Архитектуры искусственных нейронных сетей

На сегодняшний день можно выделить четыре основные разновидности архитектуры ИНС.

1. Однослойные прямонаправленные сети. K-слойной называется ИНС, состоящая из k групп нейронов, разделенных по слоям. Если сигналы в сети распространяются только по направлению из начала в конец, то такая ИНС называется прямонаправленной. На рис. 4.2 однослойная прямонаправленная ИНС.

Рис. 4.2. Прямонаправленная сеть с одним слоем нейронов

 

Она включает в себя слой входных нейронов и слой выходных. Нейроны входного слоя просто передают сигналы на выходной слой, не преобразуя их. В выходном происходит преобразование сигналов и формирование выхода сети. Матрица W имеет размерность M´N. Сеть функционирует по правилу: Y = f(WX);

.

2. Многослойные прямонаправленные сети. Они характеризуются наличием одного или нескольких промежуточных (скрытых) слоев, осуществляющих преобразование информации. Нейроны скрытого слоя называются скрытыми. В скрытых нейронах последовательно, слой за слоем, происходит нелинейное преобразование сигналов. Сигналы с последнего скрытого слоя поступают на нейроны выходного слоя, которые формируют выход сети. Структура двухслойной сети представлена на рис. 4.3.

Сеть функционирует по правилу: Z = f(VX); Y = f(WZ) = f(W f(VX)); .

 

Рис. 4.3. Двухслойная сеть

 

3. Рекуррентные сети. Этот тип ИНС отличается существованием обратных связей и элементов временной задержки сигнала. Подробно рассмотрим, как функционирует обратная связь.

На рис. 4.4 представлена структура простейшей системы с обратной связью. Здесь входной сигнал X(t), внутренний сигнал X '(t) и выходной сигнал y(t) – функции переменной t – дискретных отсчетов времени.