Type-2 fuzzy 이론은 기존의 퍼지 이론보다 패턴의 불확실성에 대한 제어를 더 향상시킬 수 있다. 반면에 계산 량이 커지는 문제점 때문에 본 논문에서는 type-2 fuzzy set 대신에 secondary membership이 interval의 형태를 갖는 interval type-2 fuzzy set을 기존의 radial basis function(RBF) neural network에 적용시킨 interval type-2 fuzzy RBF neural network를 제안한다. 제안한 알고리즘은 interval type-2 fuzzy membership function에 의하여 패턴들의 불확실성을 좀 더 잘 제어하여 기존의 RBF neural network의 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘의 타당성을 보이기 위하여 여러 데이터 집합에 대한 분류 결과를 보인다.
Face recognition is a science of automatically identifying individuals based their unique facial features. In order to avoid overfitting and reduce the computational reduce the computational burden, a new face recognition algorithm using PCA-fisher linear discriminant (PCA-FLD) and fuzzy radial basis function neural network (RBFNN) is proposed in this paper. First, face features are extracted by the principal component analysis (PCA) method. Then, the extracted features are further processed by the Fisher's linear discriminant technique to acquire lower-dimensional discriminant patterns, the processed features will be considered as the input of the fuzzy RBFNN. As a widely applied algorithm in fuzzy RBF neural network, BP learning algorithm has the low rate of convergence, therefore, an improved learning algorithm based on Levenberg-Marquart (L-M) for fuzzy RBF neural network is introduced in this paper, which combined the Gradient Descent algorithm with the Gauss-Newton algorithm. Experimental results on the ORL face database demonstrate that the proposed algorithm has satisfactory performance and high recognition rate.
In this study, Polynomial Radial Basis Function Neural Network(pRBFNN) based on Fuzzy Inference System is designed and its parameters such as learning rate, momentum coefficient, and distributed weight (width of RBF) are optimized by means of Particle Swarm Optimization. The proposed model can be expressed as three functional module that consists of condition part, conclusion part, and inference part in the viewpoint of fuzzy rule formed in 'If-then'. In the condition part of pRBFNN as a fuzzy rule, input space is partitioned by defining kernel functions (RBFs). Here, the structure of kernel functions, namely, RBF is generated from HCM clustering algorithm. We use Gaussian type and Inverse multiquadratic type as a RBF. Besides these types of RBF, Conic RBF is also proposed and used as a kernel function. Also, in order to reflect the characteristic of dataset when partitioning input space, we consider the width of RBF defined by standard deviation of dataset. In the conclusion part, the connection weights of pRBFNN are represented as a polynomial which is the extended structure of the general RBF neural network with constant as a connection weights. Finally, the output of model is decided by the fuzzy inference of the inference part of pRBFNN. In order to evaluate the proposed model, nonlinear function with 2 inputs, waster water dataset and gas furnace time series dataset are used and the results of pRBFNN are compared with some previous models. Approximation as well as generalization abilities are discussed with these results.
본 연구에서는 복잡한 비선형 모델링 방법인 RBF 뉴럴 네트워크(Radial Basis Function Neural Network)와 PNN(Polynomial Neural Network)을 접목한 새로운 형태의 Radial Basis Function Polynomial Neural Network(RPNN)를 제안한다. RBF 뉴럴 네트워크는 빠른 학습 시간, 일반화 그리고 단순화의 특징으로 비선형 시스템 모델링 등에 적용되고 있으며, PNN은 생성된 노드들 중에서 우수한 결과값을 가진 노드들을 선택함으로써 모델의 근사화 및 일반화에 탁월한 효과를 가진 비선형 모델링 방법이다. 제안된 RPNN모델의 기본적인 구조는 PNN의 형태를 이루고 있으며, 각각의 노드는 RBF 뉴럴 네트워크로 구성하였다. 사용된 RBF 뉴럴 네트워크에서의 커널 함수로는 FCM 클러스터링을 사용하였으며, 각 노드의 후반부는 다항식 구조로 표현하였다. 또한 각 노드의 후반부 파라미터들은 최소자승법을 이용하여 최적화 하였다. 제안한 모델의 적용 및 유용성을 비교 평가하기 위하여 비선형 데이터를 이용하여 그 우수성을 보인다.
본 논문에서는 Subtractive clustering 알고리즘을 이용한 Fuzzy Radial Basis Function Neural Network (FRBFNN)의 규칙 수를 자동적으로 생성하는 방법을 제시한다. FRBFNN은 멤버쉽 함수로써 기존 RBFNN에서 가우시안이나 타원형 형태의 특정 RBF를 사용하는 구조와 달리 Fuzzy C-Means clustering 알고리즘에서 사용하는 거리에 기한 멤버쉽 함수를 사용하여 전반부의 공간 분할 및 활성화 레벨을 결정하는 구조이다. 본 논문에서는 데이터의 밀집도에 기반을 두어 클러스터링을 하는 Subtractive clustering 알고리즘을 사용하여 퍼지 규칙의 수와 같은 의미를 갖는 분할할 입력공간의 수와 분할된 입력공간의 중심값을 동정하며, Least Square Estimator (LSE) 알고리즘을 사용하여 후반부 다항식의 계수를 추정 한다.
