Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634655)
Контекстум
.

Самоорганизующиеся карты (726,00 руб.)

0   0
Первый авторКохонен Тойво
АвторыАгеев В. Н., Тюменцев Ю. В.
ИздательствоМ.: Лаборатория знаний
Страниц660
ID443294
АннотацияСамоорганизующиеся карты, вместе с их разновидностями, представляют собой одну из наиболее популярных нейросетевых архитектур, ориентированных на обучение без учителя. Они широко используются в таких областях, как статистика, обработка сигналов, теория управления, финансовый анализ, экспериментальная физика, химия, медицина, для решения сложных, многомерных, нелинейных задач, связанных с извлечением признаков, обработкой и классификацией изображений, адаптивным управлением и т. п. В книге дается детальное изложение математического аппарата и применений для самоорганизующихся карт.
Кому рекомендованоДля специалистов в области теории и применений нейросетевого моделирования, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.
ISBN978-5-00101-179-8
УДК517.11+519.92
ББК22.18
Кохонен, Т. Самоорганизующиеся карты = Self-Organizing Maps : [монография] / ред. Ю.В. Тюменцев; пер. В.Н. Агеев; Т. Кохонен .— 4-е изд., электрон. — Москва : Лаборатория знаний, 2021 .— 660 с. : ил. — (Адаптивные и интеллектуальные системы) .— Пер. 3-го англ. изд.; [2] с. цв. вкл.; Дериватив. изд. на основе печ. аналога (М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008); Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 660 с.); Систем. требования: Adobe Reader XI; экран 10" .— ISBN 978-5-00101-179-8 .— URL: https://rucont.ru/efd/443294 (дата обращения: 23.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Самоорганизующиеся карты Teuvo Kohonen Self-Organizing Maps Third Edition With 129 Figures and 22 Tables Springer АДАПТИВНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Т. <...> Лаборатория знаний» Телефон: (499) 157-5272 e-mail: binom@Lbz.ru, http://www.Lbz.ru Translation from the English language edition: Self-Organizing Maps by Teuvo Kohonen ISBN 978-5-9963-1348-8 (русск.) <...> Векторное квантование теперь вынесено в отдельный раздел. <...> К числу абсолютно новых понятий, обсуждаемых в третьей главе, относятся точечная плотность модельных векторов (разд. <...> В шестой главе добавлен пакетный вариант вычислительной схемы для метода обучающегося векторного квантования (LVQ1). <...> Адаптивно-подпространственная самоорганизующаяся карта (Adaptive-Subspace SOM—ASSOM) представляет собой новую архитектуру, в которой для организации процесса обучения без учителя используются детекторы инвариантных свойств. <...> Повидимому, алгоритм SOM относится к классу «некорректно поставленных» задач, но таковы многие проблемы в математике. <...> Следует отметить также участие д-ра Яри Кангаса (Jari Kangas), который отвечал за формирование исчерпывающей библиотеки литературных ссылок по SOM и LVQ. <...> [1.38, 1.40]), что алгоритм на основе дискретизированных главных кривых практически эквивалентен алгоритму SOM, представленному задолго до того, как в [1.38] <...> Пусть векторы образов из каждого класса имеют нормальные распределения, описываемые многомерными (нормированными) гауссовыми плотностями распределения вероятностей, при этом каждый класс характеризуется своими собственными параметрами: p(x | Sk) = 1 |Ψk| exp − 1 2 (x−mk)ТΨ−1 k (x−mk), (1.106) где mk —среднее значение, а Ψk —ковариационная матрица вектора x из класса с номером k, |Ψk|—определитель ковариационной матрицы. <...> Метод подпространств, однако, не ограничивается спектральными образами, в частности, он успешно используется для классификации оптических образов, используя их статистические свойства. <...> Входные «нейроны» данной сети линейны, и их весовые векторы отождествляются с базисными векторами b(i) Максимальный из выходов ˆ WTA-элемента. пунктиром, а h <...>
Самоорганизующиеся_карты_.pdf
Стр.4
Стр.5
Стр.651
Стр.652
Стр.653
Стр.654
Стр.655
Стр.656
Самоорганизующиеся_карты_.pdf
АДАПТИВНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И Т. Кохонен Самоорганизующиеся карты Перевод 3-го английского издания В. Н. Агеева под редакцией Ю. В. Тюменцева 4-е издание, электронное Лаборатория знаний 2021 Москва
Стр.4
ББКУДК 517.11+519.92 22.18 К75 С е р и я о с н о в а н а в 2005 г. Кохонен Т. К75 Самоорганизующиеся карты / Т. Кохонен ; пер. 3-го англ. изд. — 4-е изд., электрон. —М. : Лаборатория знаний, 2021. — 660 с. —(Адаптивные и интеллектуальные системы). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. —Текст : электронный. ISBN 978-5-00101-179-8 Самоорганизующиеся карты вместе с их разновидностями представляют собой одну из наиболее популярных нейросетевых архитектур, ориентированных на обучение без учителя. Они широко используются в таких областях, как статистика, обработка сигналов, теория управления, финансовый анализ, экспериментальная физика, химия, медицина, для решения сложных, многомерных, нелинейных задач, связанных с извлечением признаков, обработкой и классификацией изображений, адаптивным управлением и т. п. В книге дается детальное изложение математического аппарата и применений для самоорганизующихся карт. Для специалистов в области теории и применений нейросетевого моделирования, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей. ББКУДК 517.11+519.92 22.18 Деривативное издание на основе печатного аналога: Самоорганизующиеся карты / Т. Кохонен ; пер. 3-го англ. изд. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — 655 с. : ил., [2] с. цв. вкл. —(Адаптивные и интеллектуальные системы). ISBN 978-5-94774-352-4. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации Copyright hysica-Verlag Heidelberg 1995,1997,2001 All rights Reserved © P ISBN 978-5-00101-179-8 Translation from the English language edition: Self-Organizing Maps by Teuvo Kohonen © Перевод, оформление. Лаборатория знаний, 2015
Стр.5
Оглавление Предисловие к третьему изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Предисловие ко второму изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Предисловие к первому изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Глава 1. Математическое введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.1. Математические понятия и обозначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.1.1. Векторное пространство и связанные с ним понятия . 16 1.1.2. Матричные обозначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.1.3. Собственные векторы и собственные значения матриц 28 1.1.4. Дополнительные свойства матриц . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.1.5. Матричное дифференциальное исчисление . . . . . . . . . . 35 1.2. Измерение расстояний между образами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.2.1. Измерение сходства и расстояния в векторных пространствах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.2.2. Измерение сходства и расстояния между символьны1.2.3. ми строками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Средние для совокупностей невекторных величин . . . 52 1.3. Статистический анализ образов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.3.1. Основные понятия теории вероятностей . . . . . . . . . . . . 55 1.3.2. Проекционные методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 1.3.3. Классификация с учителем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 1.3.4. Классификация без учителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 1.4. Классификация методами подпространств . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 1.4.1. Основной метод подпространств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 1.4.2. Адаптация моделирующего подпространства к подпространству входов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 1.4.3. Обучающийся метод подпространств . . . . . . . . . . . . . . . 87 1.5. Векторное квантование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 1.5.1. Определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 1.5.2. Вывод алгоритма векторного квантования . . . . . . . . . . 96 1.5.3. Точечная плотность в векторном квантовании . . . . . . 99 1.6. Динамически расширяющийся контекст . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 1.6.1. Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 1.6.2. Автоматическое формирование контекстнонезависимых продукций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 1.6.3. Бит конфликта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 1.6.4. Формирование памяти для контекстно-зависимых продукций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 1.6.5. Алгоритм корректировки новых строк . . . . . . . . . . . . . 108 1.6.6. Оценочная процедура для неудачного поиска . . . . . . . 109 1.6.7. Практические эксперименты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Стр.651
Оглавление 651 Глава 2. Нейронное моделирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 2.1. Модели, парадигмы и методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 2.2. История основных идей нейронного моделирования . . . . . . . . . . 113 2.3. Работы по искусственному интеллекту . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 2.4. О сложности биологических нервных систем . . . . . . . . . . . . . . . . 119 2.5. Чем не являются мозговые схемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 2.6. Связь между биологическими и искусственными нейронными сетями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 2.7. Какие функции мозга обычно моделируют? . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 2.8. Когда следует использовать нейронные вычисления? . . . . . . . . 126 2.9. Преобразование, релаксация и декодирование . . . . . . . . . . . . . . . 128 2.10. Виды искусственных нейронных сетей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 2.11. Простая нелинейная динамическая модель нейрона . . . . . . . . . . 134 2.12. Три этапа развития нейронных моделей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 2.13. Правила обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 2.13.1. Правило Хебба . