Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
отчёт7_мой.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
20.07.2019
Размер:
373.76 Кб
Скачать

3 Исследование влияния зашумления на распознавание образов

Размер изображения: 32x32

Резервных нейронов: 5

Критерий схожести: 95,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

100,0

Новый класс 3

P

0.0

100,0

Новый класс 4

N

1.0

95,1

Класс 0

E

1.0

95,7

Класс 1

M

1.0

95,2

Класс 2

H

1.0

94,9

Не классифицирован

P

1.0

92,2

Не классифицирован

N

2.0

93,3

Не классифицирован

E

2.0

92,3

Не классифицирован

M

2.0

91,5

Не классифицирован

H

2.0

90,1

Не классифицирован

P

2.0

85,5

Не классифицирован

N

4.0

78,8

Не классифицирован

E

4.0

86,2

Не классифицирован

M

4.0

81,6

Не классифицирован

H

4.0

77,7

Не классифицирован

P

4.0

78,4

Не классифицирован

Критерий схожести: 90,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

100,0

Новый класс 3

P

0.0

100,0

Новый класс 4

N

1.0

93,9

Класс 0

E

1.0

96,3

Класс 1

M

1.0

97,0

Класс 2

H

1.0

95,4

Класс 3

P

1.0

93,6

Класс 4

N

2.0

87,9

Не классифицирован

E

2.0

86,2

Не классифицирован

M

2.0

90,3

Класс 2

H

2.0

88,8

Не классифицирован

P

2.0

91,4

Класс 4

N

3.0

83,2

Не классифицирован

E

3.0

83,6

Не классифицирован

M

3.0

88,8

Не классифицирован

H

3.0

80,8

Не классифицирован

P

3.0

81,2

Не классифицирован

Критерий схожести: 88,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

100,0

Новый класс 3

P

0.0

100,0

Новый класс 4

N

1.0

95,1

Класс 0

E

1.0

96,9

Класс 1

M

1.0

93,3

Класс 2

H

1.0

96,1

Класс 3

P

1.0

96,3

Класс 4

N

2.0

87,4

Не классифицирован

E

2.0

89,4

Класс 1

M

2.0

90,9

Класс 2

H

2.0

88,7

Класс 3

P

2.0

89,4

Класс 4

N

4.0

83,5

Не классифицирован

E

4.0

77,6

Не классифицирован

M

4.0

81,6

Не классифицирован

H

4.0

76,7

Не классифицирован

P

4.0

80

Не классифицирован

Критерий схожести: 86,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

86,5

Класс 2

P

0.0

100,0

Новый класс 3

N

1.0

94,5

Класс 0

E

1.0

96,9

Класс 1

M

1.0

100

Новый класс 4

H

1.0

82,1

Не классифицирован

P

1.0

89

Класс 3

N

2.0

89

Класс 0

E

2.0

88

Класс 1

M

2.0

91,4

Класс 4

H

2.0

77,2

Не классифицирован

P

2.0

89,4

Класс 3

N

4.0

83,4

Не классифицирован

E

4.0

79,8

Не классифицирован

M

4.0

77,7

Не классифицирован

H

4.0

66,5

Не классифицирован

P

4.0

74,4

Не классифицирован

Критерий схожести: 82,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

82,4

Класс 0

P

0.0

100,0

Новый класс 3

N

1.0

86,6

Класс 2

E

1.0

93,4

Класс 1

M

1.0

100

Новый класс 4

H

1.0

83,3

Класс 4

P

1.0

93,6

Класс 3

N

2.0

82,7

Класс 0

E

2.0

88,7

Класс 1

M

2.0

63,7

Не классифицирован

H

2.0

75,9

Не классифицирован

P

2.0

83,8

Класс 3

N

4.0

71,4

Не классифицирован

E

4.0

71,3

Не классифицирован

M

4.0

59,4

Не классифицирован

H

4.0

71

Не классифицирован

P

4.0

75,9

Не классифицирован

Критерий схожести: 78,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

82,4

Класс 0

P

0.0

81,7

Класс 1

N

1.0

85,5

Класс 2

E

1.0

100

Новый класс 3

M

1.0

100

Новый класс 4

H

1.0

78,6

Класс 0

P

1.0

78,7

Класс 1

N

2.0

83,1

Класс 2

E

2.0

91,7

Класс 3

M

2.0

92,5

Класс 4

H

2.0

77,5

Не классифицирован

P

2.0

71,6

Не классифицирован

N

4.0

74,7

Не классифицирован

E

4.0

80,3

Класс 3

M

4.0

81,3

Класс 4

H

4.0

64,9

Не классифицирован

P

4.0

60,7

Не классифицирован

Размер изображения: 32x32

Резервных нейронов: 5

Критерий схожести: 76,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

82,4

Класс 0

P

0.0

81,7

Класс 1

N

1.0

84,6

Класс 2

E

1.0

100

Новый класс 3

M

1.0

100

Новый класс 4

H

1.0

76,1

Класс 0

P

1.0

77

Класс 1

N

2.0

80,6

Класс 2

E

2.0

87,4

Класс 3

M

2.0

92,5

Класс 4

H

2.0

77,3

Класс 4

P

2.0

68,6

Не классифицирован

N

4.0

72,1

Не классифицирован

E

4.0

80,8

Класс 3

M

4.0

60

Не классифицирован

H

4.0

68,8

Не классифицирован

P

4.0

62,2

Не классифицирован

Размер изображения: 32x32

Резервных нейронов: 5

Критерий схожести: 74,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

82,4

Класс 0

P

0.0

81,7

Класс 1

N

1.0

86,1

Класс 2

E

1.0

100

Новый класс 3

M

1.0

100

Новый класс 4

H

1.0

87,3

Класс 0

P

1.0

74,6

Класс 1

N

2.0

82,1

Класс 2

E

2.0

88,2

Класс 3

M

2.0

89

Класс 4

H

2.0

75,9

Класс 4

P

2.0

73,5

Не классифицирован

N

4.0

75,3

Класс 2

E

4.0

80,7

Класс 3

M

4.0

58,6

Не классифицирован

H

