Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Финансы
Экономика
Биология
Сельское хозяйство
Психология
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
Физика
История
Экология
Промышленность
Энергетика
Этика
Связь
Автоматика
Математика
Электротехника
Философия
Религия
Логика
Химия
Социология
Политология
Геология
Медведев В.С., Потемкин В.Г. Нейронные сети. MATLAB 6. В. Г. Потемкин
 Скачать 14.83 Mb.
|
10.2. Описание элементов сетиЭти свойства задаются с помощью массивов ячеек, которые включают структуры для описания входов, слоев, выходов, целей, смещений и весов. Описание входовНиже приведено описание полей структуры, которая используется для описания каждого входа сети net.inputs{i}.
inputs массив ячеек Описатель входов сети. Массив ячеек размера Ni1, где Ni – число входов сети, равное numInputs, состоящий из ячеек inputs{i}, каждая из которых является массивом записей для описания i-го входа сети. range массив значений Допустимый диапазон значений для элементов векторов входа. Это свойство определяет границы допустимых значений для элементов каждого вектора входа сети и является числовым массивом размера Ri2, где Ri – число элементов i-го вектора входа равное значению поля inputs{i}.size. Это свойство используется некоторыми функциями инициализации сети, чтобы вычислить начальные значения для матриц весов входа. При изменении числа строк массива range будут автоматически изменяться параметры inputs{i}.size, inputWeights{:, i}.size, а также размер матриц весов входа IW{:, i}. size количество элементов Количество элементов вектора входа. Это свойство определяет количество элементов для каждого вектора входа inputs{i} и может принимать только неотрицательные значения (по умолчанию 0). При изменении значения этого свойства будут автоматически изменяться параметр inputWeights{:, i}.size, а также размеры матриц inputs{i}.range и IW{:, i}. userdata массив записей Поле для записи информации пользователя. Это свойство обеспечивает место для записи информации, относящейся к входу i сети. Предусмотрено только одно поле inputs{i}.userdata.note для записи текста. По умолчанию оно содержит строку 'Put your custom input information here.' – "Информацию разместите здесь". Описание слоевНиже приведено описание полей структуры, которая используется для описания каждого слоя нейронной сети net.layers{i}.
layers массив ячеек Описатель слоев нейронной сети. Массив ячеек размера Nl1, где Nl – число слоев сети, равное numLayers, состоящий из ячеек layers{i}, каждая из которых является массивом записей для описания i-го слоя сети. dimensions вектор распределения по размерностям Распределение нейронов по размерностям слоя. Это свойство позволяет описывать многомерные слои нейронов реальных геометрических размерностей: 1-, 2-, 3-мерные. Многомерный слой размерности numdim может быть задан вектор-строкой, элементы которой указывают число нейронов по каждой размерности, тогда их произведение будет определять общее количество нейронов в многомерном слое layers{i}.size. Знание этого свойства необходимо для определения положений нейронов layers{i}.positions, если известна функция топологии слоя layers{i}.topologyFcn. При изменении значения этого свойства будут автоматически изменяться параметр layers{i}.size, а также положения нейронов layers{i}.positions и расстояния между ними layers{i}.distances. distanceFcn boxdist | dist | linkdist | mandist Функция оценки расстояния между нейронами. Свойство layers{i}.distanceFcn задает функцию, которая используется для вычисления расстояния между нейронами в слое i. При замене функции будут автоматически пересчитаны значения расстояний между нейронами слоя layers{i}.distances. Пользователь может расширить список применяемых функций оценки расстояния. distances значение расстояний (только для чтения) Расстояния между нейронами. Cвойство layers{i}.distances определяет расстояния между нейронами в i-м слое. Их значения зависят от используемой функции оценки расстояния layers{i}.distanceFcn. initFcn initnw | initwb Функция инициализации слоя. Это свойство определяет, какая функция инициализации layers{i}.initFcn применяется для слоя i. Если свойство net.initFcn имеет значение initlay, то будет применяться указанная функция инициализации слоя при вызове функции net = = init(net). Пользователь может расширить список