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.


Рис. 13.1. 

Вход возбуждающего постсинаптического нейрона (на рис. 13.1 — нейрон

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

тормозящих входов (

и вход от нейрона
):

где

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

. Веса таких тормозящих нейронов (
,
и
) 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:




Содержание  Назад  Вперед