Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
117
Добавлен:
30.04.2019
Размер:
1.17 Mб
Скачать

Обучение нейронной сети. Алгоритм

обратного распространения (АОР)

Лекция 4

Рычагов М.Н., профессор, д.ф.-м.н.

Многослойная нейронная сеть

 

Распространение сигнала

 

 

 

 

 

Выходной

Входной

 

 

 

слой

 

слой

 

 

 

 

 

i =1, I

j =1, J

Скрытые слои

Общая архитектура многослойной нейронной сети

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

2

 

2

Базы данных для обучения нейронных сетей

а)

б)

в)

Примеры образцов из базы данных MNIST а) рукописных цифр;

б) CASIA – база данных китайских рукописных символов; в) ATT Olivetti база данных лиц.

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

3

 

3

Дуальность входного и весового пространств

Bx

Aw

Bw

Ax

Входной вектор точка на гиперплоскости (x1, x2, x3)точка в пространстве весов (w1, w2, w3)

Набор весовых коэффициентов точка на гиперплоскости (w1, w2, w3) точка в пространстве входных сигналов (x1, x2, x3)

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

4

 

4

Процесс обучения в параметрической системе

Обучаемая

архитектура

(НС)

Обучающие примеры

Определение

 

отображения вход-выход

ошибки

 

Фиксация параметров (весов) сети

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

5

 

5

Иерархия обучающих алгоритмов

 

 

 

 

Корректирующее

 

 

Управляемое

 

 

 

обучение

 

 

обучение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обучение

 

 

 

 

 

 

 

Обучение

 

 

 

с подкреплением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обучение без учителя

Обучение с подкреплением – обучение агента в процессе взаимодействия со средой, с целью max долговременного выигрыша.

Корректирующее обучение – обучение агента в процессе выпонения задания, формальным или не формальным образом.

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

6

 

6

Три кластера и НС-классификатор

Кластер 2

Кластер 1

Классификатор

(НС)

Кластер 3

Полный набор данных без меток – обучение без учителя.

1

2

3

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

7

 

7

Цвет разметка данных

Тестирование и обработка данных

Кластер 2

Кластер 1

Классификатор

(НС)

Кластер 3

Размеченные данные – обучение с учителем.

1

2

3

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

8

 

8

Обозначения для АОР (1)

Индексы i, j относятся к различным слоям НС

Итерация n относится к n - тому образцу, представленному на вход нейронной сети

y j (n) - мгновенный выход нейрона j для итерации n

d j (n) - желаемый выход нейрона j для итерации n

e j (n) - сигнал ошибки нейрона j для n - го входного

образца

E(n) E (n) - мгновенная (текущая) сумма квадратов ошибок на итерационном шаге n (т.е. для n-го образца)

Eav - усредненная по всем вариантам (входным сигналам) среднеквадратическая ошибка

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

9

 

9

Обозначения для АОР (2)

wji (n) - синаптические веса от нейрона i ко входу нейрона j на итерации n

wji (n) - коррекция соответствующего весового коэффициента

I

v j (n) = wji xi - внутрення активность j - го нейрона

i=1

( ) - функция активации j - го нейрона

j = w j0 - смещение, приложенное к j - му нейрону

xi - i - й элемент входного вектора

- коэффициент скорости обучения

©©20201919МИЭТ, ,Нейроннныесети

10

 

10