применяемых функций инициализации. netInputFcn netprod | netsum Функция накопления. Это свойство определяет, какая функция накопления layers{i}.netInputFcn применяется для слоя i. Пользователь может расширить список применяемых функций накопления. positions положения нейронов (только для чтения) Размещение нейронов в слое. Это свойство определяет положения нейронов layers{i}.positions в i-м слое. Их значения зависят от используемой функции топологии многомерного слоя layers{i}.topologyFcn и его размера layers{i}.dimensions. Для построения графика расположения нейронов в многомерном слое рекомендуется использовать М-функцию plotsom. Пример: Если первый двумерный слой нейронной сети net имеет вектор распределения по размерностям net.layers{1}.dimensions, равный [4 5], а функция топологии слоя net.layers{1}.topologyFcn – hextop, то нейроны этого слоя будут расположены, как показано на рис. 10.1. plotsom(net.layers{1}.positions)  Рис. 10.1size количество элементов Количество нейронов в слое. Это свойство определяет количество нейронов в слое layers{i}.size и может принимать только неотрицательные значения (по умолчанию 0). При изменении значения этого свойства будут автоматически изменяться параметры inputWeights{i, :}.size, layerWeights{i, :}.size, biases{i}.size, а также размеры матриц весов IW{i, :}, LW{i, :}, LW{:, i} и смещений b{i}. Кроме того, изменяются параметры outputs{i}.size и targets{i}.size, если для нейронной сети заданы выходы и цели. Наконец, при изменении этого свойства изменяется параметр размера нейронного слоя layers{i}.dimensions, которому присваивается значение свойства layers{i}.size. Это приводит к тому, что слой iпреобразуется в одномерный; если необходимо сохранить многомерную структуру слоя, то следует изменить значения элементов вектора layers{i}.dimensions. topologyFcn gridtop | hextop | randtop Функция задания топологии слоя. Это свойство определяет функцию, которая используется для вычисления положений нейронов layers{i}.positions в слое i. При замене функции эти положения будут пересчитаны автоматически. Пользователь может расширить список применяемых функций задания топологии. Пример: Если первый двумерный слой нейронной сети net имеет вектор распределения по размерностям net.layers{1}.dimensions, равный [8 10], а функция топологии слоя net.layers{1}.topologyFcn – randtop, то расположение нейронов этого слоя будет таким, как показано на рис. 10.2 plotsom(net.layers{1}.positions)  Рис. 10.2transferFcn compet | hardlim | hardlims | logsig | poslin | purelin | radbas | satlin | satlins | softmax | tansig | tribas Функция активации слоя. Это свойство определяет функцию активации layers{i}.transferFcn, которая используется для задания нейрона в слое i. Пользователь может расширить список применяемых функций активации. userdata массив записей Поле для записи информации пользователя. Это свойство обеспечивает место для записи информации, относящейся к слою i нейронной сети. Предусмотрено только одно поле inputs{i}.userdata.note для записи текста. По умолчанию оно содержит строку 'Put your custom input information here.' – "Информацию разместите здесь". Описание выходовПеречисленные ниже свойства объекта net включают перечень функций, которые используются для описания выходов нейронной сети.
outputs массив ячеек Описатель выходов сети. Массив ячеек размера Nl1, где Nl – число слоев сети numLayers, состоящий из ячеек outputs{i}, каждая из которых является массивом записей для описания выходов, которые заданы вектором связностиoutputConnect(i). size количество элементов (только для чтения) Количество элементов вектора выхода. Это свойство определяет количество элементов для каждого вектора выхода outputs{i} и может принимать только неотрицательные значения (по умолчанию 0). Его значение всегда совпадает со значением параметра layers{i}.size. userdata массив записей Поле для записи информации пользователя. Это свойство обеспечивает место для записи информации, относящейся к выходу слоя i сети. Предусмотрено только одно поле outputs{i}.userdata.note для записи текста. По умолчанию оно содержит строку 'Put your custom input information here.' – "Информацию разместите здесь". Описание целейПеречисленные ниже свойства объекта net включают перечень функций, которые используются для инициализации, адаптации и обучения нейронной сети.
