89. Блок дефаззіфікації в системи з нечіткою логікою.

Дефаззификация. Под дефаззификацией понимается процедура преобразования нечетких величин, получаемых в результате нечеткого вывода, в четкие. Эта процедура является необходимой в тех случаях, где требуется интерпретация нечетких выводов конкретными четкими величинами, т.е. когда на основе функции принадлежности  возникает потребность определить для каждой точки в Z числовые значения.

В настоящее время отсутствует систематическая процедура выбора стратегии дефаззификации. На практике часто используют два наиболее общих метода: метод центра тяжести (ЦТ — центроидный), метод максимума (ММ).

Для дискретных пространств в центроидном методе формула для вычисления четкого значения выходной переменной представляется в следующем виде:

в общем случае         .

(15.11)

Стратегия дефаззификации ММ предусматривает подсчет всех тех z, чьи функции принадлежности достигли максимального значения. В этом случае (для дискретного варианта) получим

,

(15.12)

где z — выходная переменная, для которой функция принадлежности достигла максимума; m — число таких величин.

Из этих двух наиболее часто используемых стратегий дефаззификации, стратегия ММ дает лучшие результаты для переходного режима, а ЦТ — в установившемся режиме из-за меньшей среднеквадратической ошибки.

90. Нейрочіпи та їх класифікація.

Нейрочипом принято называть специализированную сверхбольшую интегральную схему (СБИС-нейрочип), ориентированную на реализацию нейросетевых алгоритмов. Разработкой нейрочипов занимаются многие фирмы в различных странах. Значительный рост выпуска СБИС-нейрочипов наметился с середина 90-х годов прошлого века.

По принципу построения, по назначению и характеристикам они сильно отличаются друг от друга. На рис. 14.10 приведена схема классификации СБИС-нейрочипов.

По виду информационного носителя нейрочипы делятся на аналоговые, цифровые и гибридные.

Аналоговая элементная база характеризуется большим быстродействием и низкой стоимостью, что в значительной мере способствует ее производству.

 

Рисунок 14.10 – Схема классификации нейрочипов

 

Самыми простыми являются СБИС с битовыми весовыми коэффициентами, которые, как правило, являются настраиваемыми, и с фиксированными вдовыми коэффициентами и полными последовательными связями. В аналоговой технике широко используется такой вид модуляции, как частотно-импульсная модуляция. Аппаратура, использующая эту модуляцию, характеризуется низким энергопотреблением, высокой надежностью. Отметим,  что в биологических нейронных сетях сигналы  представляются именно частотно-импульсной модуляцией. Очевидно, что эти факторы и способствовали появлению на рынке аналоговых СБИС-чипов с такой модуляцией сигнала.

По способу реализации нейроалгоритмов различают нейрочипы с полностью аппаратной и с программно-аппаратной реализацией (когда неироалгоритмы хранятся в программируемом запоминающем устройстве).

Как видно из схемы классификации (рис. 14.10) нейрочипы могут быть как с жесткой, так и с переменной структурой.

К отдельному классу относятся нейросигнальнье процессоры. Ядро этих СБИС представляет сигнальный процессор, а реализованные на кристалле специальные дополнительные модули обеспечивают выполнение нейросетевых алгоритмов. Таким дополнительным модулем, например, может быть векторный процессор.

Возможности микроэлектроники и запросы потребителей привели к созданию проблемно-ориентированного направления выпуск нейрочипов.

Можно выделить следующие области их проблемной ориентации.

1. обработка, сжатие и сегментация изображение;

2. обработка стереоизображений;

3. выделение движущихся целей на изображение;

4. обработка сигналов;

5. ассоциативная память.

Особое место в проблемной ориентации нейрочипов занимает ориентация на клеточную структуру. На такой структуре строятся резистивные решетки, нейрочипы с внутрикристаллической реализацией слоя фоторецепторов, так называемые ретины. Ретины используют в робототехнике, в медицине для вживления в глаз слепого человека.

Применение нейронных сетей представлено в таблице 14.1

Таблица 14.1

Описание системы	Основные задачи	Входы системы	Выходы системы
Системы распознавания текста	Распознавание печатных или рукописных букв и цифр	Сканируемое изображение	ASCII-коды символов
Автопилот автомобиля	Автоматическое управление автомобилем	Расстояние между задним бампером и машиной, идущей сзади; скорость впереди идущей машины изгиб дороги, место расположения машины	Команды изменения скорости, смены ряда, команда углового поворота руля
NETtalk	Синтез речи	Коды символов алфавита	Команды генерации фонем
Нейронная система управления технологическим процессом сварки	Предсказание качества сварного соединения на основе анализа параметров сварки	Сварочные параметры (напряжение, ток, скорость перемещения электрода)	Протокол качества сварного соединения
NET	Многофункциональная система разработки нейроконтроллеров	Произвольные	Произвольные