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 2.13.2. Правило обучения типа Риккати . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 2.13.3. Правило обучения, основанное на анализе главных компонент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 2.14. Некоторые действительно трудные проблемы . . . . . . . . . . . . . . . 146 2.15. Карты мозга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Глава 3. Основной вариант самоорганизующейся карты . . . . . . . . . . . 159 3.1. Качественное введение в самоорганизующиеся карты . . . . . . . . 160 3.2. Исходный пошаговый алгоритм SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 3.3. Алгоритм SOM, основанный на скалярном произведении . . . . . 172 3.4. Другие предварительные примеры отображений, сохраняющих топологию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 3.4.1. Упорядочение эталонных векторов во входном пространстве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 3.4.2. Демонстрации упорядочения откликов в выходном пространстве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 3.5. Основные математические подходы к процессам самоорганизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 3.5.2. Конструктивное доказательство упорядоченности еще для одной одномерной SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 3.5.1. Одномерный случай . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 3.6. Пакетный вариант алгоритма SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 3.7. Инициализация алгоритмов SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 3.8. Об «оптимальном» коэффициенте скорости обучения . . . . . . . . 207 3.9. Влияние вида функции соседства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 3.10. Следует ли алгоритм SOM из меры искажения? . . . . . . . . . . . . . 212 3.11. Попытка оптимизации алгоритма SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 3.12. Точечная плотность модельных векторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 3.12.1. Ранние исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 3.12.2. Численная проверка точечных плотностей в конечной одномерной SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 3.14.2. Карта для матрицы с неполными данными (случай пропущенных данных): «карта благосостояния» . . . . . 236 3.13. Практические советы, облегчающие получение хороших карт . 229 3.14. Примеры анализа данных с помощью SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 3.14.1. Карты признаков в случае полной матрицы данных . 232 3.15. Использование оттенков серого цвета при отображении кластеров в SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 3.16. Интерпретация отображения SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 3.16.1. «Локальные главные компоненты» . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 3.16.2. Влияние некоторых величин на структуру кластеров 241
Стр.652
652 Оглавление 3.17. Ускорение вычислений при формировании SOM . . . . . . . . . . . . . 242 3.17.1. Быстрый поиск победителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 3.17.2. Увеличение числа элементов в SOM . . . . . . . . . . . . . . . . 245 3.17.3. Сглаживание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 Глава 4. Физиологическая интерпретация SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 4.1. Условия существования карт абстрактных признаков в мозгу . 251 4.2. Два различных латеральных механизма управления . . . . . . . . . 253 Латеральное управление пластичностью . . . . . . . . . . . . 259 4.2.1. WTA-функция, основанная на латеральном управле4.2.2. нии активностью . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 3.17.4. Комбинация сглаживания, увеличения размера решетки и алгоритма SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 4.3. Уравнение обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 4.4. Системные модели SOM и их применение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 4.5. Резюме свойств физиологической модели SOM . . . . . . . . . . . . . . 265 4.6. Сходства между картами мозга и моделируемыми картами признаков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 4.6.1. Фактор размера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 4.6.2. Карты с изъянами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 4.6.3. Перекрывающиеся карты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Глава 5. Варианты самоорганизующихся карт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 5.1. Обзор идей, связанных с видоизменениями основного варианта самоорганизующейся карты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 5.2. Адаптивные тензорные веса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 5.3. Поиск решения для совокупности самоорганизующихся карт с древовидной структурой связей между ними . . . . . . . . . . . . . . . . 