Information technologies and computer sciences

Structural Features of the Neural Network Classifier

Authors

T. B. Martyniuk
Vinnytsia National Technical University ROR
M. H. Tarnovskyi
Vinnytsia National Technical University ROR
Ya. V. Zapetruk
Vinnytsia National Technical University ROR

Keywords

neurotechnology neural network neural network classifier

Abstract

One of the promising areas in signal/image analysis systems and pattern recognition systems is the use of neural network technologies. This approach has been widely used in technical and medical diagnosis with their hardware and software implementation, in particular in medical express diagnostics. A feature of this approach is the possibility of implementing a dialogue mode, simultaneous processing of alternative versions and processing of symbol variables by recognizing information of various nature. This article analyzes the structural, functional and training features of two classical neural networks: the Hopfield network and the Hamming network, which is the simplest classifier of binary vectors. Taking into account the advantages of both of these neural networks it has been allowed to develop the structure and functioning principle of the proposed neural network classifier. The presented structure of the neural network classifier is an improvement in the structure of the Hamming neural network. The difference is the removal in the neural network classifier of positive lateral connections in the neurons of the competitive layer, which implements the well-known WTA paradigm (winner takes all). And this causes attenuation of weak output signals to a level below the sensitivity threshold. Thus, the WTA strategy is implemented, which stops the iterative process in case of victory of one of the neurons in the competitive layer. Such an approach allowed not only to simplify the structure of the neural network classifier, but also to expand the scope of its application for classification by the maximum of discriminant functions. Simulation of the classification process in the proposed neural network classifier confirmed the acceleration of this process by almost 2 times. Structural modeling of the hidden layer of the neural network classifier demonstrated the correct answers at its outputs when specifying specific input combinations.

699 355

How to Cite

[1]
“Structural Features of the Neural Network Classifier”, Вісник ВПІ, no. 1, pp. 46–52, Feb. 2020, doi: 10.31649/1997-9266-2020-148-1-46-52.

Author Biographies

T. B. Martyniuk, Vinnytsia National Technical University

Dr. Sc. (Eng.), Professor, Professor of the Chair of Laser and Optoelectronic Technique

M. H. Tarnovskyi, Vinnytsia National Technical University

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Chair of Laser and Optoelectronic Technique

Ya. V. Zapetruk, Vinnytsia National Technical University

Student of the Department of Automation and Computer Systems

References

М. Т. Джонс, Программирование искусственного интеллекта в приложениях, пер. с англ. Москва, Россия: ДМК Пресс, 2004.
С. Осовский, Нейронные сети для обработки информации, пер. с польск. Москва, Россия: Финансы и статистика, 2004.
В. Ю. Мейтус, «Интеллектуальные компоненты в системах управления производством,» Кибернетика и системный анализ, № 3, с. 29-44, 2003.
А. В. Гаврилов, В. В. Губарев, К. Х. Джо, и Х. Х. Ли, «Архитектура гибридной интеллектуальной системы управления мобильного робота,» Вестник Новосибирского ГТУ, № 2, с. 3-13, 2004.
А. А. Буков, Технические системы. Обучаемые системы управления со зрением для промышленных роботов. Липецк, Россия: изд-во Липец. гос. техн. ун-та, 2001.
С. Я. Гильгурт, и А. К. Гиранова, «Программно-аппаратная защита данных в распределенных интеллектуальных системах», Искусственный интеллект, № 3, с. 706-711, 2010.
L. Rutkowski, Computational Intelligence. Methods and Techniques. Berlin-Heidelberg: Springer-Verlog, 2008.
В. И. Юнкеров, и С. Г. Григорьев, Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований. СПб., Россия: ВМедА, 2002.
Р. М. Рангайян, Анализ биомедицинских сигналов. Практический подход, пер. с англ. М., Россия: ФИЗМАТЛИТ, 2007.
Г. Т. Олійник, І. В. Степанушко, і І. Б. Трегубенко, «Побудова класифікаторів в задачах біометричної ідентифікації та аутентифікації користувачів,» Вісник Черкаського державного технічного університету, № 1, с. 37-40, 2009.
С. Омату, и М. Халид, Нейроуправление и его приложения, пер. с англ. М., Россия: ИПРЖР, 2000.
А. С. Васюра, Т. Б. Мартинюк, і Л. М. Куперштейн, Методи та засоби нейроподібної обробки даних для систем керування. Вінниця, Україна: Универсум-Вінниця, 2008.
Э. М. Куссуль, Л. М. Касаткина, и В. В. Лукович, «Нейросетевые классификаторы для распознавания рукописных символов,» Управляющие системы и машины, № 4, с. 77-86, 1999.
Использование нейроннных сетей. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.neuroproject.ru/articles_dak_nn.php. Дата обращения: 15.09.2019.
А. Ежов, и В. Чечеткин, «Нейронные сети в медицине,» Открытые системы, № 4, с. 34-37, 1997. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.icmm.ru/~masich/win/lexion/neyro/medicine.html . Дата обращения: 15.09.2019.
Нейронные сети в кардиологии. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.icmm.ru/~masich/win/lexion/neyro/medicine.html# part_3. Дата обращения: 24.09.2019.
Алгоритм построения экспертных систем на нейронных сетях. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://elib.altstu.ru/elib/books/Files/pv2009_0102/pdf /001garkol.pdf. Дата обращения: 24.09.2019.
В. Г. Абакумов, В. Н. Крылов, и С. Г. Антощук, «Автоматизированное распознавание при обработке биомедицинских изображений,» Электроника и связь, № 15, с. 124-127, 2002.
В. В. Круглов, и В. В. Борисов, Искусственные нейронные сети. Теория и практика. 2-е изд. Москва, Россия: Горячая линия-Телеком, 2002.
С. Хайкин, Нейронные сети. Полный курс, пер. с англ. Москва, Россия: ООО «И. Д. Вильямс», 2006.
Т. Б. Мартинюк, і Я. В. Запетрук, «Класифікатор», Патент України G06G 7/00. №133874 МПК(2008), 25.04.2019.
В. С. Медведев, и В. Г. Потемкин, Нейронные сети. MATLAB 6. Москва, Россия: ДИАЛОГ-МИФИ, 2002.
Т. Б. Мартинюк, і А. В. Маслій, «Аналіз обчислювального процесу в нейромережевому класифікаторі,» Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія, № 3(40), с. 55-60, 2017.

Most read articles by the same author(s)

1 2 > >>