7. Kết cấu của luận ỏn
1.2.2. Nhận dạng hệ thống sử dụng mạng nơ-ron nhõn tạo
Bài toỏn nhận dạng là một vấn đề đặt lờn hàng đầu trong nhiều cỏc lĩnh vực khỏc nhau như: điện tử y sinh, điện tử viễn thụng, hệ thống điện, tự động húa và điều khiển… Vớ dụ như: nhận dạng mụ hỡnh tàu thủy, nhận dạng võn tay, nhận dạng ký tự, ảnh, tiếng núi, phỏt hiện và chẩn đoỏn bệnh,...
1.2.2.1. Khả năng sử dụng mạng nơ-ron trong nhận dạng
Xột trường hợp đối tượng phi tuyến cú độ phức tạp cao, nếu sử dụng phương phỏp giải tớch thụng thường để nhận dạng sẽ rất khú khăn, thậm chớ khụng thực hiện được do sự hiểu biết nghốo nàn về đối tượng. Vỡ vậy, cỏc nhà khoa học đó đưa ra ý tưởng là sử dụng cụng cụ tớnh toỏn mềm như hệ mờ, mạng nơ-ron, đại số gia tử để xấp xỉ - chớnh là nhận dạng đối tượng. Mạng nơron là một trong những cụng cụ hữu hiệu để nhận dạng mụ hỡnh đối tượng, bằng phương phỏp này ta khụng biết được mụ hỡnh toỏn thực sự của đối tượng nhưng hoàn toàn cú thể sử dụng kết quả xấp xỉ để thay thế đối tượng.
1.2.2.2. Mụ hỡnh nhận dạng hệ thống sử dụng mạng nơ-ron
Nhận dạng mụ hỡnh là quỏ trỡnh xỏc định mụ hỡnh của đối tượng và thụng số trờn cơ sở đầu vào và đầu ra của đối tượng. Mụ hỡnh thu được sau khi nhận dạng gọi là tốt nếu nú thể hiện được đỳng đối tượng. Như vậy cú thể sử dụng mụ hỡnh thay cho đối tượng để dự bỏo, kiểm tra và điều khiển.
Mạng nơron được huấn luyện để mụ hỡnh húa quan hệ vào ra của đối tượng. Như vậy quy trỡnh nhận dạng mụ hỡnh cú bản chất là thuật toỏn huấn luyện mạng. Cấu trỳc mạng nơ-ron giải bài toỏn nhận dạng mụ hỡnh rất đa dạng, tựy thuộc vào từng bài toỏn cụ thể.
Nhận dạng tham số chớnh là huấn luyện mạng, được biểu diễn trờn Hỡnh 1.8. Tớn hiệu sai số e= y - ŷ là cơ sở cho quỏ trỡnh luyện mạng. Mạng nơron ở đõy cú thể là mạng nhiều lớp hoặc cỏc dạng khỏc và cú thể sử dụng nhiều thuật toỏn huấn luyện mạng khỏc nhau.
u Đối tượng Mạng nơ-ron y e − yˆ Hỡnh 1.8. Mụ hỡnh nhận dạng cơ bản 1.2.2.3. Nhận dạng hệ thống sử dụng mạng nơron
Nhận dạng hệ thống cần hai giai đoạn là lựa chọn mụ hỡnh và tối ưu tham số. Đối với mạng nơron lựa chọn số nỳt ẩn, số lớp ẩn (cấu trỳc của mạng) tương đương với mụ hỡnh lựa chọn. Mạng cú thể được huấn luyện theo kiểu giỏm sỏt với kỹ thuật lan truyền ngược, dựa vào luật học sai số hiệu chỉnh. Tớn hiệu sai số được lan truyền ngược qua mạng. Kỹ thuật lan truyền
ngược sử dụng phương phỏp giảm gradient để xỏc định cỏc trọng số của mạng, vỡ vậy tương đương với tối ưu tham số.