Использование нейросетей для анализа звуковой информации


Архитектура нейросети


Нейросеть имеет довольно простую структуру и состоит из трех уровней: входной слой, символьный слой и эффекторный слой (рис. 14). Каждый нейрон последующего слоя связан со всеми нейронами предыдущего слоя. Функция передачи во всех слоя линейная, во входном слое моделируется конкуренция.

Архитектура нейросети

Рис. 14

1. Входной слой  - этот слой получает сигналы непосредственно от входов нейросети (входы не осуществляют обработку сигнала, а только распределяют его дальше в нейросеть). Он представляет собой один из вариантов самоорганизующейся карты Кохонена, обучающейся без учителя.  Основной задачей входного уровня является формирование нейронных ансамблей для каждого класса входных векторов, которые представляют соответствующие им сигналы на дальнейших уровнях обработки. Фактически, именно этот слой определяет эффективность дальнейшей обработки сигнала, и моделирование этого слоя представляет наибольшую трудность.

Нейроны этого слоя функционируют по принципу конкуренции, т.е. в результате определенного количества итераций активным остается один нейрон или нейронный ансамбль (группа нейронов, которые срабатывают одновременно). Для этого нейрона расстояние между входным вектором и вектором, который этот нейрон представляет, минимально (в данном случае используется угловое расстояние, т.е. угол между входным вектором  и вектором связей). Данный механизм осуществляется за счет действия латеральных связей и  называется латеральным торможением. Он подробно рассмотрен во многих источниках (см. [1], [7], а также приложение 7.1). Так как отработка этого механизма требует значительных вычислительных ресурсов, в моей модели он моделируется искусственно, т.е. находится нейрон с максимальной активностью, его активность устанавливается в 1, остальных в 0.

Обучение слоя Кохонена производится по правилу (7):

                                      wн = wс + a(xwс)a,                    (7)

где wн  - новое значение веса,

wс – старое значение,

a - скорость обучения, a<1




- Начало -  - Назад -  - Вперед -