Нейроны типа WTA

Нейроны типа WTA (Winner Takes All — "Победитель получает все") имеют входной модуль в виде адаптивного сумматора. Выходной сигнал

-го сумматора определяется по формуле

По результатам сравнения сигналов

отдельных нейронов победителем признается нейрон, у которого

оказался наибольшим. Нейрон-победитель вырабатывает на своем выходе состояние 1, а остальные (проигравшие) нейроны переходят в состояние 0.

Для обучения нейронов WTA учитель не требуется. На начальном этапе случайным образом выбираются весовые коэффициенты

каждого нейрона, нормализуемые относительно 1 по формуле

После подачи входного вектора

, компоненты которого нормализованы по формуле

определяется победитель этапа. Победитель переходит в состояние 1, что позволяет произвести уточнение весов его входных линий

по правилу

Проигравшие нейроны формируют на своих выходах состояние 0, что блокирует процесс уточнения их весовых коэффициентов.

Выходной сигнал

-го нейрона может быть описан векторным отношением

Поскольку

, значение

определяется углом между векторами

. Поэтому победителем оказывается нейрон, вектор весов которого оказывается наиболее близким текущему обучающему вектору

. В результате победы нейрона уточняются его весовые коэффициенты, значения которых приближаются к значениям текущего обучающего вектора

Следствием конкуренции нейронов становится самоорганизация процесса обучения. Нейроны уточняют свои веса таким образом, что при предъявлении группы близких по значениям входных векторов победителем всегда оказывается один и тот же нейрон. Системы такого типа чаще всего применяются для классификации векторов.

Содержание раздела