276 5.4. Различные определения соседства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 5.5. Области соседства в пространстве сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 5.6. Динамические элементы, добавляемые в SOM . . . . . . . . . . . . . . . 285 5.7. Самоорганизующиеся карты для символьных строк . . . . . . . . . . 286 5.7.1. Инициализация SOM для строк . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 5.7.2. Пакетный вариант самоорганизующейся карты 5.7.3. для строк . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 5.7.4. Простой пример: SOM для фонетической транскрипции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 сравниваемыхВыявление победителя в ситуации неразличимости строк . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 5.8. Операторные карты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 5.9. Самоорганизующиеся карты с эволюционным обучением . . . . . 294 5.9.1. Эволюционно-обучающиеся фильтры . . . . . . . . . . . . . . . 294 5.9.2. Самоорганизация с использованием функции приспособленности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 5.10. Самоорганизующиеся карты, формируемые с учителем . . . . . . 300 5.11. Адаптивно-подпространственная самоорганизующаяся карта . 301 5.11.1. Проблема инвариантных признаков . . . . . . . . . . . . . . . . 301 5.11.2. Соотношение между инвариантными признаками и 5.11.3. линейными подпространствами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 5.11.4. Алгоритм ASSOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 5.11.5. Эксперименты с алгоритмом ASSOM . . . . . . . . . . . . . . . 318 Получение алгоритма ASSOM с использованием стохастической аппроксимации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 5.12. Адаптивно-подпространственная SOM, управляемая c помощью обратных связей (FASSOM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Стр.653
Оглавление 653 Глава 6. Обучающееся векторное квантование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 6.1. Оптимальное решение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 6.2. Алгоритм LVQ1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 6.3. Алгоритм LVQ1 с оптимальной скоростью обучения (OLVQ1) 344 6.4. Пакетный алгоритм LVQ1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 6.5. Пакетный алгоритм LVQ1 для символьных строк . . . . . . . . . . . . 347 6.6. Алгоритм LVQ2 (LVQ2.1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 6.7. Алгоритм LVQ3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 6.8. Различия между алгоритмами LVQ1, LVQ2 и LVQ3 . . . . . . . . . . 350 6.9. Общий анализ алгоритмов LVQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 6.10. Алгоритм LVQ-гиперкарты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 6.11. Алгоритм LVQ–SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 Глава 7. Применения самоорганизующихся карт . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 7.1. Предобработка оптических образов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 7.1.1. Размывание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 7.1.2. Разложение по глобальным признакам . . . . . . . . . . . . . 365 7.1.3. Спектральный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 7.1.4. Разложение по локальным свойствам (вейвлетам) . . . 367 7.1.5. Выводы относительно признаков оптических образов 368 7.2. Акустическая предобработка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 7.3. Мониторинг процессов и машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 7.3.1. Выбор входных величин и их масштабирование . . . . . 371 7.3.2. Анализ больших систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 7.4. Диагностирование речевых характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 7.5. Транскрибирование слитной речи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 7.6. Текстурный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 7.7. Контекстные карты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 7.7.1. Искусственно сформированные выражения . . . . . . . . . 390 7.7.2. Текст на естественном языке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 7.8.2. Формирование очень больших карт WEBSOM мето7.8.3. дом проекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 7.9. Управление роботизированной рукой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 7.10. Телекоммуникация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 7.10.1. Адаптивный детектор для квантованных сигналов . . . 419 Карта WEBSOM для электронных аннотаций патентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 7.9.1. Одновременное обучение по входным и выходным па7.9.2. раметрам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 Другой пример управления роботизированной рукой 418 7.10.2. Коррекция канала в адаптивной квадратурной амплитудной модуляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 7.10.3. Помехозащищенная передача изображений с помощью пары SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 7.8. Организация больших информационных массивов . . . . . . . . . . . 394 7.8.1. Статистические модели документов . . . . . . . . . . . . . . . . 395 7.11. SOM как алгоритм оценивания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 7.11.1. Симметричное (автоассоциативное) отображение . . . . 426 7.11.2. Асимметричное (гетероассоциативное) отображение . 427 Глава 8. Средства программного обеспечения для SOM . . . . . . . . . . . 429 8.1. Обязательные требования к программам, реализующим SOM . 429 8.2. Желательные дополнительные свойства программ, реализующих SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
