WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте

Радиальная базисная функция (РБФ) — функция из набора однотипных радиальных функций, используемых как функция активации в одном слое искусственной нейронной сети или как-либо ещё, в зависимости от контекста. Радиальная функция[en] — это любая вещественная функция, значение которой зависит только от расстояния до начала координат или от расстояния между некоторой другой точкой , называемой центром: . В качестве нормы обычно выступает евклидово расстояние, хотя можно использовать и другие метрики.

Линейные комбинации радиальных базисных функций также можно использовать для аппроксимации заданной функции. Аппроксимация может быть интерпретирована как простейшая разновидность нейронной сети; именно в этом контексте радиальные базисные функции были впервые определены в работе Дэвида Брумхэда и Дэвид Лоу в 1988 году[1][2], основанной на фундаментальной работе Майкла Пауэлла 1977 года[3][4][5].

Радиальные базисные функции также используются в качестве ядра в методе опорных векторов.[6]

Виды

Часто используемые радиально-базисные функций включают в себя ( ):

  • Функция Гаусса:
  • Мультиквадратичная:
  • Обратная квадратичная:
  • Обратная мультиквадратичная:
  • Полигармонический сплайн:
  • Тонкий сплайн пластины (специальный полигармонический сплайн):

Приближение

Две ненормализованных гауссовых радиальных базисных функций одной переменной, c центрами в точках и соответственно.

Для аппроксимации функций с помощью радиальных базисных функций обычно берётся их линейная комбинация вида:

,

где в качестве аппроксимирующей функции берётся сумма радиальных базисных функций с центрами в точках и коэффициентами . Коэффициенты можно вычислить с помощью метода наименьших квадратов, поскольку аппроксимирующая функция является линейной по отношению к коэффициентам .

Аппроксимационные схемы такого рода особенно полезны[источник не указан 270 дней] в прогнозировании временных рядов, управлении нелинейных систем, демонстрирующих достаточно простое хаотическое поведение, и 3D-моделировании в компьютерной графике.

Нейронные сети на основе РБФ

Линейная комбинация:

также может быть интерпретирована как простейшая искусственная нейронная сеть с одним слоем, называемая сетью радиально-базисных функций, в которой радиальная базисная функция исполняет роль функции активации. Можно показать, что любая непрерывная функция на компактном интервале в принципе может быть интерполирована с произвольной точностью при достаточно большом .

Аппроксимации является дифференцируемой по . Коэффициенты можно вычислить при помощи любого стандартного итерационного метода для нейронных сетей.

Таким образом, радиальные базисные функции предоставляют собой гибкий инструмент интерполирования при условии, что множество центров более-менее равномерно покрывает область определения искомой функции (в идеале центры должны быть равноудалены от ближайших соседей). Тем не менее, как правило в промежуточных точках аппроксимация достигает высокой точности только если множество радиальных базисных функций дополнено полиномом, ортогональным к каждой из РБФ.

Примечания

  1. ↑ Radial Basis Function networks Архивировано 23 апреля 2014 года.
  2. ↑ Broomhead, Lowe, 1988, p. 321–355
  3. ↑ Michael J. D. Powell (1977). “Restart procedures for the conjugate gradient method” (PDF). Mathematical Programming. Springer. 12: 241—254. DOI:10.1007/bf01593790. Параметры |author= и |last= дублируют друг друга (справка)
  4. ↑ Sahin, Ferat (1997). A Radial Basis Function Approach to a Color Image Classification Problem in a Real Time Industrial Application (PDF) (M.Sc.). Virginia Tech. p. 26. Radial basis functions were first introduced by Powell to solve the real multivariate interpolation problem.
  5. ↑ Broomhead, Lowe, 1988, p. 347: «We would like to thank Professor M.J.D. Powell at the Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics at Cambridge University for providing the initial stimulus for this work.»
  6. ↑ VanderPlas, Jake Introduction to Support Vector Machines. [O'Reilly] (6 May 2015). Проверено 14 мая 2015.

Литература

  • Broomhead, David H.; Lowe, David (1988). “Multivariable Functional Interpolation and Adaptive Networks” (PDF). Complex Systems. 2: 321—355. Архивировано из оригинала (PDF) 2014-07-14.
  • Buhmann, Martin D. (2003), Radial Basis Functions: Theory and Implementations, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-63338-3 .
  • Hardy, R.L. (1971). “Multiquadric equations of topography and other irregular surfaces”. Journal of Geophysical Research. 76 (8): 1905—1915. Bibcode:1971JGR....76.1905H. DOI:10.1029/jb076i008p01905.
  • Hardy, R.L. (1990). “Theory and applications of the multiquadric-biharmonic method, 20 years of Discovery, 1968 1988”. Comp. math Applic. 19 (8/9): 163—208. DOI:10.1016/0898-1221(90)90272-l.
  • Press, WH; Teukolsky, SA; Vetterling, WT & Flannery, BP (2007), "Section 3.7.1. Radial Basis Function Interpolation", Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing (3rd ed.), New York: Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-88068-8 
  • Sirayanone, С., 1988, сравнительные исследования кригинга, мультиквадриков-бигармонический, и других методов решения проблемы минеральных ресурсов, кандидат технических наук. Диссертация, МЭИ. наук о Земле, Университет штата Айова, Эймс, Айова.
  • Sirayanone, S. (1995). “The Multiquadric-biharmonic Method as Used for Mineral Resources, Meteorological, and Other Applications”. Journal of Applied Sciences and Computations. 1: 437—475.

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2026
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии