Mạng thần kinh nhân tạo cho phân lớp màu sắc part 7

Chia sẻ: Asg Ahsva | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

53
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dùng hệ thống, với các trọng số "WTSST.DAT" có sẵn trên đĩa, để kiểm tra liệu hệ thống này có thể "nhận ra " sắc màu skin như được cho trong "TINT2.DAT". 2. Phát triển một chương trình C mà dùng một hệ thống nhiều lớp để sửa lại một cách có lựa chọn một màu đặc biệt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mạng thần kinh nhân tạo cho phân lớp màu sắc part 7

if (NL[L-1]!=1) printf("\noutput # %d",i); printf("\ndesired=%d actual=%f error=%f", d[k+i*M],y[Nt2+i],error); } getch(); } /*k-loop*/ } Bµi tËp 12.2 1. Dïng hÖ thèng, víi c¸c träng sè "WTSST.DAT" cã s½n trªn ®Üa, ®Ó kiÓm tra liÖu hÖ thèng nµy cã thÓ "nhËn ra " s¾c mµu skin nh ®îc cho trong "TINT2.DAT". 2. Ph¸t triÓn mét ch¬ng tr×nh C mµ dïng mét hÖ thèng nhiÒu líp ®Ó söa l¹i mét c¸ch cã lùa chän mét mµu ®Æc biÖt. Dïng hÖ thèng x¸c ®Þnh b»ng c¸c träng sè chøa trong " WTSS.DAT" ¸p dông trªn ¶nh "AUTHOR.IMG" 3. LËp l¹i ch¬ng tr×nh 12.3 PERNCONJG.C dïng thuËt to¸n Davidon - Fletcher - Powell ®Ó thay thÕ . Lu l¹i ch¬ng tr×nh vµo file PERNDFP.C. 4. KiÓm tra PERNDFP.C trªn TINT2.DAT. 12.7 Qu¸ tr×nh nhËn biÕt ThËt kh«ng râ rµng l¾m lµ t¹i sao sù nhËn biÕt l¹i chiÕm mét vÞ trÝ quan träng trong mèi quan t©m cña con ngêi. Dï cã thÕ nµo th× qu¸ tr×nh nhËn biÕt lu«n lu«n ®îc kÕt hîp mét c¸i tªn hoÆc mét c¸ch gäi nµo ®ã. §Ó x¸c ®Þnh mét vËt thÓ, cho vÝ dô, lµ qu¸ tr×nh xö lý kÕt hîp gi÷a nhËn ra h×nh d¹ng vµ kÕt hîp víi mét c¸i tªn ®Æc biÖt. C©u hái lµ: b¹n cã cÇn ph¶i biÕt tÊt c¶ c¸c h×nh d¹ng kh¸c nhau ®Ó nhËn ra h×nh d¹ng cña mét vËt thÓ? Trong thuËt to¸n nhËn biÕt ®· dïng (thuËt to¸n nµy còng ¸p dông quy t¾c delta), tÊt c¶ d÷ liÖu biÓu diÔn cho mét mµu ®Æc biÖt vµ d÷ liÖu biÓu diÔn cho tÊt c¶ c¸c mµu kh¸c cßn l¹i cÇn ph¶i ®îc biÕt. §iÒu nµy cã vÎ h¬i kh¸c víi c¸ch mµ chóng ta nhËn biÕt. Cã vÎ nh chóng ta kh«ng cÇn nh÷ng th«ng tin ngoµi th«ng tin x¸c ®Þnh cÊu tróc mét líp mµu ®Æc biÖt mµ chóng ta muèn nhËn biÕt. C¸c d÷ liÖu vÒ ph©n líp ®èi tîng hoÆc c¶m nhËn mµu s¾c sÏ cã thÓ d¹y cho hÖ thèng thÇn kinh vÒ mét ®èi tîng ®Æc biÖt, hoÆc mµu s¾c, mµ kh«ng cÇn mét sù tham kh¶o c¸c ®iÓm ngoµi tËp hîp nµy. Trong sù quan s¸t cña t«i, t«i nhËn ra r»ng trÎ em b¾t ®Çu nhËn ra rÊt sím sù kh¸c nhau vÒ h×nh 321
d¹ng cña c¸c vËt thÓ biÓu diÔn c¸c ký tù cña b¶ng ch÷ c¸i, mçi ký tù mét thêi ®iÓm. Ph¬ng ph¸p nhËn biÕt lµ c«ng nhËn, tiÕp nèi nhau bëi c¸c lÇn ®Æt tªn. Sù kÕt hîp cña h×nh d¹ng, c¶m nhËn hoÆc c¶m gi¸c víi gäi tªn lµ mét xö lý ®Æc biÖt cho nhËn d¹ng. Chó ý lµ nÕu b¹n nghe giäng nãi cña mét ngêi trªn ®iÖn tho¹i lÇn ®Çu tiªn, vµ ngêi gäi cho b¹n tªn cña anh hoÆc c« ta th× suy nghÜ ®Çu tiªn cña b¹n lµ tëng tîng ra mét khu«n mÆt víi c¸i tªn Êy - mét khu«n mÆt mµ trÝ tëng tîng cña b¹n t¹o ra trªn c¬ së cña kÕt hîp cña giäng nãi vµ tªn gäi. Sau nµy, khi b¹n gÆp ngêi ®ã, mét c©u nãi cöa miÖng hay dïng lµ "B¹n hoµn toµn kh«ng gièng nh t«i ®· nghÜ". §iÒu ®ã cã nghÜa lµ sù gÆp gì nµy ®· hoµn thµnh mét nhËn biÕt. Mét c¸i tªn th× g¾n víi mét vËt thÓ vµ mét vËt thÓ sÏ tù ®éng ®îc g¾n víi mét c¸i tªn. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ "nhËn biÕt" trong trêng hîp nµy lµ mét ph¬ng ph¸p cßn xa míi hoµn thiÖn nh nhËn biÕt x¸c ®Þnh b»ng thuËt to¸n ®îc miªu t¶ trong phÇn tríc. Trong kinh nghiÖm cña m×nh, qua qu¸ tr×nh theo dâi con trai t«i lín lªn vµ ph¸t triÓn, t«i nhí l¹i r»ng khi con t«i vµo kho¶ng mét tuæi rìi, ch¸u thêng ®i vµo bÕp tríc giê ®i ngñ vµ b¾t ®Çu chØ vµo mét vËt nµo ®ã. T¹i tuæi nµy, kh¶ n¨ng thÓ hiÖn b»ng lêi nãi cña ch¸u cßn rÊt h¹n chÕ. C h¸u ®Çu tiªn chØ vµo mét chiÕc ghÕ, t«i lËp tøc gäi tªn cña vËt nµy cho ch¸u. Ch¸u nh¾c l¹i tõ "ghÕ", vµ tiÕp tôc chØ vµo mét vËt kh¸c. T«i cho tªn cña vËt, ch¸u nh¾c l¹i. Ch¸u quay l¹i víi vËt thÓ ®Çu tiªn, thèt ra tªn, sau ®ã quay sang víi vËt thÓ thø hai vµ l¹i gäi tªn. §iÒu nµy cø tiÕp tôc diÔn ra cho ®Õn khi mµ nã c¶m thÊy nã ®· häc ®ñ cho ngµy h«m Êy. C¸i c¸ch nhËn biÕt b»ng c¸ch tù gäi tªn mµ t«i ®· chøng kiÕn nµy ®· lµm cho t«i suy nghÜ tíi tËn h«m nay. Tõ kinh nghiÖm nµy, t«i nhËn thÊy r»ng sù nh×n nhËn vËt thÓ vµ gäi tªn ph¶i lu«n lu«n ®i liÒn víi nhau. Cã lÏ phÇn lín lµ ch¸u muèn nh×n nhËn vËt thÓ, cã lÏ phÇn lín lµ ch¸u muèn t¹o ra mét c¸i tªn cho chóng (ng«n ng÷ trÎ em); ch¸u chØ muèn biÕt b»ng c¸ch nµo t«i gäi ®îc tªn cña vËt thÓ - vµ cã thÓ ch¸u sÏ cã thÓ giao tiÕp hoµn thiÖn h¬n víi t«i hoÆc cã thÓ ®ã chØ lµ mét sù tß mß cè h÷u (mét ®iÒu rÊt khã thÓ m« pháng b»ng m¸y tÝnh). 12.8 NhËn biÕt theo ph©n nhãm Kh«ng cã mét cÊu tróc sinh lý häc hoÆc hiÓu biÕt nµo chøng minh cho gi¶ thiÕt cho r»ng tÊt c¶ c¸c tÕ bµo thÇn kinh ®Òu gièng nhau vµ cã thÓ biÓu diÔn b»ng mét hµm xichma, hoÆc tÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu vµo ®îc nh©n víi c¸c träng sè. TÕ bµo thÇn kinh nh chóng ta biÕt cã c¸c h×nh d¹ng kh¸c nhau vµ ®ãng c¸c vai trß kh¸c nhau. §iÒu nµy cho phÐp chóng ta cho ra mét lý thuyÕt míi. Dùa trªn kÕt luËn trong phÇn tríc, mét cÊu tróc kh¸c vµ mét thuËt to¸n 322
nhËn biÕt ®· ®îc ph¸t triÓn bëi Abou-El-Nasr. CÊu tróc nµy cã tªn gäi lµ LBAQ - "nhËn biÕt b»ng c¸ch ®Æt ra c¸c c©u hái". Nã gièng nh thuËt to¸n ph©n nhãm m« t¶ bëi Hartigan, vµ ®îc ¸p dông trong ph©n líp Carpenter/Grossberg. ThuËt to¸n nµy theo c¸c bíc sau: 1. ChØ ra c¸c ®Æc ®iÓm hoÆc thuéc tÝnh cña mét ®Çu vµo ký hiÖu cho ®èi tîng cÇn ph©n líp. 2. C¸c ®Æc ®iÓm nµy ®Þnh nghÜa trung t©m cña nhãm ®Çu tiªn. Cho mét hÖ thèng hai ®Çu vµo: w[0][0]  xp[0] (12.24) w[0][1]  xp[1] ë ®©y xp[0] vµ xp[1] lµ ®Æc ®iÓm cña s¬ ®å mµu ®· cho. Nh÷ng th«ng sè nµy lµ x vµ y trong bµi to¸n ph©n líp mµu cña chóng ta. Mçi nhãm ®îc ®Þnh nghÜa b»ng t©m, b¸n kÝnh, vµ sè ®iÓm cña nhãm. 3. Bíc tiÕp theo NÕu d  ([0][0]  xp[0]) 2  ([0][1]  xp[1]) 2  radius (12.25) th× ®iÒu chØnh t©m ®iÓm cña nhãm theo c«ng thøc  [ i ][ j ]  (  [ i ][ j ]  n  xp [ j ]) /( n  1 ) ë ®©y i = 0,1,...,sè nhãm j = 0,1 (12.26) vµ t¨ng sè ®iÓm cña nã. MÆt kh¸c, d¹ng cña mét nhãm míi víi t©m cña nã lµ mÉu míi. 4. TiÕp theo viÖc ®a vµo th× kho¶ng c¸ch tíi mçi nhãm ®îc tÝnh. NÕu mÉu trong nhãm gÇn nhÊt, theo c«ng thøc (12.25), t©m cña mÉu ®ã ®îc ®iÒu chØnh. MÆt kh¸c mét nhãm míi ®îc t¹o khu«n. 5. Qu¸ tr×nh xö lý ®îc lÆp l¹i víi tÊt c¶ c¸c ®iÓm trong líp. Mét nh·n cã thÓ ®îc thiÕt kÕ cho mçi nhãm b»ng c¸ch cho phÐp gi¶i thuËt hái tªn ®Ó ®Æt cho nhãm ®ã. Mét vµi hay tÊt c¶ c¸c nhãm cã thÓ ®îc cïng mét tªn hay nh·n. Mét thuËn lîi cña ph¬ng ph¸p nµy lµ nã nghiªn cøu d÷ liÖu ®ang ®îc ®a ra, vµ kh«ng ®ßi hái nh¾c l¹i. NÕu hÖ thèng ®îc ®ßi hái ®Ó nghiªn cøu mét mµu nã kh«ng cÇn biÕt d÷ liÖu bªn ngoµi líp trùc tiÕp ®Þnh nghÜa mµu ®ã. Sù lùa chän b¸n kÝnh cho c¸c nhãm kh¸c nhau lµ giíi h¹n vÒ sù thµnh c«ng cña gi¶i ph¸p, vµ lµ d÷ liÖu phô thuéc. NÕu b¸n kÝnh lµ qu¸ lín, 323
th× sù ph©n líp sai lµ cã thÓ x¶y ra; nÕu qu¸ nhá th× ph¶i cÇn ®Õn mét sè lîng lín c¸c nhãm, lç hæng gi÷a c¸c nhãm l¹i cã thÓ dÉn ®Õn sù ph©n líp sai. Bëi v× gi¶i thuËt ®ßi hái rÊt Ýt thêi gian tÝnh to¸n nh÷ng sai sè kh¸ nhá nµy cã thÓ bá qua. B¸n kÝnh cã thÓ ®îc chän c¬ b¶n dùa trªn phÐp thö vµ sai. Bµi tËp 12.3 1. M¹ng thÇn kinh nhËn biÕt thuéc mét líp cña ph©n líp thÇn kinh ®îc biÕt nh ph©n líp thÇn kinh nguyªn mÉu. Ph¸t triÓn ch¬ng tr×nh ®Ó ®Þnh ra b¸n kÝnh cña líp thÇn kinh nguyªn mÉu. 2. Ph¸t triÓn mét gi¶i thuËt ®Ó cã thÓ thay ®æi ®îc b¸n kÝnh líp nguyªn mÉu thÇn kinh. Gi¶i thuËt b¾t ®Çu víi b¸n kÝnh ®Þnh tríc cho tÊt c¶ c¸c nhãm, tiÕp theo nhãm nh÷ng nhãm l©n cËn víi cïng mét nh·n. 3. ViÕt ch¬ng tr×nh víi gi¶i thuËt ®îc viÕt trong phÇn 2 cña bµi tËp nµy. 4. KiÓm tra ch¬ng tr×nh víi ph©n líp nguyªn mÉu. Sö dông b¸n kÝnh = 0.01 vµ d÷ liÖu ®îc ®Þnh nghÜa trong "TINT2.DAT" gi¶i ph¸p ®îc ®a ra víi thêi gian thùc hiÖn rÊt Ýt. HÖ thèng kÕt thóc víi 16 nhãm. H×nh 12.14 lµ trùc quan ho¸ kÕt qu¶. H×nh 12.15 chØ ra c¸ch gi¶i ph¸p nµy liªn kÕt thµnh mét m¹ng thùc sù. Nh b¹n cã thÓ nh×n thÊy, mét vµi n¬ron lµ c¬ së ®Ó tÝnh tæng gi¸ trÞ, nh÷ng n¬ron kh¸c thùc hiÖn chøc n¨ng h×nh vu«ng, nh÷ng n¬ron nµy ®ãng vai trß giíi h¹n, vµ mét kiÓu thùc hiÖn lµ phÐp to¸n logic OR. Chñ ®Ò nhËn biÕt mµu s¾c lµ chñ ®Ò quan träng - kh«ng chØ trong xö lý ¶nh mµu nh chóng ta ®· chøng kiÕn, nhng còng lµ bµi to¸n cña m¸y nh×n. Bëi v× môc ®Ých chÝnh cña quyÓn s¸ch nµy lµ trùc tiÕp ®i theo híng xö lý ¶nh vµ øng dông tÝn hiÖu v« tuyÕn, chóng ta sÏ kh«ng ®i chÖch híng ®Õn chñ ®Ò m¸y hay ngêi m¸y nh×n. Tuy nhiªn, t«i muèn chØ ra r»ng hÖ thèng nh×n sö dông cho ngêi m¸y trong c«ng nghiÖp lµ cøng vµ kh«ng cã sù linh ®éng ®îc ®a ra trong ch¬ng nµy. Mét hÖ thèng nhËn biÕt mµu b»ng AEG cña Frankfurt, §øc ®îc miªu t¶ trong bµi b¸o, t¸c gi¶ Gosch. 12.9 M¸y «-t«-n«m 324
Mét c¶m nhËn t«i thÊy khi t«i b¾t ®Çu nghiªn cøu chñ ®Ò nhËn biÕt cña con ngêi vµ m¹ng thÇn kinh nh©n t¹o ®ã chóng rÊt gÇn gòi ®Ó t¹o ra trÝ th«ng minh thùc sù, m¸y ¤-t«-n«m (Autonomous - ho¹t ®éng ®éc lËp). C¶m gi¸c mµ t«i nhËn ®îc nhiÒu h¬n c¶ tõ sù cêng ®iÖu ho¸ tõ hiÖn thùc. Thùc ra chóng ta cßn xa víi viÖc t¹o ra m¸y ¤-t«-n«m thùc sù t¹i thêi ®iÓm nµy. Tuy nhiªn, chóng ta cã thÓ nãi t¬ng lai sÏ nh thÕ nµo? Cã thÓ mét ngµy víi nh÷ng c¶i tiÕn vît bËc trong phÇn cøng, phÇn mÒm, vµ sù hiÓu biÕt vÒ chÝnh b¶n th©n chóng ta, chóng ta còng cã thÓ t¹o ®îc mét m¸y gièng víi "D÷ liÖu" cña "Star Trek: ThÕ hÖ tiÕp theo." H×nh 12.14 Trùc quan ho¸ m¹ng thÇn kinh. B©y giê t«i muèn kÓ mét c©u truyÖn víi b¹n. C©u truyÖn nh sau: §Êng s¸ng t¹o quyÕt ®Þnh s¸ng chÕ mét m¸y ¤-t«-n«m, m¸y cã tæ chøc rÊt lín, nhng cã giíi h¹n, cã kh¶ n¨ng s¸ng t¹o. Sau ®ã m¸y ®îc trao tr¸ch nhiÖm ch¨m lo cho tr¸i ®Êt. Tr¸i ®Êt lµ quµ s¸ng t¹o trêi cho. §Êng s¸ng t¹o tô häp c¸c thÇn phô t¸ (c¸c thiªn thÇn) cña «ng ta vµ truyÒn cho hä ý ®Þnh cña «ng ta. C¸c phô t¸ hái, nÕu nh cã mét m¸y cã kh¶ n¨ng lín nh vËy sÏ cã thÓ trë thµnh nguyªn nh©n cña sù ph¸ ho¹i vµ ®æ m¸u. §Êng s¸ng t¹o ®¸p l¹i r»ng «ng ta biÕt hä kh«ng biÕt nh÷ng g×. Sau ®ã «ng ta ®a t¸c phÈm míi cña «ng ta ra, «ng ®Æt tªn lµ Adam. Tríc tiªn «ng ta d¹y (lËp tr×nh) cho Adam ®Æt tªn c¸c ®å vËt. ¤ng ta hái c¸c thÇn ®Æt tªn cho c¸c ®å vËt mµ hä hay Adam cha thÊy bao giê. C¸c thÇn ®¸p l¹i r»ng hä chØ biÕt nh÷ng c¸i g× mµ hä ®· ®îc d¹y. Sau ®ã «ng ta hái Adam ®Æt tªn cho ®å vËt. Adam cã thÓ ®a ra tÊt c¶ c¸c tªn cho c¸c ®å vËt (nhËn ra hoÆc nhãm l¹i, theo nh·n). 325
