Учебное пособие по курсу «Нейроинформатика» | страница 53
Синапс
Обозначим входной сигнал синапса через x, а синаптический вес через α. Тогда выходной сигнал синапса равен αx. Поскольку синапс является функцией одной переменной, константа Липшица равна максимуму модуля производной — модулю синаптического веса:
Λ>s=|α| (7)
Умножитель
Обозначим входные сигналы умножителя через x>1, x>2 Тогда выходной сигнал умножителя равен
Используя это выражение, можно записать константу Липшица для умножителя:
Если входные сигналы умножителя принадлежат интервалу [a,b], то константа Липшица для умножителя может быть записана в следующем виде:
Точка ветвления
Поскольку в точке ветвления не происходит преобразования сигнала, то константа Липшица для нее равна единице.
Сумматор
Производная суммы по любому из слагаемых равна единице. В соответствии с (6) получаем:
поскольку максимум суммы при ограничении на сумму квадратов достигается при одинаковых слагаемых.
Нелинейный Паде преобразователь
Нелинейный Паде преобразователь или Паде элемент имеет два входных сигнала и один выходной. Обозначим входные сигналы через x>1, x>2. Используя (6) можно записать константу Липшица в следующем виде:
Знаменатель выражения под знаком модуля не зависит от направления, а числитель можно преобразовать так же, как и для умножителя. После преобразования получаем:
Нелинейный сигмоидный преобразователь
Нелинейный сигмоидный преобразователь, как и любой другой нелинейный преобразователь, имеющий один входной сигнал x, имеет константу Липшица равную максимуму модуля производной:
Адаптивный сумматор
Для адаптивного сумматора на n входов оценка константы Липшица, получаемая через представление его в виде суперпозиции слоя синапсов и простого сумматора, вычисляется следующим образом. Используя формулу (7) для синапсов и правило (5) для вектор-функции получаем следующую оценку константы Липшица слоя синапсов:
.
Используя правило (4) для суперпозиции функций и оценку константы Липшица для простого сумматора (10) получаем:
Λ>A ≤ Λ>ΣΛ>L = √n||α||. (13)
Однако, если оценить константу Липшица адаптивного сумматора напрямую, то, используя (6) и тот факт, что при фиксированных длинах векторов скалярное произведение достигает максимума для сонаправленных векторов получаем: