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Red  de Hamming
Richard P. Lippmann ,[object Object],Recibio el grado de Dr. en Ingenieria electrica del Instituto Tecnologico de Massachusetts (MIT) en  1978.
Características
Características Generales ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object]
Arquitectura
ARQUITECTURA
[object Object]
[object Object],[object Object]
Capa oculta Red para el calculo de la distancia de Hamming
Red de Hamming Simple ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object]
Red de Hamming
Algoritmo de  Aprendizaje
La segunda capa de las redes de Hamming, es la llamada capa de competencia, por que cada neurona se excita e inhibe a las demás neuronas . Para simplificar esto definiremos una función de transferencia que haga el trabajo de la capa competitiva. a= compet (n) Algoritmo
Esta   trabaja encontrando el índice i *   de la neurona con la entrada mas grande en la red y mandando la salida de esta a 1. Todas las demás salidas serán 0. La capa competitiva es mostrada de la sig. Forma:
Capa 1 (Correlación) vectores prototipo para reconocimiento : Primera capa de la matriz de pesos y umbrales La respuesta de la primera capa es: El prototipo mas cercano al vector de entrada produce la respuesta  mas grande.
Capa 2 (Competición) La neurona con la condición inicial más grande ganará la competencia. La segunda capa es inicializada con la salida de la  primera capa.
Capa Competitiva
Aprendizaje Competitivo En la red competitiva, la neurona ganadora tiene una salida de  1, y las otra tienen salida 0. Regla Instar  Regla de Kohonen
Representación Gráfica O bien Regla de Kohonen
Ejemplo
Después de Cuatro Iteraciones
Típica Convergencia (Clustering) Antes del entrenamiento Después del entrenamiento Pesos Vectores de entrada
Problemas de las capas competitivas ,[object Object],[object Object],[object Object]
1) Compromiso entre la velocidad de aprendizaje y estabilidad de los vectores de pesos. ,[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object]
Estabilidad Si los vectores de entrada no quedan bien agrupados por un cluster, entonces para velocidades de aprendizaje grandes la presentación de cada vector de entrada  puede modificar la configuración de tal forma que el sistema experimentará una evolución continua.
Estabilidad 1 w (0) 2 w (0) p 1 p 3 p 2 p 5 p 6 p 7 p 4 p 8 1 w (8) 2 w (8) p 1 p 3 p 2 p 5 p 6 p 7 p 4 p 8
2) Problemas de clasificación cuando los patrones están muy próximos. ,[object Object],[object Object]
3 ) Neuronas muertas. ,[object Object],[object Object]
Neuronas Muertas Neuronas con pesos iniciales lejos de cualquier vector de entrada podrían nunca ganar Neurona  Muerta Solución: Agregar un umbral negativo a cada neurona, e incrementar el valor del umbral a la neurona ganadora. Esto hará mas difícil ganar a una neurona, si esta gana  frecuentemente. A esto se le llama “conciencia.”
Conciencia ,[object Object],[object Object]
Aplicaciones
Ejercicios
Ejercicio 1 Entrene una red competitiva con los siguientes parametros:  A) Calcular los pesos resultantes después del entrenamiento
Ejercicio 2 Calcular los pesos resultantes después del entrenamiento de la capa competitiva con una razón de aprendizaje    de 0.5.
Solución   Calcular los pesos resultantes después del entrenamiento de la capa competitiva con una razón de aprendizaje    de 0.5. ,[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],Hay que notarse que que el vector 1w, nunca se actualizó. Aquella neurona  como la primera que nunca gana una competición, se conoce como una  neurona muerta.
Código en  Matlab/NNT
Aprendizaje Competitivo ,[object Object],[object Object],[object Object]
Inicialización ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Entrenamiento ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Entrenamiento ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object]
Ejemplo 1 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Ejemplo 2 clear;echo on;clc;nntwarn off; P= [ -0.1961 0.1961 0.9806  0.9806 -0.5812 -0.8137; 0.9806 0.9806 0.1961 -0.1961 -0.8137 -0.5812]; [W]= initc(P,3) [W]= trainc(W,P,[2 100 0.5]) a= simuc(P,W) echo off
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  • 2.
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  • 5.
  • 8.
  • 9.
  • 10. Capa oculta Red para el calculo de la distancia de Hamming
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 15. Algoritmo de Aprendizaje
  • 16. La segunda capa de las redes de Hamming, es la llamada capa de competencia, por que cada neurona se excita e inhibe a las demás neuronas . Para simplificar esto definiremos una función de transferencia que haga el trabajo de la capa competitiva. a= compet (n) Algoritmo
  • 17. Esta trabaja encontrando el índice i * de la neurona con la entrada mas grande en la red y mandando la salida de esta a 1. Todas las demás salidas serán 0. La capa competitiva es mostrada de la sig. Forma:
  • 18. Capa 1 (Correlación) vectores prototipo para reconocimiento : Primera capa de la matriz de pesos y umbrales La respuesta de la primera capa es: El prototipo mas cercano al vector de entrada produce la respuesta mas grande.
  • 19. Capa 2 (Competición) La neurona con la condición inicial más grande ganará la competencia. La segunda capa es inicializada con la salida de la primera capa.
  • 21. Aprendizaje Competitivo En la red competitiva, la neurona ganadora tiene una salida de 1, y las otra tienen salida 0. Regla Instar Regla de Kohonen
  • 22. Representación Gráfica O bien Regla de Kohonen
  • 24. Después de Cuatro Iteraciones
  • 25. Típica Convergencia (Clustering) Antes del entrenamiento Después del entrenamiento Pesos Vectores de entrada
  • 26.
  • 27.
  • 28.
  • 29. Estabilidad Si los vectores de entrada no quedan bien agrupados por un cluster, entonces para velocidades de aprendizaje grandes la presentación de cada vector de entrada puede modificar la configuración de tal forma que el sistema experimentará una evolución continua.
  • 30. Estabilidad 1 w (0) 2 w (0) p 1 p 3 p 2 p 5 p 6 p 7 p 4 p 8 1 w (8) 2 w (8) p 1 p 3 p 2 p 5 p 6 p 7 p 4 p 8
  • 31.
  • 32.
  • 33. Neuronas Muertas Neuronas con pesos iniciales lejos de cualquier vector de entrada podrían nunca ganar Neurona Muerta Solución: Agregar un umbral negativo a cada neurona, e incrementar el valor del umbral a la neurona ganadora. Esto hará mas difícil ganar a una neurona, si esta gana frecuentemente. A esto se le llama “conciencia.”
  • 34.
  • 37. Ejercicio 1 Entrene una red competitiva con los siguientes parametros: A) Calcular los pesos resultantes después del entrenamiento
  • 38. Ejercicio 2 Calcular los pesos resultantes después del entrenamiento de la capa competitiva con una razón de aprendizaje  de 0.5.
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  • 44. Código en Matlab/NNT
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  • 52. Ejemplo 2 clear;echo on;clc;nntwarn off; P= [ -0.1961 0.1961 0.9806 0.9806 -0.5812 -0.8137; 0.9806 0.9806 0.1961 -0.1961 -0.8137 -0.5812]; [W]= initc(P,3) [W]= trainc(W,P,[2 100 0.5]) a= simuc(P,W) echo off