§ã lµ kh¶ n¨ng rÊt m¹nh sÏ gi¸n tiÕp dÉn Adam ®Õn viÖc ph¸t minh ng«n ng÷ ®Ó giao tiÕp, ®ã lµ c«ng cô phÇn mÒm, vµ c«ng cô phÇn cøng ®Ó x©y dùng vµ ph¸t triÓn xa h¬n n÷a. C¸c thÇn kh«ng cã kh¶ n¨ng nh vËy. Dï vËy, vÉn cßn mét vÊn ®Ò nhá cÇn ®îc kiÓm tra tríc khi ®a ph¸t minh nµ y xuèng tr¸i ®Êt. Adam ®· ho¹t ®éng ®éc lËp ®îc cha? Ph¬ng ph¸p tèt nhÊt lµ cung cÊp cho Adam mét lÖnh kh«ng cã c¬ së logic vµ tiÕn hµnh nÕu anh ta theo sù ®¸nh dÊu ®ã hay lý luËn víi lý lÏ ngîc trë l¹i. §Êng s¸ng t¹o quyÕt ®Þnh r»ng c¸ch tèt nhÊt lµ ®a Adam ra kiÓm tra tríc khi ®a Adm xuèng qu¶n lý tr¸i ®Êt. V× thÕ, ®Êng s¸ng t¹o ®a Adam vµo mét khu vên vµ tù do lµm nh÷ng g× anh ta muèn, ngo¹i trõ ¨n qu¶ cña nh÷ng c©y ®îc chØ râ. Tuy nhiªn, mét vµi ®iÒu trôc trÆc ®· x¶y ra.... Adam tu©n lÖnh theo mét nghÜa hÑp. Anh ta thiÕu tÝnh chÊt cña mét m¸y ¤-t«-n«m. Râ rµng, ®Êng s¸ng t¹o cÇn ph¶i söa lçi phÇn mÒm ®· ®iÒu khiÓn Adam. Trong thêi gian chê ®îi, «ng ta quyÕt ®Þnh lµm Adam theo mÉu mét sinh vËt kh¸c trªn tr¸i ®Êt b»ng c¸ch cung cÊp cho Adam mét ngêi b¹n. ¤ng còng giíi h¹n tuæi thä cho Adam (v× thÕ «ng kh«ng chÇn chõ) vµ kh¶ n¨ng më réng sù hiÖn diÖn trªn tr¸i ®Êt th«ng qua viÖc sinh s«i n¶y në. LÇn nµy Adam tu©n theo logic néi quy. Anh ta ®øng díi c©y bÞ cÊm ®o¸n vµ hái mét c©u lµm anh ta trë thµnh ngêi s¸ng t¹o thùc sù "C¸i g× x¶y ra nÕu...". §ã lµ c©u hái rÊt hay ®Ó s¸ng t¹o, v× vËy «ng ta ®· ®Æt Adam xuèng tr¸i ®Êt. H×nh 12.15 CÊu tróc hai côm tÕ bµo thÇn kinh. CËu bÐ Adam ®îc t¹o ra tõ c«ng cô ®¬n gi¶n ®Ó th¸m hiÓm nh©n lo¹i. Bíc tiÕp theo cña khoa häc dêng nh ®i th¼ng vÒ híng hiÓu chÝnh chóng 326
ta vµ cã thÓ t¹o ra m¸y ¤-t«-n«m cña chóng ta, gièng nh c©u truyÖn h cÊu "D÷ liÖu" trong "Star Trek (sù di c cña c¸c v× tinh tó): ThÕ hÖ tiÕp theo." 327