1、 競(jìng)爭(zhēng)層競(jìng)爭(zhēng)層輸入層輸入層自組織學(xué)習(xí)自組織學(xué)習(xí)(self-organized learning) ： 通過(guò)自動(dòng)尋找樣本中的內(nèi)在規(guī)律和本通過(guò)自動(dòng)尋找樣本中的內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)屬性，自組織、自適應(yīng)地改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)質(zhì)屬性，自組織、自適應(yīng)地改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與結(jié)構(gòu)。與結(jié)構(gòu)。 自組織網(wǎng)絡(luò)的自組織功能是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)自組織網(wǎng)絡(luò)的自組織功能是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)（competitive learning）實(shí)現(xiàn)的。）實(shí)現(xiàn)的。 )()(iTiiXXXXXX 類(lèi) 1 類(lèi) 2 類(lèi) 1 類(lèi) 2 T T (a)基于歐式距離的相似性測(cè)量 (b)基于余弦法的相似性測(cè)量4.1.1 基本概念基本概念4.1.1 基本概念基本概念iiTXXXXcos

2、類(lèi) 1 類(lèi) 2 類(lèi) 1 類(lèi) 2 T T (a)基于歐式距離的相似性測(cè)量 (b)基于余弦法的相似性測(cè)量競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則Winner-Take-All 網(wǎng)絡(luò)的輸出神經(jīng)元之間相互競(jìng)爭(zhēng)以求被網(wǎng)絡(luò)的輸出神經(jīng)元之間相互競(jìng)爭(zhēng)以求被激活，結(jié)果在每一時(shí)刻只有一個(gè)輸出神經(jīng)元激活，結(jié)果在每一時(shí)刻只有一個(gè)輸出神經(jīng)元被激活。這個(gè)被激活的神經(jīng)元稱(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)獲勝被激活。這個(gè)被激活的神經(jīng)元稱(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)獲勝神經(jīng)元，而其它神經(jīng)元的狀態(tài)被抑制，故稱(chēng)神經(jīng)元，而其它神經(jīng)元的狀態(tài)被抑制，故稱(chēng)為為Winner Take All。競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則Winner-Take-All1.1.向量歸一化向量歸一化 首先將當(dāng)前輸入模式向量首先將

3、當(dāng)前輸入模式向量X X和競(jìng)爭(zhēng)層中各神經(jīng)元對(duì)應(yīng)的內(nèi)星向量和競(jìng)爭(zhēng)層中各神經(jīng)元對(duì)應(yīng)的內(nèi)星向量W Wj j 全部進(jìn)行歸一化處理；全部進(jìn)行歸一化處理； (j=1,2,(j=1,2,m),m)Tnjjnnjjxxxx12121.XXX向量歸一化之向量歸一化之 * * * * * * * * 向量歸一化之向量歸一化之 * * * * * * * * * * 競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則Winner-Take-All2.2.尋找獲勝神經(jīng)元尋找獲勝神經(jīng)元 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)得到一個(gè)輸入模式向量時(shí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)得到一個(gè)輸入模式向量時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)層的所有神經(jīng)元對(duì)應(yīng)的內(nèi)星權(quán)向量均與其進(jìn)行相競(jìng)爭(zhēng)層的所有神經(jīng)元對(duì)應(yīng)的內(nèi)星權(quán)向量均與其進(jìn)行相似性比較，

4、并將最相似的內(nèi)星權(quán)向量判為競(jìng)爭(zhēng)獲勝神似性比較，并將最相似的內(nèi)星權(quán)向量判為競(jìng)爭(zhēng)獲勝神經(jīng)元。經(jīng)元。欲使兩單位向量最相似，須使其點(diǎn)積最大。即：欲使兩單位向量最相似，須使其點(diǎn)積最大。即：)(max,.,2, 1*XWXWTjmjTj 從上式可以看出，欲使兩單位向量的歐式距離從上式可以看出，欲使兩單位向量的歐式距離最小，須使兩向量的點(diǎn)積最大。即：最小，須使兩向量的點(diǎn)積最大。即：)(max,.,2, 1*XWXWTjmjTjjmjjWXWXmin,.,2,1*)()(*jTjjWXWXWXTjTjTjT*2WWXWXX)1(2*XWTj競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則Winner-Take-All競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)規(guī)則競(jìng)爭(zhēng)