This paper describes RBF network controller based on fuzzy control rules for intelligent control of nonlinear systems. The proposed scheme is derived from the functional equivalence between RBF networks and fuzzy inference systems. The design procedure of the proposed scheme is realized by first transforming the fuzzy control rules into the parameters of RBF networks. The optimized RBF network controller is then performed through the gradient descent learning mechanism to an error function. The proposed method is rigorously tested using a nonlinear and unstable nonlinear system. Simulation is performed to demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed scheme.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제2권3호
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pp.174-178
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2002
This paper discusses a blind equalization technique for FIR channel system, that might be minimum phase or not, in digital communication. The proposed techniques consist of two parts. One is to estimate the original channel coefficients based on fourth-order cumulants of the channel output, the other is to employ RBF neural network to model an inverse system fur the original channel. Here, the estimated channel is used as a reference system to train the RBF. The proposed RBF equalizer provides fast and easy teaming, due to the structural efficiency and excellent recognition-capability of R3F neural network. Throughout the simulation studies, it was found that the proposed blind RBF equalizer performed favorably better than the blind MLP equalizer, while requiring the relatively smaller computation steps in tranining.
FCM 기반하이브리드 RBF 네트워크는 서로 다른 학습 구조가 결합된 혼합형 모델로서, 입력층과 중간층의 학습 구조는 FCM 알고리즘을 적용하고, 중간층과 출력층 사이의 학습 구조는 Max_Min 알고리즘을 적용한다. 입력층과 중간층의 학습시 입력 벡터와 중간층의 노드 중에서 중심과 입력 벡터간의 가장 가까운 노드를 승자 노드로 선택하여 출력층으로 전달한다. 그리고 중간층과 출력층 사이의 학습구조인 Max_Min 신경망은 중간층의 승자 뉴런이 입력벡터로 적용된다. 그러나 많은 패턴이 입력벡터로 제시될 경우에는 학습성능이 저하되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 중간층과 출력층의 학습 구조인 Max_Min 알고리즘의 학습 성능을 향상시키기 위해 퍼지 논리 시스템을 이용한 학습률 자동 조정 방법을 제안한다. 제안된 방법은 목표값과 출력값의 차이에 대한 절대값이 0.1보다 적거나 같으면 정확성으로 분류하고 크면 부정확성으로 분류한다. 정확성의 총 개수를 퍼지 제어 시스템에 적용하여 학습률을 동적으로 조정한다. 제안된 방법의 학습 및 인식 성능을 평가하기 위해 컨테이너에서 추출한 숫자, 영문 식별자를 인식 및 성능평가 실험에 적용한 결과, 제안된 방법이 문자 패턴 인식에 효과적임을 확인할 수 있었다.
Diagnosis techniques based on the dissolved gas analysis(DGA) have been developed to detect incipient faults in power transformers. Various methods exist based on DGA such as IEC, Roger, Dornenburg, and etc. However, these methods have been applied to different problems with different standards. Furthermore, it is difficult to achieve an accurate diagnosis by DGA without experienced experts. In order to resolve these drawbacks, this paper proposes a novel diagnosis method using fuzzy clustering and a radial basis neural network(RBFNN). In the neural network, fuzzy clustering is effective for selecting the efficient training data and reducing learning process time. After fuzzy clustering, the RBF neural network is developed to analyze and diagnose the state of the transformer. The proposed method measures the possibility and degree of aging as well as the faults occurred in the transformer. To demonstrate the validity of the proposed method, various experiments are performed and their results are presented.
The judgment of forged passports plays an important role in the immigration control system, for which the automatic and accurate processing is required because of the rapid increase of travelers. So, as the preprocessing phase for the judgment of forged passports, this paper proposed the novel method for the recognition of passport based on the fuzzy binarization and the fuzzy RBF neural network newly proposed. first, for the extraction of individual codes being recognized, the paper extracts code sequence blocks including individual codes by applying the Sobel masking, the horizontal smearing and the contour tracking algorithm in turn to the passport image, binarizes the extracted blocks by using the fuzzy binarization based on the membership function of trapezoid type, and, as the last step, recovers and extracts individual codes from the binarized areas by applying the CDM masking and the vertical smearing. Next, the paper proposed the enhanced fuzzy RBF neural network that adapts the enhanced fuzzy ART network to the middle layer and applied to the recognition of individual codes. The results of the experiment for performance evaluation on the real passport images showed that the proposed method in the paper has the improved performance in the recognition of passport.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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