Новосибирский Государственный Университет
Опубликован: 13.09.2006 | Доступ: свободный | Студентов: 2204 / 519 | Оценка: 4.52 / 4.28 | Длительность: 12:23:00
ISBN: 978-5-9556-0063-5
Специальности: Программист
Лекция 16:

Контрастирование (редукция) нейронной сети

Показатели значимости для нейрона с дифференцируемым нелинейным элементом

Эти показатели ищутся почти так же как для сумматора. Пусть

\begin{align*}
F(x,w) = \varphi (w_0+(x,w))
\end{align*}

тогда

\begin{align*}
 \partial F/ \partial x_{i|x=x^p} = \varphi'(w_0+(x^p,w))\cdot w_i.
\end{align*}

В евклидовой норме (что соответствует методу наименьших квадратов) получаем:

\begin{align*}
 \chi(x_i) =|w_i|[\sum_p(\varphi'(w_0+(x^p,w)))^2(x_i^p - M(x_i))^2]^{1/2},
\end{align*}

т.е. произведение модуля параметра w_i на среднеквадратичное отклонение с весами. Роль веса играет квадрат производной функции в точке w_0+(x^p,w).

Показатели значимости для нейрона с пороговым нелинейным элементом (персептрона)

Эти показатели требуют для своего вычисления еще одного эвристического хода, т.к. прямо воспользоваться предыдущими формулами невозможно. Пусть функция, вычисляемая нейроном, имеет вид

F(x,w) = h(w_0+(x,w)),\\
h(x) = \{1, x>0,\\
0,x \leqslant 0\}

Для каждого вектора данных x^p необходимо оценить значимость изменения аргумента функции h при замене x_i^p на x_i^0. Значение h(a) меняется только тогда, когда a меняет знак, поэтому естественно оценивать значимость изменения \Delta a переменной a в масштабе, определенном текущем значением переменной, т.е. значимость \Delta a оценивается, как |\Delta a/a |. Из этого эвристического рассуждения получаем:

\begin{align*}
 (x_i|x^p) =|w_i|\cdot |x_i^p -x_i^0|/|w_0+(x^p,w)|.
\end{align*}

Если положить x_i^0 = M(x_i) и воспользоваться евклидовой мерой, то вновь получим произведение модуля параметров w_i на среднеквадратичное отклонение с весом. В качестве весов выступают квадраты величин, обратных выходным сигналам сумматоров:

\begin{align*}
 \chi(x_i) =|w_i|\cdot [\sum_p (x_i^p - M(x_i))^2 /(w_0+(x^p,w))^2]^{1/2}.
\end{align*}

Полученные выражение для показателей значимости позволяют уп\-рощать основные элементы НС "снизу вверх", начиная с исключения самых малозначимых параметров.