5、學(xué)習(xí)規(guī)則勝者為王勝者為王(Winner-Take-All)3.3.網(wǎng)絡(luò)輸出與權(quán)值調(diào)整網(wǎng)絡(luò)輸出與權(quán)值調(diào)整*01) 1(jjjjtoj)( )()()() 1(*jjjjjttttWXWWWW)()1(ttjjWW j j j j* * 步驟步驟3 3完成后回到步驟完成后回到步驟1 1繼續(xù)訓(xùn)練，直到學(xué)習(xí)率繼續(xù)訓(xùn)練，直到學(xué)習(xí)率衰減到衰減到0 0。 * * * * * * * * 競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)的幾何意義競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)的幾何意義競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)的幾何意義競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)的幾何意義 * 1W *jW * )()()()(*ttttjpWXWh * )(*1tjW )(tpX jW mW * *競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)游戲競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)游戲?qū)⒁痪S樣本空間

6、的將一維樣本空間的12個(gè)樣本分為個(gè)樣本分為3類(lèi)類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)游戲競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)游戲w1w2w3x訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練樣本集o1o1o1例例4.1 4.1 用競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)算法將下列各模式分為用競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)算法將下列各模式分為2 2類(lèi)：類(lèi)：6 . 08 . 01X9848. 01736. 02X707. 0707. 03X9397. 0342. 04X8 . 06 . 05X解：為作圖方便，將上述模式轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)形式解：為作圖方便，將上述模式轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)形式 ：89.3611X8012X5 .4413X7014X13.5315X競(jìng)爭(zhēng)層設(shè)兩個(gè)權(quán)向量，隨機(jī)初始化為單位向量：競(jìng)爭(zhēng)層設(shè)兩個(gè)權(quán)向量，隨機(jī)初始化為單位向量：0101)

7、0(1W180101)0(2W x5 x3 x1 w2 w1 x2 x4 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 .

8、 . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9

9、 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 w2 x2 x4 w1 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 .

10、. 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0

11、0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 w2 x2 x4 w1 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8

12、 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3

13、 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5

14、 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 w2 x2 x4 w1 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4

15、4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0

16、0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 w2 x2 x4 w1 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1

17、 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1

18、 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 w2 x2 x4 w1 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6

19、6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5

20、5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0

21、0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 w2 x2 x4 w1 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4

22、 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - -

23、 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 x2 x4 w1 w2 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9

24、2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8

25、0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 x2 x4 w1 w2 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4

26、 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3

27、 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 -

28、 - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 x2 x4 w1 w2 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4

29、4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0

30、0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 x5 x3 x1 x2 x4 w1 w2 訓(xùn)訓(xùn) 練練 次次 數(shù)數(shù) W W1 1 W W2 2 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 3 3 1 1 4 4 1 1 5 5 1 1 6 6 1 1 7 7 1 1 8 8

31、 1 1 9 9 2 2 0 0 1 1 8 8 . . 4 4 3 3 - - 3 3 0 0 . . 8 8 7 7 - - 3 3 2 2 1 1 1 1 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 0 0 . . 5 5 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 7 7 . . 5 5 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 3 3 . . 5 5 4 4 8 8 . . 5 5 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - -

32、 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 8 8 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 3 3 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 1 1 0 0 0 0 - - 9 9 0 0 - - 9 9 0 0 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 1 1 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 8 8 0 0 . . 5 5 - - 7 7 5 5 - - 7 7 5 5 (a)一維線陣 (b)二維平面線陣 * W4 W1* W2 * W3* *W5 * * W1 W2 *

33、 W3*W5 * W4 w1 w2 w3 w4 w5 * * W1 W2 * W3*W5 * W4 * * W1 W2 * W3*W5 * W4(1)(1)初始化初始化 對(duì)輸出層各權(quán)向量賦小隨機(jī)數(shù)并進(jìn)行歸一化對(duì)輸出層各權(quán)向量賦小隨機(jī)數(shù)并進(jìn)行歸一化處理，得到處理，得到 ，j=1,2,m；建立初始優(yōu)勝鄰域建立初始優(yōu)勝鄰域Nj*(0)；學(xué)習(xí)率學(xué)習(xí)率h h 賦初始值。賦初始值。jW(2)接受輸入接受輸入 從訓(xùn)練集中隨機(jī)選取一個(gè)輸入模式并進(jìn)行從訓(xùn)練集中隨機(jī)選取一個(gè)輸入模式并進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化處理，得到 ，p 1,2,P。pX(3)尋找獲勝節(jié)點(diǎn)尋找獲勝節(jié)點(diǎn) 計(jì)算計(jì)算 與與 的點(diǎn)積，的點(diǎn)積，j=1,