Стр.654
654 Оглавление 8.3. Пакеты программ, реализующие SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 8.3.1. Пакет SOM_PAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436 8.3.2. Пакет SOM Toolbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 8.3.3. Инструментальный пакет Nenet (Neural Networks 8.3.4. Tool) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 Пакет Viscovery SOMine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 8.4. Примеры использования пакета SOM_PAK . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 8.4.1. Форматы файлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 8.4.2. Описание программ пакета SOM_PAK . . . . . . . . . . . . . 446 8.4.3. Типовая обучающая последовательность . . . . . . . . . . . 451 8.5. Нейросетевые пакеты программ, включающие средства работы с SOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 Глава 9. Аппаратные реализации самоорганизующихся карт . . . . . . 455 9.1. Аналоговое классифицирующее устройство . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 9.2. Быстрые цифровые классифицирующие схемы . . . . . . . . . . . . . . 460 9.3. Реализация самоорганизующихся карт с использованием SIMD9.4. машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 матриц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 9.5. Транспьютерные реализации самоорганизующихся карт . . . . . . 470 лическихРеализации самоорганизующихся карт с использованием систо9.8. Микросхема NBISOM_25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477 Глава 10. Обзор литературы по самоорганизующимся картам . . . . . 479 9.6. Микросхема COKOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 9.7. Микросхема TInMНС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 10.1. Книги и обзорные статьи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480 10.2. Ранние работы по соревновательному обучению . . . . . . . . . . . . . 480 10.3. Состояние математических исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 10.3.1. Результаты для топологии нулевого порядка (классическое векторное квантование) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 10.3.2. Альтернативные топологические отображения . . . . . . 483 10.3.3. Альтернативные архитектуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 10.3.4. Функциональные варианты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485 10.3.5. Теория базисной самоорганизующейся карты . . . . . . . 486 10.5.2. Оптическое распознавание печатных и рукописных символов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 10.4. Обучающееся векторное квантование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494 10.5. Различные применения самоорганизующихся карт . . . . . . . . . . . 495 10.5.1. Машинное зрение и анализ изображений . . . . . . . . . . . 495 10.5.3. Анализ и распознавание речи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 10.5.4. Акустические и музыкальные исследования . . . . . . . . . 500 10.5.5. Обработка сигналов и радиолокационные измерения . 500 10.5.6. Телекоммуникации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 10.5.7. Промышленные и другие измерения в реальных ситуациях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 10.5.8. Управление процессами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502 10.5.9. Робототехника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503 10.5.10. Проектирование электронных схем . . . . . . . . . . . . . . . . . 504 10.5.11. Физика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 10.5.12. Химия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 10.5.13. Биомедицинские исследования, не связанные с обработкой изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 10.5.14. Нейрофизиологические исследования . . . . . . . . . . . . . . . 506 10.5.15. Анализ и обработка данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 10.5.16. Лингвистика и проблемы искусственного интеллекта 508
Стр.655
Оглавление 655 10.5.17. Математические и другие теоретические проблемы . . 509 10.6. Применения обучающегося векторного квантования . . . . . . . . . 511 10.7. Обзор реализаций самоорганизующихся карт и обучающегося векторного квантования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513 Глава 11. Толковый словарь «нейронных» терминов . . . . . . . . . . . . . . 515 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
Стр.656