SOM神经网络.pdf
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2023-04-10
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第 4 章 SOM 自组织特征映射神经网络
生物学研究表明，在人脑的感觉通道上，神经元的组织原理是有序排列的。当外界的特
定时空信息输入时，大脑皮层的特定区域兴奋，而且类似的外界信息在对应的区域是连续映
像的。生物视网膜中有许多特定的细胞对特定的图形比较敏感，当视网膜中有若干个接收单
元同时受特定模式刺激时，就使大脑皮层中的特定神经元开始兴奋，输入模式接近，与之对
应的兴奋神经元也接近；在听觉通道上，神经元在结构排列上与频率的关系十分密切，对于
某个频率，特定的神经元具有最大的响应，位置相邻的神经元具有相近的频率特征，而远离
的神经元具有的频率特征差别也较大。大脑皮层中神经元的这种响应特点不是先天安排好
的，而是通过后天的学习自组织形成的。
据 此 芬 兰 Helsinki 大 学 的 Kohonen T. 教 授 提 出 了 一 种 自 组 织 特 征 映 射 网 络
[1-5]
（Self-organizing feature Map，SOM），又称 Kohonen 网络 。Kohonen 认为，一个神经
网络接受外界输入模式时，将会分为不同的对应区域，各区域对输入模式有不同的响应特征，
而这个过程是自动完成的。SOM 网络正是根据这一看法提出的，其特点与人脑的自组织特性
相类似。
4.1 竞争学习算法基础
[6]
4.1.1 自组织神经网络结构
1．定义
自组织神经网络是无导师学习网络。它通过自动寻找样本中的内在规律和本质属性，自
组织、自适应地改变网络参数与结构。
2．结构
层次型结构，具有竞争层。典型结构：输入层＋竞争层。如图4-1 所示。
…
竞争层
输入层
…
图 4-1 自组织神经网络结构
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