34、2,m，從中選出點(diǎn)積最大的獲勝節(jié)點(diǎn)從中選出點(diǎn)積最大的獲勝節(jié)點(diǎn)j*。pXjW(4)定義優(yōu)勝鄰域定義優(yōu)勝鄰域Nj* (t) 以以j*為中心確定為中心確定t 時(shí)刻的權(quán)值調(diào)整域，時(shí)刻的權(quán)值調(diào)整域，一般初始鄰域一般初始鄰域Nj* (0)較大，訓(xùn)練過(guò)程中較大，訓(xùn)練過(guò)程中Nj* (t)隨訓(xùn)練時(shí)間逐隨訓(xùn)練時(shí)間逐漸收縮。漸收縮。Kohonen 學(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)算法 Nj*(0) Nj*(0) Nj*(1) Nj*(1) Nj*(2) Nj*(2)(),()()1(twxNttwtwijpiijijh),( NthhhNt,NetNt)(),(hhh(t) h(t) h(t)h(0) h(0) h(0) 0 t 0

35、t 0 t初始化、歸一化權(quán)向量 W：jW，j=1,2,m；建立初始優(yōu)勝鄰域 Nj*(0)學(xué)習(xí)率h(t)賦初始值輸入歸一化樣本pX，p1,2,P計(jì)算點(diǎn)積pTjXW，j=1,2,m選出點(diǎn)積最大的獲勝節(jié)點(diǎn) j*定義優(yōu)勝鄰域 Nj*(t)對(duì)優(yōu)勝鄰域 Nj*(t)內(nèi)節(jié)點(diǎn)調(diào)整權(quán)值：)()()()(twxN, ttw1twijpiijijhi=1,2,n jNj*(t) N )(thminh Y結(jié)束K o h o n e nK o h o n e n學(xué)習(xí)算法程序流程學(xué)習(xí)算法程序流程 動(dòng)物 屬性 鴿子 母雞 鴨 鵝 貓頭鷹 隼 鷹 狐貍 狗 狼 貓 虎 獅 馬 斑馬 牛 小 中 大 2只腿 4只腿 毛 蹄 鬃

36、毛 羽毛 獵 跑 飛 泳 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0

37、 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 鴨 馬 牛 斑馬 虎 鵝 狼 貓 隼 頭 獅 鴿 鷹 狗 鷹 母雞 狐 貓A BC D E FG H I GK L M NO P Q RS T U VW X Y Z1 2 3 45 6x01 2 3 4 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3x10 0 0 0 0 1

38、2 3 4 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3x20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 3 3 3 3 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6x30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 1 2 3 4 2 2 2 2 2 2x40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 A B C D E F G H K L M N O P Q R I S W J T X 1 2 3 4 5

39、 6 U Y V Z B C D E Q R Y Z A P X F N O W 1 G M 2 H K L T U 3 I 4 J S V 5 6 要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)皮衣，必須保證每件皮衣所用皮料在要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)皮衣，必須保證每件皮衣所用皮料在顏色和紋理方面的相似性。在生產(chǎn)中，通常由有經(jīng)驗(yàn)的顏色和紋理方面的相似性。在生產(chǎn)中，通常由有經(jīng)驗(yàn)的工人根據(jù)皮料顏色、紋理的相近程度進(jìn)行分類(lèi)。這道稱(chēng)工人根據(jù)皮料顏色、紋理的相近程度進(jìn)行分類(lèi)。這道稱(chēng)為為“配皮配皮”的工序，因光照條件、工人經(jīng)驗(yàn)不同以及情的工序，因光照條件、工人經(jīng)驗(yàn)不同以及情緒、體力等因素變化的影響，質(zhì)量難于保證。緒、體力等因素變化的影響，質(zhì)量難于保證

40、。 計(jì)算機(jī)皮革檢測(cè)與分類(lèi)系統(tǒng)可對(duì)成批皮革的顏色及計(jì)算機(jī)皮革檢測(cè)與分類(lèi)系統(tǒng)可對(duì)成批皮革的顏色及紋理進(jìn)行在線檢測(cè)、特征值提取及快速分類(lèi)，從而代替紋理進(jìn)行在線檢測(cè)、特征值提取及快速分類(lèi)，從而代替了傳統(tǒng)的手工操作，取得了良好的效果。了傳統(tǒng)的手工操作，取得了良好的效果。 CCD彩彩 色色攝像攝像機(jī)機(jī)解碼器解碼器（PAL)圖圖 像像采集卡采集卡及及幀幀 存存儲(chǔ)儲(chǔ) 器器計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)486/66彩彩 色色監(jiān)視器監(jiān)視器打印機(jī)打印機(jī)標(biāo)準(zhǔn)燈箱標(biāo)準(zhǔn)燈箱 皮革皮革皮料傳送帶皮料傳送帶D65光源光源1. 顏色紋理特征提取顏色紋理特征提取顏色參數(shù)顏色參數(shù): CIE1996均勻顏色空間值均勻顏色空間值 l*, a*, b*紋