4.0

66,7

Не классифицирован

P

4.0

66

Не классифицирован

Размер изображения: 32x32

Резервных нейронов: 5

Критерий схожести: 72,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

100,0

Новый класс 2

H

0.0

82,4

Класс 0

P

0.0

81,7

Класс 1

N

1.0

72,3

Класс 0

E

1.0

100

Новый класс 3

M

1.0

95,2

Класс 2

H

1.0

77,4

Класс 0

P

1.0

72,2

Класс 1

N

2.0

83,5

Класс 2

E

2.0

87,4

Класс 3

M

2.0

100

Новый класс 4

H

2.0

72,5

Класс 0

P

2.0

70,6

Не классифицирован

N

4.0

75,3

Класс 2

E

4.0

77,2

Класс 3

M

4.0

86

Класс 4

H

4.0

68,1

Не классифицирован

P

4.0

62,4

Не классифицирован

Размер изображения: 32x32

Резервных нейронов: 5

Критерий схожести: 70,0%

Протокол работы сети

Символ

Уровень шума, %

Схожесть, %

Результат классификации

N

0.0

100,0

Новый класс 0

E

0.0

100,0

Новый класс 1

M

0.0

71

Класс 0

H

0.0

78,4

Класс 0

P

0.0

81,7

Класс 1

N

1.0

70,6

Класс 0

E

1.0

100

Новый класс 2

M

1.0

100

Новый класс 3

H

1.0

72,3

Класс 0

P

1.0

76,3

Класс 1

N

2.0

80,1

Класс 3

E

2.0

89,9

Класс 2

M

2.0

100

Новый класс 4

H

2.0

75

Класс 4

P

2.0

75,2

Класс 1

N

4.0

69,7

Не классифицирован

E

4.0

77,5

Класс 2

M

4.0

60,4

Не классифицирован

H

4.0

66,1

Не классифицирован

P

4.0

63,8

Не классифицирован

Вывод: при зашумлении, превышающем 1, для данной последовательности образы одинаково плохо распознаются практически для всех критериев схожести. Отчасти, в данном варианте задания это связано с похожестью некоторых символов (например, N и Н), которые сеть группирует в один класс.

Общие выводы по лабораторной работе:

1. Критерий схожести оказывает влияние на правильность распознавания образов. При высоком критерии схожести образ, подаваемый на вход сети, должен быть в достаточной степени чистым, поскольку даже при сравнительно малых значениях шума, сеть не в состоянии распознать его. В то же время при низком критерии схожести образы могут быть более зашумлёнными и они всё равно будут распознаны сетью. Однако в таком случае повышается вероятность отнесения нескольких разных похожих образов к одному классу.

2. Проблема стабильности-пластичности является одной из самых сложных и трудно решаемых задач при построении искусственных систем, моделирующих восприятие. Характер восприятия внешнего мира живыми организмами (и, прежде всего, человеком) постоянно связан с решением дилеммы, является ли некоторый образ "новой" информацией, и следовательно реакция на него должна быть поисково-познавательной, с сохранением этого образа в памяти, либо этот образ является вариантом "старой", уже знакомой картиной, и в этом случае реакция организма должна соотвествовать ранее накопленному опыту. Специальное запоминание этого образа в последнем случае не требуется. Таким образом, восприятие одновременно пластично, адаптированно к новой информации, и при этом оно стабильно, то есть не разрушает память о старых образах. Рассмотренные в предыдущих лабораторных работах нейронные системы не приспособлены к решению этой задачи.

Привлекательной особенностью нейронных сетей с адаптивным резонансом является то, что они сохраняют пластичность при запоминании новых образов, и, в то же время, предотвращают модификацию старой памяти. Нейросеть имеет внутренний детектор новизны - тест на сравнение предъявленного образа с содержимым памяти. При удачном поиске в памяти предъявленный образ классифицируется с одновременной уточняющей модификацией синаптических весов нейрона, выполнившего классификацию. О такой ситуации говорят, как о возникновении адаптивного резонанса в сети в ответ на предъявление образа. Если резонанс не возникает в пределах некоторого заданного порогового уровня, то успешным считается тест новизны, и образ воспринимается сетью, как новый. Модификация весов нейронов, не испытавших резонанса, при этом не производится.

4. В проведенных опытах сеть АРТ1 начала неверно распознавать символы начиная с критерия схожести равного 86%, поэтому задание такого же или меньшего критерия схожести не желательно, т.к. в этом случае сеть начинает группировать слабо схожие образы, что может привести к искажению исходного образа. Таким образом, выбранный критерий схожести должен быть больше либо равен 88%.

5. Размер матрицы образов также влияет на качество распознавания. Наилучшие результаты были получены при использовании матрицы 32х32, так как при использовании меньшего размера несовпадение хотя бы одного сегмента изображения с имеющимся в сети образом приводит к резкому уменьшению процента распознавания, а для большего размера появляется проблема схожести похожих символов и их группировки сетью.