Milli Aviasiya Akademiyası "Aerokosmik informasiya sistemləri" kafedrası " Neyron şəbəkələri və neyrokompüterli sistemlər" fənni üzrə mühazirə

NEYRON ŞƏBƏKƏLƏRININ ÖYRƏDILMƏSI

ÖYRƏDILMƏ METODLARININ TƏSNIFATI

Öyrənilməyə meyllilik və ya öyrənilmə qabiliyyəti beynin fundamental xüsusiyyətləridir. Neyron şəbəkələri gözəl öyrədilmə xüsusiyyətlərinə malikdilər. Bu xüsusiyyətlərə görə onlar nəinki onların girişlərinə daxil olan obrazları tanıyırlar, eyni zamanda müvafiq prosedurların köməyi ilə elə sazlana bilirlər ki, imkan daxilində daha dəqiq tanınmanı həyata keçirmiş olurlar. Beləliklə neyron şəbəkələri iki rejimdə və ya iki fazada fəaliyyət göstərə bilərlər: öyrədilmə rejimində və tanınma rejimində.

Neyron şəbəkəsini yaradan zaman onun çəki əmsalları və hüdudlarımın qiymətləri təsadüfi şəkildə verilir. Bu başlanğıc vəziyyətində şəbəkə tanınmanın aparılmasına qabil deyildir. Bu cür imkanın təmin edilməsi üçün məsələnin xarakterindən asılı olaraq bu və ya digər öyrədilmə proseduralarını tətbiq edirlər. Öyrədilmə şəbəkə tərəfindən qəbul oluna bilən dəqiqliklə obrazların tanınması vəziyyətinin alınması üçün əhəmiyyətli dərəcədə maşın vaxtı tələb edir. Bu cür prosedurun gedişində tanınmanın tələb olunan dəqiqliyini təmin etmək məqsədilə neyron şəbəkəsinin parametrlərinin modifikasiyası (çəkilərin, hüdudların, bəzi alqoritmlərdə isə şəbəkənin strukturunun) baş verir. Bu proses arzu olunmayan nəticəyə gətirildikdə çəki əmsallarının başqa başlanğıc qiymətləri və prosedurun özünün parametrlərinin dəyişilmiş qiymətləri ilə öyrədilmənin seçilmiş prosedurunu təkrar olaraq tətbiq etmək lazım gəlir.

Hal-hazırda neyron şəbəkələrinin öyrədilməsinin müxtəlif alqoritmlər çoxluğu şlənilmişdir. Müxtəlif tədqiqatçılar tərəfindən öyrədilmə metodlarının təsnifatının bir neçə variantları təqdim olunmuşdur

Süni neyron şəbəkələri istiqamətinin öyrənilmə prosesində qoyulmuş məsələlərin effektiv həlli üçün şəbəkənin arxitekturasının və əlaqələrin çəkisinin sazlandırılması prosesi kimi baxmaq olar. Adətən neyron şəbəkəsi mövcud olan öyrənilmə seçimlərinə görə əlaqələrin çəkilərini sazlamalıdır. Hal-hazırda öyrənilmənin 3 paradiqması mövcuddur.

1). Müəllimlə öyrənilmə

2). Müəllimsiz öyrənilmə ( müstəqil )

3) Qarışıq öyrənilmə.

Birinci halda neyron şəbəkəsi düzgün cavablarla təmin edilir. Yəni hər bir giriş misalına şəbəkənin müəyyən bir çıxışı müvafiq olur. Bu zaman şəbəkənin çəkiləri elə sazlandırılır ki, şəbəkə imkan daxilində məlum düzgün cavablara yaxın düzgün cavabları hasil etsin.

Ikinci halda hər bir konkret öyrənilmə seçimlərinə tam, düzgün olan cavablar tələb olunur. Bu halda verilənlərin daxili strukturu açıqlanır və ya verilənlər bölümündə obrazlar arasında korelyasiya məsələlərinə baxılır. Bu isə obraz və ya nümunələrin kateqoriyalara ayrılmaslna imkan verir.

Üçüncü halda, yəni qarışıq öyrənilmə halında çəkilərin müəyyən bir hissəsi müəllimlə öyrənilmə zamanı müəyyən edilir. Digər çəkilər isə müstəqil, öz-özünə öyrənmə üsulu ilə müəyyən edilir.

4 əsas öyrənilmə qaydaları mövcuddur:

I. Səhvə görə düzəliş ( korreksiya )

II. Boltsman maşını.

III. Xebb qaydası.

IV. Yarışma metodu ilə öyrənilmə.

I. Səhvə görə korreksiya qaydası. Müəllimlə öyrədilmədə hər bir giriş misalı üçün arzu olunan d çıxışı verilmişdir. Şəbəkənin real çıxışı arzuolunan çıxışla üst-üstə düşməyə bilər. Öyrənilmə zamanı səhvə görə korreksiya prinsipi çəkilərin modulyasiyası üçün ( d – y ) siqnalından istifadədədir. Bu cür istifadə səhvin tədricən azlmasını təmin edir . Bu cür öyrənilmə yalnız o halda mövcudur ki, o zaman perseptron səhvə yol versin.

II. Boltsman maşını ( öyrənilməsi ). Bu cür öyrənilmə öyrənilmənin stoxastık qaydasına əsaslanır. Boltsman öyrənilməsinin məqsədi çəki əmsallarının elə bir sazlanması deməkdir ki, görünən neyronların vəziyyətləri ehtimalların arzuolunan paylanmasını təmin edir. Boltsman öyrədilməsinə səhvə görə korreksiyanın xüsusi halı kimi baxmaq olar. Burada səhv kimi 2 rejimdə vəziyyətlərin fərqlənmələri başa düşülür.

III. Xebb qydası . Bu qayda öyrənilmə qaydalarının ən qədim qaydasıdır. Bu qaydaları işləyərkən Xebb bir sıra neyrofizioloji müşahidələrə arxalanmışdır. Əgər neyronlar sinapsın hər iki tərəfindən müntəzəm və eyni zamanda aktivləşdirilərsə, o zaman sinaptik əlaqənin gücü artır. Bu qaydanın əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, sinaptik çəkinin dəyişməsi yalnız həmin sinapsla əlaqədə olan neyronların aktivliyindən asılıdır.

IV. Yarışma metodu ilə öyrənilmə. Xebb öyrənilməsindən fərqli olaraq hansında ki, çıxış neyronları çoxluğu eyni vaxtda həyəcanlana bilirlər, yarış metodlu öyrənilmədə çıxış neyronları aktivləşməyə görə öz aralarında yarışırlar. Bu hadisə “qalib “ hər şeyi alır , qaydası kimi məşhurdur. Bu cür öyrənilmə bioloji neyron şəbəkələrində daha geniş yayılmışdır.