41、理參數(shù)紋理參數(shù): 梯度均值梯度均值2, 梯度標(biāo)差梯度標(biāo)差 2 , 及梯度及梯度墑墑T8。皮革外觀由維輸入矢量皮革外觀由維輸入矢量 I = l*, a*, b*, 2 ,2 ,T8描述描述 2. SOM 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu): 6輸入輸入1維線陣輸出。維線陣輸出。聚類(lèi)時(shí)每批聚類(lèi)時(shí)每批100張皮，平均每件皮衣需要張皮，平均每件皮衣需要56張皮，因此將輸出層設(shè)置張皮，因此將輸出層設(shè)置20個(gè)神經(jīng)元。每個(gè)神經(jīng)元。每個(gè)神經(jīng)元代表一類(lèi)外觀效果相似的皮料，如個(gè)神經(jīng)元代表一類(lèi)外觀效果相似的皮料，如果聚為一類(lèi)的皮料不夠做一件皮衣，可以和果聚為一類(lèi)的皮料不夠做一件皮衣，可以和相鄰類(lèi)歸并使用

42、。相鄰類(lèi)歸并使用。 )(th t tp tm 3.網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì) N j* (t) 優(yōu)勝鄰域在訓(xùn)練開(kāi)始時(shí)覆蓋整個(gè)輸出線陣，以后訓(xùn)練優(yōu)勝鄰域在訓(xùn)練開(kāi)始時(shí)覆蓋整個(gè)輸出線陣，以后訓(xùn)練次數(shù)每增加次數(shù)每增加t =tm/P，Nj*(t)鄰域兩端各收縮一個(gè)神經(jīng)元直至鄰域內(nèi)鄰域兩端各收縮一個(gè)神經(jīng)元直至鄰域內(nèi)只剩下獲勝神經(jīng)元。只剩下獲勝神經(jīng)元。 對(duì)對(duì)(t)采用了以下模擬退火函數(shù)：采用了以下模擬退火函數(shù)：00.95 tm5000 tp1500 4.皮革紋理分類(lèi)結(jié)果皮革紋理分類(lèi)結(jié)果 頻頻 度度 節(jié)節(jié) 點(diǎn)點(diǎn) (1)物流中心城市評(píng)價(jià)指標(biāo)與數(shù)據(jù)樣本物流中心城市評(píng)價(jià)指標(biāo)與數(shù)據(jù)樣本 簡(jiǎn)單選取簡(jiǎn)單選取5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為

43、網(wǎng)絡(luò)輸入：個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為網(wǎng)絡(luò)輸入：x1人均人均GDP(元元)，x2工業(yè)總產(chǎn)值工業(yè)總產(chǎn)值(億元億元)，x3社會(huì)消費(fèi)品零售總額社會(huì)消費(fèi)品零售總額(億元億元)，x4批發(fā)零售貿(mào)易總額批發(fā)零售貿(mào)易總額(億元億元)，x5貨運(yùn)總量貨運(yùn)總量(萬(wàn)噸萬(wàn)噸)。 城城市市 X1 X2 X3 X4 X5 城城市市 X1 X2 X3 X4 X5 北北京京 27527 2738.30 1494.83 3055.63 30500 青青島島 29682 1212.02 182.80 598. 06 29068 天天津津 22073 2663.56 782.33 1465.65 28151 煙煙臺(tái)臺(tái) 21017 298.73 9

44、2.71 227.39 8178 石石家家莊莊 25584 467.42 156.02 763.46 12415 鄭鄭州州 17330 261.80 215.63 402.98 7373 唐唐山山 19387 338.67 95.73 199.69 14522 武武漢漢 17882 1020.84 685.82 1452 16244 太太原原 13919 304.13 141.94 155.22 15170 長(zhǎng)長(zhǎng)沙沙 26327 241.76 269.93 369.83 7550 呼呼和和浩浩特特 13738 82.23 69.27 108.12 2415 衡衡陽(yáng)陽(yáng) 12386 61.53 6

45、3.95 72.65 3004 沈沈陽(yáng)陽(yáng) 21736 729.04 590.26 1752.4 15156 廣廣州州 42828 2446.97 1166.10 3214.19 24500 大大連連 34659 1003.56 431.83 728.08 19736 深深圳圳 152099 3079.63 609.26 801.06 5167 長(zhǎng)長(zhǎng)春春 24799 900.26 309.75 173.99 10346 汕汕頭頭 19414 192.93 112.96 280.84 1443 哈哈爾爾濱濱 20737 402.73 360.38 762.94 8814 湛湛江江 15290 228.45 99.08 149.16 5524 上上海海 40788 6935.57 1531.89 3921.2 49499 南南寧寧 17715 109.39 142.08 264.32