Вход - нейрон
Cтраница 4
Тип функции переноса выбирается с учетом конкретной задачи, решаемой с применением нейронных сетей. Например, в задачах аппроксимации и классификации предпочтение отдают логистической ( сигмоидальной) кривой. Нейронная сеть представляет собой совокупность искусственных нейронов, организованных слоями. При этом выходы нейронов одного слоя соединяются с входами нейронов другого. В зависимости от топологии соединений нейронов ИНС подразделяются на одноуровневые и многоуровневые, с обратными связями и без них. Связи между слоями могут иметь различную структуру. В однолинейных сетях каждый нейрон ( узел) нижнего слоя связан с одним нейроном верхнего слоя. Если каждый нейрон нижнего слоя соединен с несколькими нейронами следующего слоя, то получается пирамидальная сеть. Воронкообразная схема соединений предполагает связь каждого узла верхнего слоя со всеми узлами нижнего уровня. Существуют также древовидные и рекуррентные сети, содержащие обратные связи с произвольной структурой межнейронных соединений. [46]
 |
Архитектуры нейронных сетей. а - полносвязная сеть. б - многослойная сеть с последовательными связями. в - слабосвязные сети. [47] |
В многослойных сетях нейроны объединяются в слои. Слой содержит совокупность нейронов с едиными входными сигналами. Число нейронов в каждом слое может быть любым и никак заранее не связано с количеством нейронов в других слоях. В общем случае сеть состоит из Q слоев, пронумерованных слева направо. Внешние входные сигналы подаются на входы нейронов первого слоя ( входной слой часто нумеруют как нулевой), а выходами сети являются выходные сигналы последнего слоя. Вход нейронной сети можно рассматривать как выход нулевого слоя вырожденных нейронов, которые служат лишь в качестве распределительных точек, суммирования и преобразования сигналов здесь не производится. Кроме входного и выходного слоев в многослойной нейронной сети есть один или несколько промежуточных ( скрытых) слоев. Связи от выходов нейронов некоторого слоя q к входам нейронов следующего слоя ( q 1) называются последовательными. [48]
Нейронно-сетевой подход реализуется с помощью нейронных сетей, являющихся мощнейшим инструментом поиска закономерностей, прогнозирования, качественного анализа. Нейронные сети представляют собой самообучающиеся системы, имитирующие деятельность человеческого мозга. Они так же, как и мозг человека, состоят из большого числа связанных между собой однотипных элементов-нейронов, которые имитируют нейроны головного мозга. Искусственный нейрон состоит из синапсов, связывающих входы нейрона с ядром, ядро нейрона, которое осуществляет обработку входных сигналов, и аксона, который связывает нейрон с нейронами следующего слоя. Каждый синапс имеет вес, который определяет, насколько соответствующий вход нейрона влияет на его состояние. Многослойная нейронная сеть характеризуется топологией, свойствами узлов ( единичных нейронов), а также правилами обучения или тренировки для получения желаемого выходного сигнала. Каждый нейрон произвольного слоя связан со всеми аксонами нейронов предыдущего слоя или, в случае первого слоя - со всеми входами нейронной сети. [49]
 |
Модель искусственного нейрона. S VX / wi -, Y F ( S. [50] |
Сети могут быть одно - и многослойными. На входы первого слоя нейросети подаются входные сигналы, рассматриваемые как исходные данные. С выходов нейронов последнего слоя снимаются выходные данные. Если сеть однослойная, то первый слой нейронов одновременно является и последним слоем сети. В многослойной сети сигналы с выходов нейронов первого слоя поступают на входы нейронов второго слоя и так далее. [51]
Нейрон головного мозга получает входные сигналы от множества других нейронов, причем сигналы имеют вид электрических импульсов. Входы нейрона делятся на две категории - возбуждающие и тормозящие. Сигнал, поступивший на возбуждающий вход, повышает возбудимость нейрона, которая при достижении определенного порога приводит к формированию импульса на выходе. Сигнал, поступающий на тормозящий вход, наоборот, снижает возбудимость нейрона. Каждый нейрон характеризуется внутренним состоянием и порогом возбудимости. Если сумма сигналов на возбуждающих и тормозящих входах нейрона превышает этот порог, нейрон формирует выходной сигнал, который поступает на входы связанных с ним других нейронов, т.е. происходит распространение возбуждения по нейронной сети. Типичный нейрон может иметь до 103 связей с другими нейронами. [52]
В многослойных сетях нейроны объединяются в слои. Слой содержит совокупность нейронов с едиными входными сигналами. Число нейронов в каждом слое может быть любым и никак заранее не связано с количеством нейронов в других слоях. В общем случае сеть состоит из Q слоев, пронумерованных слева направо. Внешние входные сигналы подаются на входы нейронов первого слоя ( входной слой часто нумеруют как нулевой), а выходами сети являются выходные сигналы последнего слоя. Вход нейронной сети можно рассматривать как выход нулевого слоя вырожденных нейронов, которые служат лишь в качестве распределительных точек, суммирования и преобразования сигналов здесь не производится. Кроме входного и выходного слоев в многослойной нейронной сети есть один или несколько промежуточных ( скрытых) слоев. Связи от выходов нейронов некоторого слоя q к входам нейронов следующего слоя ( q 1) называются последовательными. [53]
Страницы: 1 2 3 4