- 171 -Weyde, Tillman: Lern- und wissensbasierte Analyse von Rhythmen 
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vom Weg die jeweils zur größten Aktivierung des Ausgabeneurons führende Aktivierung des Eingabeneurons angenommen. Der Wert von oout kann dabei größer werden, als es auch im ungünstigsten Fall für oout möglich ist, da ein Eingabeneuron tatsächlich bei einem Datensatz natürlich nur einen Aktivierungswert hat. Die Genauigkeit dieser Abschätzung reicht dennoch aus, um die Effizienz der Auswahl mit Branch-and-Bound deutlich zu erhöhen, und sie läßt sich mit geringem Aufwand berechnen.

10.2.  Training

Durch das Training soll das System anhand von Beispielen optimiert werden, die von einem Experten stammen, so daß ein möglichst übereinstimmendes Verhalten des Experten und des Systems erreicht wird. Um die Trainingsmethoden neuronaler Netze im ISSM einzusetzen, sind einige Anpassungen und Erweiterungen des Backpropagation-Verfahrens nötig.

10.2.1.  Backpropagation mit dem q-Operator

Um fuzzy-logische neuronale Netze mit Backpropagation zu trainieren, muß die Ableitung der Operatoren bestimmt werden, die von der bei üblicherweise verwendeten gewichteten Summe abweichen. Ist der Exponent q/=0, sind die Ableitungen nach der Ausgabe oi eines Neurons xi und nach einem Gewicht wij nicht mehr nur von wij und xi abhängig, sondern von allen Neuronen, die eine Verbindung zu xj haben. Backpropagation muß daher für net = mq angepaßt werden, also für die Verwendung des in Abschnitt 9.1.2 eingeführten q-Operators als Auswertungsfunktion mit
 ( sum n ) 1q
 net(jp) = mq(o(kp)wk1j,...,o(pk)wknj) = -1 (o(pk)wkrj)q ,
 1 n n r=1 r
(10.5)

wobei xk1,...,xkn die Neuronen bezeichnen, von denen eine Verbindung zum Neuron xj existiert. Für ein Neuron xi und ein Gewicht wij von xi nach xj interessiert zunächst die Ableitung der Netzeingabe netj(p) nach der Eingabe oi(p)wij, die xj über die Verbindung von xi erhält:
 ( )1q ( sum n ) 1q-1
 drv(ipj)= 1- (o(ip)wij)q- 1 (o(pk)wkrj)q .
 n r=1 r
(10.6)

Für die Ableitung von netj(p) nach dem Gewicht wij muß mit der inneren Ableitung oi(p) multipliziert werden. Analog muß für die Ableitung nach oi(p) mit wij multipliziert werden. Damit gilt
@net(pj) (p) (p)
 @wij = oi .drvij
(10.7)


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