targets массив ячеек Описатель целевых выходов сети. Массив ячеек размера Nl1, где Nl – число слоев сети numLayers, состоящий из ячеек targets {i}, каждая из которых является массивом записей для описания целевых выходов, которые определяются вектором связностиtargetConnect(i). size количество элементов (только для чтения) Количество элементов вектора целей. Это свойство определяет количество элементов для каждого целевого вектора целей targets{i} и может принимать только неотрицательные значения (по умолчанию 0). Его значение всегда совпадает со значением параметра layers{i}.size. userdata массив записей Поле для записи информации пользователя. Это свойство обеспечивает место для записи информации, относящейся к целевому выходу слоя i сети. Предусмотрено только одно поле targets{i}.userdata.note для записи текста. По умолчанию оно содержит строку 'Put your custom input information here.' – "Информацию разместите здесь". Описание смещенийПеречисленные ниже свойства объекта net включают перечень функций, которые используются для описания смещений в нейронной сети.
biases массив ячеек Описатель векторов смещений. Массив ячеек размера Nl1, где Nl – число слоев сети numLayers, состоящий из ячеек biases{i}, каждая из которых является массивом записей для описания вектора смещений для слоя i. Наличие или отсутствие такого вектора для слоя i определяется вектором связностиbiasConnect(i). initFcn initcon | initzero | rands Функция инициализации вектора смещений. Это свойство определяет, какая функция инициализации biases{i}.initFcn применяется при вызове функции init для вычисления начального вектора смещения слоя iпри условии, что свойство net.initFcn имеет значение initlay, а функция инициализации слоя layers{i}.initFcn имеет значение initwb. Пользователь может расширить список применяемых функций инициализации. learn признак настройки Признак настройки вектора смещений. Свойство biases{i}.learn указывает, будет ли вектор смещений для слоя i настраиваться с использованием методов adapt или train соответственно. Значение этого свойства 0 или 1, по умолчанию 0, что соответствует методу адаптации. learnFcn learncon | learngd | learngdm | learnp | learnpn | learnwh Функция настройки вектора смещений. Это свойство определяет, какая функция biases{i}.learnFcn применяется при настройке вектора смещений для слоя iпри адаптации или обучении с использованием функций adaptwb и trainwb или trainwb1 соответственно. Пользователь может расширить список применяемых функций настройки. При таких изменениях параметры функции настройки biases{i}.learnParam будут использовать значения, соответствующие новой функции. learnParam параметры функции настройки Параметры функции настройки. Свойство biases{i}.learnParam определяет набор параметров для используемой функции настройки biases{i}.learnFcn. Узнать набор таких параметров можно, применяя оператор help в следующей функциональной форме: help(net.biases{i}.learnFcn). size количество элементов (только для чтения) Количество элементов вектора смещений. Это свойство определяет количество элементов для каждого вектора смещений biases{i} и может принимать только неотрицательные значения (по умолчанию 0). Его значение всегда совпадает со значением параметра layers{i}.size. userdata массив записей Поле для записи информации пользователя. Это свойство обеспечивает место для записи информации, относящейся к вектору смещений слоя i сети. Предусмотрено только одно поле biases{i}.userdata.note для записи текста. По умолчанию оно содержит строку 'Put your custom input information here.' – "Информацию разместите здесь". Описание весов входаПеречисленные ниже свойства объекта net включают перечень функций, которые используются для описания весов входа.
