Основы теории нейронных сетей



   Рабочие перчатки строительные перчатки.        

Структура сети


Когнитрон состоит из иерархически связанных слоев нейронов двух типов — тормозящих и возбуждающих. Состояние возбуждения каждого нейрона определяется суммой его тормозящих и возбуждающих входов. Синаптические связи идут от нейронов одного слоя (далее слоя 1) к следующему (слою 2). Относительно данной синаптической связи соответствующий нейрон слоя 1 является пресинаптическим, а нейрон второго слоя — постсинаптическим. Постсинаптические нейроны связаны не со всеми нейронами 1-го слоя, а лишь с теми, которые принадлежат их локальной области связей. Области связей близких друг к другу постсинаптических нейронов перекрываются, поэтому активность данного пресинаптического нейрона будет сказываться на все более расширяющейся области постсинаптических нейронов следующих слоев иерархии.


Рис. 13.1. 

Вход возбуждающего постсинаптического нейрона (на рис. 13.1 — нейрон

i
) определяется отношением суммы
E
его возбуждающих входов (
a_1
,
a_2
и
a_3
) к сумме
I

тормозящих входов (

b_1
и вход от нейрона
X
):

 E=\sum_j a_j u_j,\quad I=\sum_j b_j v_j,

где

u
— возбуждающие входы с весами
a
,
v
— тормозящие входы с весами
b
. Все веса имеют положительные значения. По значениям
E
и
I
вычисляется суммарное воздействие на
i
-й нейрон:
NET_i =((1+E)/(1+I)) -1
. Его выходная активность
OUT_i
затем устанавливается равной
NET_i
, если
NET_i > 0
. В противном случае выход устанавливается равным нулю. Анализ формулы для суммарного воздействия показывает, что при малом торможении
I
оно равно разности возбуждающего и тормозящего сигналов. В случае же, когда оба эти сигнала велики, воздействие ограничивается отношением. Такие особенности реакции соответствуют реакциям биологических нейронов, способных работать в широком диапазоне воздействий.

Пресинаптические тормозящие нейроны имеют ту же область связей, что и рассматриваемый возбуждающий постсинаптический нейрон

i
. Веса таких тормозящих нейронов (
c_1
,
c_2
и
c_3
) являются заданными и не изменяются при обучении. Их сумма равна единице, и таким образом, выход тормозного пресинаптического нейрона равен средней активности возбуждающих пресинаптических нейронов в области связей:

 v_i=\sum_j c_j u_j.




Содержание  Назад  Вперед