Опубликован: 13.09.2006 | Уровень: специалист | Доступ: платный | ВУЗ: Новосибирский Государственный Университет
Лекция 16:

Контрастирование (редукция) нейронной сети

Определение значимости параметров по изменению выходных сигналов системы

Значимость параметров определяется практически так же, как и с помощью функции оценки. Пусть x - вектор данных, а w - вектор параметров. Пусть задан набор векторов \{x^p\}, на которых будет оцениваться функционирование системы, и определены значения x_j^{p0}, w_k^0 (в простейшем случае w_k^0 = 0,
x_{j}^{p0} = (1/n) \sum_{p=1}^n x_j^p ).

Вычислим в линейном приближении изменение вектора F при обращении w_k в w_k^0 и x_j^p в x_j^{p0}:

\begin{align*}
\Delta F= \partial F(x,w)/ \partial w_{{k|\chi = \chi}^p} \times (w_{k}^{0} -
w_k),\\
\Delta F= \partial F(x,w)/ \partial x_{{j|\chi = \chi}^p} \times (x_{j}^{p} -
{x_{j}^{p}}^{0}).
\end{align*}

Пусть в пространстве выходных сигналов системы задана некоторая норма (например, евклидова). Тогда положим:

\begin{align*}
\chi(w_{k}|x^{p})=\|\partial F(x,w)/ \partial w_{k}\|_{\chi = \chi^p} \times
|w_{k}^{0} - w_k|,\\
\chi(x_{j}|x^{p})=\|\partial F(x,w)/ \partial x_{j}\|_{\chi = \chi^p} \times
|x_{j}^{p} - {x_{j}^{p}}^{0}|.
\end{align*}

Таким образом, для каждого w_k и любого x_j определен вектор показателей значимости. Координаты вектора соответствуют точкам x^p. Теперь нужно вычислить норму этого вектора и объявить ее показателем значимости (можно в качестве нормы взять максимум модуля или сумму модулей). При использовании евклидовой нормы в пространстве выходных сигналов бывает удобно и далее выбирать такую же норму, полагая:

\begin{align*}
& \chi(w_k)= (\sum_p \chi(w_k|x^p)^2)^{1/2},\\
&\chi(x_j)= (\sum_p \chi(x_j|x^p)^2)^{1/2}.
\end{align*}

Подход к определению значимости через изменение выходного сигнала не имеет альтернатив в том случае, когда рассматриваемая система является лишь подсистемой в некоторой системе (например, сумматор или нейрон в нейронной сети). Тогда при изменении параметров этой подсистемы приходится ограничиться требованием: выходной сигнал подсистемы должен изменяться как можно меньше, чтобы не нарушать функционирование всей системы.

Ирина Ткаченко
Ирина Ткаченко
Россия, Москва
Николай Ткаченко
Николай Ткаченко
Россия