inputWeights массив ячеек Описатель весов входа. Массив размера NlNi, где Nl – число слоев numLayers и Ni – число входов numInputs объекта net, состоящий из ячеек inputWeights{i, j}. Каждая ячейка является массивом записей и служит для описания свойств весов, которые формируют матрицу весов. Последняя определяет веса связей слоя i с входом j сети и согласуется с матрицей связности inputConnect(i, j). delays индикатор линий задержки Описание линий задержки. Свойство inputWeights{i, j}.delays определяет наличие линий задержки между входом j и слоем i. Это вектор-строка, элемент которого либо равен 0, либо значению задержки (положительное целое число), причем эти значения могут только возрастать. Длина этого вектора определяет количество задержанных векторов входа. При изменении значения этого свойства автоматически изменяется параметр inputWeights{i, j}.size и размер матрицы весов IW{i, j}. initFcn initzero | midpoint | randnc | randnr | rands Функция инициализации матрицы весов. Это свойство определяет, какая функция инициализации inputWeights{i, j}.initFcn применяется при вызове метода init для вычисления матрицы весов от входа j к слою iпри условии, что свойство net.initFcn имеет значение initlay, а функция инициализации слоя layers{i}.initFcn имеет значение initwb. Пользователь может расширить список применяемых функций инициализации. learn индикатор настройки Индикатор настройки матрицы весов. Свойство inputWeights{i, j}.learn указывает, будет ли матрица весов для слоя i настраиваться в процессе адаптации или обучения при использовании методов adapt или train соответственно. Значение этого свойства 0 или 1, по умолчанию 0. learnFcn learngd | learngdm | learnh | learnhd | learnis | learnk | learnlv1 | learnlv2| learnos | learnp | learnpn | learnsom | learnwh Функции настройки матриц весов. Это свойство определяет, какая функция inputWeights{i,j}.learnFcn применяется при настройке матрицы весов для слоя iпри адаптации или обучении с использованием функций adaptwb и trainwb или trainwb1 соответственно. Пользователь может расширить список применяемых функций настройки. learnParam параметры функции настройки Параметры функции настройки. Свойство biases{i}.learnParam определяет набор параметров для используемой функции настройки inputWeights{i,j}.learnParam. Узнать набор таких параметров можно, применяя оператор help в следующей функциональной форме: help(net.inputWeights{i,j}.learnFcn). weightFcn dist | dotprod | mandist | negdist | normprod Функции для применения матриц весов. Это свойство определяет, какая функция inputWeights{i,j}.weightFcn применяется для вычисления взвешенных входов для слоя. Пользователь может расширить список таких функций. size размер матрицы весов (только для чтения) Размер матрицы весов. Свойство inputWeights{i, j}.size определяет размер матрицы весов, связывающей слой i со входом j. Это вектор-строка, в которой указано число строк и столбцов матрицы весов IW; первый параметр совпадает с размером слоя layers{i}.size, второй соответствует величине length(net.inputWeights{i, j}.delays) * net.inputs{j}.size. userdata массив записей Поле для записи информации пользователя. Это свойство обеспечивает место для записи информации, относящейся к матрице весов слоя i сети. Предусмотрено только одно поле inputWeights{i,j}.userdata.note для записи текста. По умолчанию оно содержит строку 'Put your custom input information here.' – "Информацию разместите здесь". Описание весов слояПеречисленные ниже свойства объекта net включают перечень функций, которые используются для описания весов слоя нейронной сети.
layerWeights массив ячеек Описатель весов слоя. Массив размера Nl Nl, где Nl – число слоев numLayers объекта net, состоящий из ячеек layerWeights{i, j}. Каждая ячейка является массивом записей и служит для описания свойств весов, которые формируют матрицу весов. Последняя определяет веса связей слоя i со слоем j сети и согласуется с матрицей связности layerConnect(i, j). delays индикатор линий задержки Описание линий задержки. Свойство layerWeights{i, j}.delays определяет наличие линий задержки между слоем j и слоем i. Это вектор-строка, элемент которого либо равен 0, либо значению задержки (положительное целое число), причем эти значения могут только возрастать. Длина этого вектора определяет количество задержанных векторов, поступающих на слой i. initFcn initzero | midpoint | randnc | randnr | rands Функция инициализации матрицы весов. Это свойство определяет, какая функция инициализации layerWeights{i, j}.initFcn применяется при вызове метода init для вычисления матрицы весов LW, связывающей слой iсо слоем j при условии, что свойство net.initFcn имеет значение initlay, а функция инициализации слоя layers{i}.initFcn имеет значение