vault backup: 2026-05-07 22:48:05

This commit is contained in:
Dmitry
2026-05-07 22:48:05 +03:00
parent 8e14d5ee0d
commit 670035ac30
5 changed files with 157 additions and 5 deletions
+4 -4
View File
@@ -257,6 +257,10 @@
},
"active": "cb9f1037ae0492db",
"lastOpenFiles": [
"01 Library/11 Machine Learning/Алгоритм обучения сети Кохонена.md",
"01 Library/11 Machine Learning/Нейронная сеть Кохонена.md",
"99 System/Archive/Алгоритм обучения сети Кохонена.md",
"99 System/Archive/Нейронная сеть Кохонена.md",
"00 Inbox/Алгоритм обучения сети Кохонена.md",
"00 Inbox/Untitled.md",
"99 System/Cache/Pasted image 20260507222244.png",
@@ -282,10 +286,6 @@
"01 Library/07 HomeLab/Проблемы дистрибутивов.md",
"01 Library/02 DevOps/Контейнеризация/Docker/Docker - Дополнительные знания.md",
"01 Library/02 DevOps/Контейнеризация/Docker/Основы - Docker.md",
"01 Library/01 Admin/CA и NGINX.md",
"CODEX.md",
"99 System/Archive/Шаблонизатор Helm.md",
"99 System/Archive/УИР.md",
"00 Inbox/Archive",
"01 Library/03 Math/Теория нечетких множеств/Теория нечетких множеств.md.tmp.254945.1777751883191",
"01 Library/02 DevOps/Ansible/Ansible - основы.md.tmp.254945.1777751876503",
@@ -0,0 +1,91 @@
---
status: seed
type: concept
tags:
- machine-learning
- neural-networks
- clustering
- self-organizing-maps
created: 2026-05-07
updated: 2026-05-07
title: Алгоритм обучения сети Кохонена
---
# Алгоритм обучения сети Кохонена
**Алгоритм обучения сети Кохонена** - процедура самообучения, при которой нейроны топологической карты постепенно становятся прототипами групп похожих входных объектов. Алгоритм относится к [[Нейронная сеть Кохонена|сетям Кохонена]] и связан с задачами [[Кластерный анализ|кластеризации]].
## Общая схема
1. Инициализировать веса нейронов небольшими случайными значениями.
2. Подать на вход очередной обучающий объект.
3. Найти нейрон-победитель, чей вектор весов лучше всего соответствует входному вектору.
4. Скорректировать веса нейрона-победителя и, в классической SOM, нейронов из его окрестности.
5. Повторять предъявление объектов до стабилизации карты или достижения заданного числа эпох.
Базовая формула корректировки веса:
$$
w_{ij}(t)=w_{ij}(t-1)+\alpha(x_i-w_{ij}(t-1))
$$
где:
- $w_{ij}$ - вес связи между входом $i$ и нейроном $j$;
- $x_i$ - значение входного признака;
- $\alpha$ - скорость обучения;
- $t$ - номер шага обучения.
## Выбор нейрона-победителя
Нейрон-победитель можно выбирать через меру близости входного вектора и вектора весов нейрона.
### Через скалярное произведение
Если векторы нормализованы, близость можно оценивать скалярным произведением:
$$
S_j=\sum\limits_{i=1}^{m}x_iw_{ij}=||x||\cdot||w^j||\cdot cos(\phi)
$$
Побеждает нейрон с максимальным значением $S_j$.
### Через евклидово расстояние
Чаще победителем считают нейрон с минимальным расстоянием до входного объекта:
$$
D_j=\sqrt{\sum\limits_{i=1}^{m}(x_i-w_{ij})^2}
$$
где $j$ - индекс нейрона, $i$ - индекс входного признака, $m$ - размерность входного вектора.
Такой способ напрямую связан с заметкой [[Расстояние между объектами]].
## Нормализация
Перед обучением часто нормализуют входные данные и начальные веса, чтобы признаки с крупным масштабом не доминировали при выборе победителя.
