Особенности задачи оптимизации, возникающей при обучении нейронных сетей

Задачи оптимизации нейронных сетей имеют ряд специфических ограничений. Они связаны с огромной размерностью задачи обучения. Число параметров может достигать

и более. В простейших программных имитаторах на персональных компьютерах подбирается - параметров. Из-за высокой размерности возникают два требования к алгоритму:

1. Ограничение по памяти. Пусть
   
   - число параметров. Если алгоритм требует затрат памяти порядка
   
   , то он вряд ли применим для обучения. Желательно иметь алгоритмы, которые требуют затрат памяти
   
   .
2. Возможность параллельного вычисления наиболее трудоемких этапов алгоритма, и желательно нейронной сетью.
3. Обученный нейрокомпьютер должен с приемлемой точностью решать все тестовые задачи. Поэтому задача обучения становится многокритериальной задачей оптимизации: нужно найти точку общего минимума большого числа функций. Обучение нейрокомпьютера исходит из гипотезы о существовании этой точки.
4. Обученный нейрокомпьютер должен иметь возможность приобретать новые навыки без утраты старых. Возможно более слабое требование: новые навыки могут сопровождаться потерей точности в старых, но потеря не должна быть существенной. Это означает, что в достаточно большой окрестности найденной точки общего минимума оценок их значения незначительно отличаются от минимальных. Итак, имеем четыре специфических ограничения, выделяющих обучение нейрокомпьютера из общих задач оптимизации:

• астрономическое число параметров;
• необходимость высокого параллелизма при обучении;
• многокритериальность решаемых задач;
• необходимость найти достаточно широкую область, в которой значения всех минимизируемых функций близки к минимальным.

Содержание раздела

---