связи будут
учитываться как отрицательные величины. Положительная обратная связь между выходом
(аксоном) и входом (дендритом) одного нейрона устанавливается с весом w k = +1.

       Обобщенный алгоритм функционирования сети Хэмминга является итеративным
процессом и состоит из следующих процедур.
       1. На входы сети подается неизвестный вектор X = {xi: i = 1,…,n}. На его основе
вычисляются состояния выходных сигналов каждого (k-го) нейрона первого слоя с учетом
того, что каждый из этих нейронов принимает через синапсы виртуального «нулевого» слоя
сигналы от всех (n) элементов вектора {X} (верхний индекс в скобках указывает номер
слоя):
                                                                    n
                         y k(1) ( p = 0) = f ( s k(1) ( p = 0)) = f (∑ wik xi + Tk ) ,
                                                                   i =1
         Где р- номер итерации;
             s k - состояние входа (k-го) нейрона первого слоя;
             w ik - веса синаптических связей между (i-й) компонентой вектора {X} и входом
(k-го)
                 нейрона первого слоя.


      Полученными значениями инициализируются значения аксонов второго слоя:
                       y k(1) (р =0) = y k( 2) (р=0).
      2. Начинается (p+1) итерация. На основе инициированных состояний всех нейронов
первого и
         второго сдоев вычисляются новые состояния нейронов второго слоя:

                                                                                         179