Опубликован: 27.07.2006 | Доступ: свободный | Студентов: 6135 / 1508 | Оценка: 4.37 / 4.06 | Длительность: 13:49:00
ISBN: 978-5-9556-0049-9
Специальности: Программист
Лекция 13:

Когнитрон

< Лекция 12 || Лекция 13: 12345 || Лекция 14 >

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. 13.1нейрон 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 iнейрон: 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.
< Лекция 12 || Лекция 13: 12345 || Лекция 14 >