Основы теории нейронных сетей

       

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.

Структура сети

Рис. 13.1. 

Вход возбуждающего постсинаптического нейрона (на рис. 13.1 — нейрон

Структура сети
) определяется отношением суммы
Структура сети
его возбуждающих входов (
Структура сети
,
Структура сети
и
Структура сети
) к сумме
Структура сети

тормозящих входов (

Структура сети
и вход от нейрона
Структура сети
):

Структура сети

где

Структура сети
— возбуждающие входы с весами
Структура сети
,
Структура сети
— тормозящие входы с весами
Структура сети
. Все веса имеют положительные значения. По значениям
Структура сети
и
Структура сети
вычисляется суммарное воздействие на
Структура сети
-й нейрон:
Структура сети
. Его выходная активность
Структура сети
затем устанавливается равной
Структура сети
, если
Структура сети
. В противном случае выход устанавливается равным нулю. Анализ формулы для суммарного воздействия показывает, что при малом торможении
Структура сети
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

Структура сети
. Веса таких тормозящих нейронов (
Структура сети
,
Структура сети
и
Структура сети
) 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:

Структура сети



Содержание раздела