Cognitron

Cognitron  on keinotekoinen hermoverkko, joka perustuu itseorganisoitumisen periaatteeseen. Arkkitehtuuriltaan kognitroni on samanlainen kuin visuaalisen aivokuoren rakenne , sillä on hierarkkinen monikerroksinen organisaatio, jossa kerrosten väliset neuronit ovat yhteydessä vain paikallisesti. Koulutettu kilpailullisesti (ilman opettajaa). Jokainen aivojen kerros toteuttaa erilaisia ​​yleistyksen tasoja; syöttökerros on herkkä yksinkertaisille kuvioille, kuten viivoille, ja niiden suunnalle tietyillä visuaalisen alueen alueilla, kun taas muiden kerrosten vaste on monimutkaisempi, abstrakti ja kuvion sijainnista riippumaton. Samanlaisia ​​toimintoja toteutetaan kognitronissa mallintamalla visuaalisen aivokuoren organisaatiota .

Neocognitron on kognitroni-idean jatkokehitys ja heijastaa tarkemmin visuaalisen järjestelmän rakennetta, mahdollistaa kuvien tunnistamisen niiden muunnoksista, kierroksista, vääristymistä ja mittakaavamuutoksista riippumatta. Neocognitron voi sekä itse oppia että oppia opettajan kanssa . Neocognitron vastaanottaa syötteenä kaksiulotteisia kuvia, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin verkkokalvolla olevat kuvat , ja käsittelevät niitä myöhemmissä kerroksissa samalla tavalla kuin se havaittiin ihmisen näkökuoressa . Neokognitronissa ei tietenkään ole mitään, mikä rajoita sen käyttöä vain visuaalisen datan käsittelyyn, se on varsin monipuolinen ja sitä voidaan käyttää laajalti yleistettynä hahmontunnistusjärjestelmänä.

Biologinen prototyyppi

Näkökuoresta on löydetty solmuja, jotka reagoivat elementteihin, kuten tietyn suunnan linjoihin ja kulmiin. Korkeammilla tasoilla solmut reagoivat monimutkaisempiin ja abstraktimpiin kuvioihin, kuten ympyröihin, kolmioihin ja suorakulmioihin. Vielä korkeammilla tasoilla abstraktioaste kasvaa, kunnes määritellään solmuja, jotka reagoivat kasvojen ja monimutkaisten muotojen kanssa. Yleensä korkeammilla tasoilla olevat solmut saavat syötteen ryhmältä alemman tason solmuja ja vastaavat siksi laajemmalle näkökentän alueelle. Korkeamman tason solmujen vasteet ovat vähemmän riippuvaisia ​​sijainnista ja kestävät paremmin vääristymiä.

Kognitronin arkkitehtuuri

Kognitroni koostuu hierarkkisesti yhdistetyistä kahden tyyppisten neuronien kerroksista - inhiboivista ja kiihottavista. Kunkin hermosolun viritystila määräytyy sen esto- ja viritystulojen suhteen perusteella. Synaptiset yhteydet kulkevat yhden kerroksen (jäljempänä kerros 1) neuroneista seuraavaan (kerros 2). Tämän synaptisen yhteyden suhteen vastaava kerroksen 1 neuroni on presynaptinen ja kerroksen 2 neuroni on postsynaptinen. Postsynaptiset neuronit eivät ole yhteydessä kaikkiin ensimmäisen kerroksen hermosoluihin, vaan vain niihin, jotka kuuluvat niiden paikalliseen yhteysalueeseen. Postsynaptisten hermosolujen kytkentäalueet lähellä toisiaan menevät päällekkäin, joten tietyn presynaptisen hermosolun aktiivisuus vaikuttaa jatkuvasti kasvavaan hierarkian seuraavien kerrosten postsynaptisten neuronien alueeseen.

Kognitroni on rakennettu hermosolujen kerroksiksi, jotka on yhdistetty synapsien avulla . Yhdessä kerroksessa oleva presynaptinen neuroni on yhteydessä seuraavan kerroksen postsynaptiseen neuroniin . Hermosoluja on kahta tyyppiä: kiihottavat solmut, joilla on taipumus virittää postsynaptista solmua, ja estävät solmut, jotka estävät tätä viritystä. Hermosolun viritys määräytyy sen stimuloivien ja inhiboivien tulojen painotetun summan perusteella, mutta todellisuudessa mekanismi on monimutkaisempi kuin pelkkä summaus.

Tämä hermoverkko on sekä malli havainnointiprosesseista mikrotasolla että laskentajärjestelmä, jota käytetään hahmontunnistuksen teknisiin ongelmiin .

Kirjallisuus

• Wasserman, F. Neurocomputer Engineering: teoria ja käytäntö = Neural Computing. teoria ja käytäntö. - M .: Mir, 1992. - 240 s. — ISBN 5-03-002115-9 . Arkistoitu 30. kesäkuuta 2009 Wayback Machinessa