Skip to main content
SUPERVISOR
سعید صدری (استاد راهنما) علی یوسفی (استاد مشاور) بهزاد نظری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mozhgan Mokhtari
مژگان مختاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Improvement of spiking neural networks for image segmentation and data classification
Neuronal signal consists of short voltage pulses called action potentials or spikes. The sequence of action potentials contains the information that is conveyed from one neuron to others. In biological nervous systems, the transmitted information is usually encoded in the frequency of spiking and/or in the timing of the spikes. A spiking neuron transmits information by the timing of the spikes. Spiking neural networks are networks of spiking neuro that their inputs and outputs are spike firing times. At first, the pulse neural networks were introduced and modeled on a single layer in which neurons did not need to be trained. In these models, neurons are sensitive to intensity level of pixles of an image as input and produce pulses based on the amount of stimulation at different times. These networks were used in image processing effectively. In this thesis, as an application we make use of simultaneous feature of activating neurons with the same stimulation intensity. The pulse neural network is used for binarization of image of documents. The purpose of this study is to compare pulse neural network performance with other document binarization techniques. In last few years, by providing appropriate training methods , spiking neurons are also trained. It is shown, developing an effective learning method is a challenge in the study of spiking neural networks. One of the most widely used learning methods in this field is gradient descent based learning method. However, in these methods, due to complexity of computations related to the hidden layer, the network requires a lot of learning epochs. In this thesis, by modification of the network error function and according to the input coding, the number of required layers of the network is reduced to two. Accordingly, by removing the hidden layer, the convergence speed is improved Keywords: 1. Spiking neural networks, 2. Multi-spike learning, 3. Single-spike learning, 4. Document image binarization.
سیگنال‌های نرونی شامل پالس‌های کوتاه الکتریکی هستند که پتانسیل عمل و یا اسپایک نامیده می‌شوند. اطلاعات بین نرون‌ها با استفاده از دنباله‌ای از اسپایک‌ها رد و بدل می‌شود. از نظر علم عصب‌شناسی، اطلاعات در نرخ تولید پالس‌ها (اسپایک‌ها) و یا زمان دقیق وقوع آن‌ها وجود دارد. یک نرون پالسی از اطلاعات موجود در زمان دقیق وقوع پالس‌ها استفاده می‌کند. بنابراین یک شبکه عصبی پالسی از مجموعه نرون‌های پالسی تشکیل شده است و خروجی آن دنباله‌ای از پالس‌های زمانی است. از نظر تاریخی، ابتدا شبکه عصبی پالسی یک لایه که در آن نرون‌ها نیاز به آموزش ندارد، معرفی و مدل‌سازی شده است. در این مدل، نرون‌ها به تحریک‌های روشنایی حساس هستند و بر اساس میزان تحریک دریافتی در زمان‌های متفاوت، پالس تولید می‌کنند. این شبکه، مدلی ساده و مؤثر برای پردازش تصویر محسوب می‌شود. به همین دلیل در این پایان‌نامه، با بهره‌گیری از ویژگی هم‌زمان فعال شدن نرون‌ها با شدت تحریک یکسان، از شبکه جهت جدا کردن پس‌زمینه تصویر دست‌نوشته و تبدیل آن به یک تصویر باینری استفاده شده است. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد شبکه نسبت به روش‌های کلاسیک باینری‌سازی تصویراست. در سال‌های أخیر با ارائه روش‌های آموزشی مناسب برای شبکه‌های عصبی پالسی، نرون‌‌های پالسی نیز تحت آموزش قرار گرفتند. در عمل پیدا کردن یک قانون آموزشی مؤثر، چالش اصلی در زمینه مطالعات شبکه‌های عصبی پالسی محسوب می‌‌شود. یکی از روش‌های آموزشی پرکاربرد در این زمینه، روش‌های آموزشی مبتنی بر گرادیان کاهشی است. با این حال در این نوع روش‌ها، به دلیل روابط پیچیده لایه مخفی، شبکه به مدت زمان طولانی جهت همگرایی نیاز دارد. در این پایان‌نامه با اصلاح تابع خطای شبکه و با توجه به کدینگ ورودی، تعداد لایه‌های مورد نیاز شبکه به دو، کاهش یافته و به این ترتیب با حذف لایه مخفی سرعت همگرایی مناسب جهت طبقه‌بندی داده‌های حقیقی، به دست می‌آید. واژه های کلیدی: شبکه عصبی پالسی، آموزش تک پالسی، آموزش چند پالسی، باینری کردن تصاویر نوشته

ارتقاء امنیت وب با وف بومی