- •1.Сети адаптивной резонансной теории
- •1.1.Проблема стабильности-пластичности
- •1.2.Архитектура арт
- •1.2.1.Упрощенная схема арт
- •1.2.2.Слой сравнения
- •1.2.3.Слой распознавания.
- •1.2.4.Модули приемников и сброса
- •1.3.2.Распознавание
- •1.3.Функционирование сети арт
- •1.3.1.Инициализация
- •1.3.3.Сравнение
- •1.3.4.Поиск
- •1.3.5.Обучение
- •1.4.Пример обучения
- •1.5.Свойства сетей арт.
1.3.3.Сравнение
Единственный возбужденный в слое распознавания нейрон возвращает единицу обратно в слой сравнения rk=1. Эта единственная единица может быть визуально представлена в виде «веерного» выхода, подающегося через связь с весом tki на вход каждого нейрона в слое сравнения: рi = rktki Алгоритмы инициализации и обучения построены таким образом, что каждый весовой вектор Тk имеет двоичные значения весов Это означает, что все компоненты рi также являются двоичными величинами. (рi =0 или рi =1).
Сигнал обратной связи rk от слоя распознавания устанавливает значение G1=0. Правило двух третей позволяет возбуждаться только тем нейронам, которые имеют равные единице соответствующие компоненты векторов рi и xi. Другими словами, обратная связь от распознающего слоя действует таким образом, чтобы установить компоненты ci = 0 в том случае, если входной вектор X не соответствует запомненному нейроном слоя распознавания образу P, т.е. если рi ≠ xi. Поэтому, в общем случае, на этой фазе С ≠ X.
Блок сброса сравнивает вектор С и входной вектор X, вырабатывая сигнал сброса, когда их сходство ниже заданного порога. Вычисление параметра сходства может осуществляться следующим образом:
=l/m, (6.5)
где l – количество совпавших компонент в векторах X и С, m – размерность входного вектора X.
Значение может изменяться от 1 (наилучшее соответствие) до 0 (наихудшее соответствие). Если степень сходства векторов X и P меньше заданного порогового уровня, вырабатывает сигнал сброса. Сигнал сброса устанавливает выход возбужденного нейрона в ноль rk=0, отключая его на время текущей классификации.
1.3.4.Поиск
Если значение параметра сходства выигравшего нейрона превышает пороговый уровень, поиск не требуется, процесс классификации на этом завершается.
В противном случае другие запомненные образы должны быть исследованы с целью поиска лучшего соответствия. При этом торможение возбужденного нейрона в распознающем слое приводит к установке всех компонент вектора R в 0, тогда G1=1 и вектор С опять становиться идентичным входному вектору X. В результате другой нейрон выигрывает соревнование в слое распознавания и другой запомненный образ P возвращается в слой сравнения. Если P не соответствует X, возбужденный нейрон в слое распознавания снова тормозится. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не произойдет одно из двух событий:
Будет найден запомненный образ P, сходство которого с вектором X будет выше порогового уровня. Тогда проводится переобучение возбужденного нейрона, в процессе которого модифицируются вектора его весов Tk и Bk.
Будут проверены все запомненные образы и определено, что они не соответствуют входному вектору X. Тогда вводится новый несвязанный нейрон в слое распознавания. Он выделяется для запоминания входного образа X и его весовые векторы Tk и Bk устанавливаются соответствующим образом.
1.3.5.Обучение
Обучающий алгоритм используется как в случае успешного, так и в случае неуспешного поиска. Вектору весов Вk возбужденного нейрона k в распознающем слое присваиваются новые значения:
(6.6)
где сi – i-я компонента выходного вектора слоя сравнения; k – номер выигравшего нейрона в слое распознавания; bik – вес связи, соединяющей нейрон i в слое сравнения с нейроном k в слое распознавания; L = const (обычно L = 2).
Компонентам вектора весов Тk, присваиваются соответствующие двоичные значения компонент вектора С:
tki = сi, для всех i, (6.7)
где tki является весом связи между выигравшим нейроном k в слое распознавания и нейроном i в слое сравнения.
