Инстар и оутстар Гроссберга

Нейроны типа «инстар» и «оутстар» - взаимодополняющие эоементы. Инстра адаптирует веса связей поступающих на сумматор нейрона к входным сигналам, а оутстар согласовывает веса выходящих из нейронов связей, с узлами, в которых формируются значения выходных сигналов. Позволяет обучаться без учителя.

Рисунок 20 Инстар Гроссберга

- правило Гроссберга (правило подстройки весов при обучении без учителя), - коэффициент обучения

В соответствии с функцией активации, на выходе нейрона вырабатывается выходной сигнал , равный . В инстаре применяется линейная функция активации, и тогда . Обучение инстара производится по правилу Гроссберга, где - коэффициент обучения, значение которого выбирается в интервале от 0 до 1. Входные данные, представляемые в виде вектора x, должны быть выражены в нормализованной форме. Нормализация выполняется по следующей формуле:

Результаты обучения по методуГроссберга в значительной степени зависят от коэффициента обучения . При выборе веса становятся равными значениям уже после первой итерации. Ввод очередного входного вектора x вызовет адаптацию весов к новому вектору и абсолютное забывание предыдущих значений. Выбор приводит к тому, что в результате обучения весовые коэффициенты принимают усредненное значение обучающих векторов x.

Пример:

Натренированный инстар функционирует как векторный классификатор, сопоставляющих очередной поданный на его вход вектор с вектором, сформированным в процессе обучения. В случае максимального совпадения этих вектором реакция инстара будет максимальной.

Если инстар обучался на группе достаточно похожих векторов с , то его весовые коэффициенты примут значение, усредненное по этим векторам, и в режиме классификации он будет лучше всего реагировать на входные векторы, значения которых наиболее близки ксредним значениям векторов, входящих в обучающую группу.

Инстар может обучаться как с учителем, так и без него. При обучение без учителя в качестве значения принимается фактически значение выходного сигнала.

Рисунок 21 Оутстар Гроссберга

Оутстар представляет собой комплементарное дополнение инстара. Если инстар обучается с целью распознавать вектор, подаваемый на его вход, то оутстар должен генерировать вектор, необходимый связанным с ним нейроном.

Оутстар является линейным нейроном. Обучение состоит в таком подборе весов, чтобы выходные сигналы оутстара были равны ожидаемым значениям взаимодействующих с ними нейронов.

В режиме распознавания в моменты активации нейрона-источника оутстар будет генерировать сигналы, соответствующие ожидаемым значениям .