Нормализация входного вектора:
$$
x_j=\frac{x_j}{\sqrt{\sum\limits_{l=1}^{m}x_l^2}}
$$
Нормализация весов:
$$
w_{ij}=\frac{w_{ij}}{\sqrt{\sum\limits_{l=1}^{k}w_{lj}^2}}
$$
## Отличие от K-means
Алгоритм похож на [[Итерационная классификация. Метод K-средних (K-means)|K-means]] тем, что объект влияет на ближайший прототип. Главное отличие SOM - наличие топологической карты: обновляется не только победитель, но и его соседи, поэтому карта сохраняет отношения близости между областями данных.
## Связанные заметки
- [[Нейронная сеть Кохонена]]
- [[Нейронные сети]]
- [[Кластерный анализ]]
- [[Расстояние между объектами]]
- [[Итерационная классификация. Метод K-средних (K-means)]]
@@ -0,0 +1,61 @@
---
status: seed
type: concept
tags:
- machine-learning
- neural-networks
- clustering
- self-organizing-maps
created: 2026-05-07
updated: 2026-05-07
title: Нейронная сеть Кохонена
---
# Нейронная сеть Кохонена
**Нейронная сеть Кохонена** - класс нейронных сетей, основанный на самоорганизующихся картах (*Self-Organizing Maps*, SOM). Такие сети применяются для [[Кластерный анализ|кластеризации]] и проецирования многомерных данных на пространство меньшей размерности с сохранением топологической близости объектов.
Если два объекта близки в исходном пространстве признаков, после обучения они обычно попадают в близкие области карты. Поэтому сеть Кохонена удобна не только для разбиения данных на группы, но и для визуального анализа структуры выборки.
## Идея
Сеть Кохонена объединяет две задачи:
1. Выделение кластеров в многомерных данных.
2. Отображение многомерных объектов на двумерную или одномерную карту.
В отличие от многих сетей, обучающихся с учителем, сеть Кохонена обычно работает в режиме самообучения: ей предъявляют входные объекты, а сеть постепенно настраивает веса нейронов так, чтобы разные области карты отвечали за разные группы похожих объектов.
## Архитектура
Сеть состоит из двух основных слоев:
- **входной слой** - принимает вектор признаков объекта;
- **выходной слой** - содержит нейроны топологической карты.
Каждый нейрон выходного слоя связан со всеми входными признаками и имеет собственный вектор весов. Количество нейронов выходного слоя связано с желаемой детализацией карты и числом обнаруживаемых областей данных.
![[Pasted image 20260507222244.png|500]]
## Обучение
Обучение сети Кохонена сводится к последовательной подстройке весов. На каждом шаге сети предъявляется входной объект, после чего выбирается нейрон-победитель - нейрон, чей вектор весов ближе всего к входному вектору.
После выбора победителя корректируются:
- веса самого нейрона-победителя;
- веса нейронов, лежащих в его окрестности на карте.
Подробная процедура вынесена в [[Алгоритм обучения сети Кохонена]].
## Связь с кластеризацией
По смыслу сеть Кохонена близка к итерационным методам кластеризации: веса нейронов играют роль прототипов групп, а входные объекты притягивают ближайшие прототипы к себе. Поэтому рядом полезно держать заметки про [[Кластерный анализ]], [[Классификация]] и [[Итерационная классификация. Метод K-средних (K-means)]].
## Связанные заметки
- [[Нейронные сети]]
- [[Алгоритм обучения сети Кохонена]]
- [[Кластерный анализ]]
- [[Классификация]]
- [[Итерационная классификация. Метод K-средних (K-means)]]
@@ -25,4 +25,4 @@ $j$ - индекс нейрона, $i$ - индекс входа, $w_{ij}$ - в
## Нормализация входных значений
При использовании обучения по алгоритму Кохонена на стадии инициализации существует практика нормализации:
- входных образов$$x_{j}=\frac{x_{j}}{\sqrt{\sum\limits_{l=1}^{m}x_{l}^{2}}}$$
- начальных значений весовых коэффициентов$$w_{ij}=w_{ij}/\sqrt{\sum\limits_{l=1}^}$$
- начальных значений весовых коэффициентов$$w_{ij}=\frac{w_{ij}}{\sqrt{\sum\limits_{l=1}^{k}w_{lj}^{2}}}$$