initwb. Пользователь может расширить список применяемых функций инициализации. learn индикатор настройки Индикатор настройки матрицы весов. Свойство layerWeights{i, j}.learn указывает, будет ли матрица весов для слоя i настраиваться в процессе адаптации или обучения при использовании методов adapt или train соответственно. Значение этого свойства 0 или 1, по умолчанию 0. learnFcn learngd | learngdm | learnh | learnhd | learnis | learnk | learnlv1 | learnlv2| learnos | learnp | learnpn | learnsom | learnwh Функции настройки матриц весов. Это свойство определяет, какая функция inputWeights{i,j}.learnFcn применяется при настройке матрицы весов, связывающей слой iсо слоем j, при адаптации или обучении с использованием функций adaptwb и trainwb или trainwb1 соответственно. Пользователь может расширить список применяемых функций настройки. learnParam параметры функции настройки Параметры функции настройки. Свойство biases{i}.learnParam определяет набор параметров для используемой функции настройки layerWeights{i, j}.learnParam. Узнать набор таких параметров можно, применяя оператор help в следующей функциональной форме: help(net.layerWeights{i,j}.learnFcn). weightFcn dist | dotprod | mandist | negdist | normprod Функции для применения матриц весов. Это свойство определяет, какая функция layerWeights{i, j}.weightFcn применяется при работе с матрицей весов, связывающей слой iсо слоем j, в частности при моделировании нейронной сети с использованием метода sim. Пользователь может расширить список таких функций. size размер матрицы весов (только для чтения) Размер матрицы весов. Свойство inputWeights{i, j}.size определяет размер матрицы весов, связывающей слой i со слоем j. Это вектор-строка, в которой указано число строк и столбцов матрицы весов LW; первый параметр совпадает с размером слоя layers{i}.size, второй соответствует величине length(net.layerWeights{i, j}.delays) * net.layers{j}.size. userdata массив записей Поле для записи информации пользователя. Это свойство обеспечивает место для записи информации, относящейся к матрице весов слоя i сети. Предусмотрено только одно поле layerWeights{i,j}.userdata.note для записи текста. По умолчанию оно содержит строку 'Put your custom input information here.' – "Информацию разместите здесь". Матрицы весов и векторы смещенийПеречисленные ниже свойства объекта net включают перечень функций, которые используются для описания матриц весов и векторов смещений.
IW массив ячеек Матрицы весов входа. Массив ячеек IW размера NlNi, где Nl – число слоев numLayers и Ni – число входов numInputs сети net, каждый элемент которого является матрицей весов, связывающей слой i со входом j сети; структура этого массива согласована с матрицей связности inputConnect(i, j). Каждая матрица весов должна иметь число строк, равное параметру layers{i}.size, а число столбцов должно удовлетворять соотношению net.inputs{j}.size * length(net.inputWeights{i,j}.delays) и соответствовать параметру inputWeights{i, j}.size. LW массив ячеек Матрицы весов слоя. Массив ячеек LW размера Nl Nl, где Nl – число слоев numLayers сети net, каждый элемент которого является матрицей весов, связывающей слой i со слоем j сети; структура этого массива согласована с матрицей связности layerConnect(i, j). Каждая матрица весов должна иметь число строк, равное параметру layers{i}.size, а число столбцов должно удовлетворять соотношению net.layers{j}.size * length(net.layerWeights{i,j}.delays) и соответствовать параметру layerWeights{i, j}.size. b массив ячеек Векторы смещений. Вектор ячеек b размера Nl1, где Nl – число слоев numLayers объекта net, каждый элемент которого является вектором смещений для слоя iсети; структура этого вектора согласована с вектором связности biasConnect(i). Длина вектора смещений для слоя i должна соответствовать параметру biases{i}.size. Информационные поляВ структуре объекта net имеются поля, предназначенные для записи информации.
hint массив записей Значения полей объекта network. Это свойство обеспечивает информацию о текущих значениях полей массива записей net. Эта информация появляется в поле hint только после инициализации нейронной сети. userdata массив записей Поле для записи информации пользователя. Это свойство обеспечивает место для записи информации, относящейся к нейронной сети. Предусмотрено только одно поле userdata.note для записи текста. По умолчанию оно содержит строку 'Put your custom input information here.' – "Информацию разместите здесь". В заключение следует отметить, что для получения полной информации о структуре полей инициированного объекта network следует применять М-функцию fieldnames(<�имя_сети>), которая будет отражать текущее состояние нейронной сети. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||