Μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου Hopfield
Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται λόγος για το δίκτυο Hopfield, τον τρόπο λειτουργίας του και την σύνδεσή του με μέρη του εγκεφάλου μας. Εξερευνούμε, αρχικά, την συμπεριφορά των νευρώνων και κυρίως την περιοχή του Ιππόκαμπου που εμπλέκεται με την διαδικασία μάθησης και μνήμης. Στην συνέχεια...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2023
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/24479 |
| id |
nemertes-10889-24479 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-244792023-02-21T04:35:26Z Μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου Hopfield Brain memory study-storing and retrieving images using the Hopfield neural network Χατζαντουριάν, Ιωάννα Chatzantourian, Ioanna Εγκέφαλος Συσχετιστική μνήμη Νευρωνικά δίκτυα Hopfield Hebbian μάθηση Αποθήκευση μνήμης Ανάκτηση μνήμης Ψευδείς καταστάσεις Χωρητικότητα Brain Hopfield neural network Associative memory Hebbian learning Memory storage Memory retrieval Spurious states Capacity Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται λόγος για το δίκτυο Hopfield, τον τρόπο λειτουργίας του και την σύνδεσή του με μέρη του εγκεφάλου μας. Εξερευνούμε, αρχικά, την συμπεριφορά των νευρώνων και κυρίως την περιοχή του Ιππόκαμπου που εμπλέκεται με την διαδικασία μάθησης και μνήμης. Στην συνέχεια, αναφερόμαστε στην Hebbian μάθηση που αποτελεί τον κανόνα μάθησης του νευρωνικού μας δικτύου και της συσχετιστικής μνήμης. Δίνοντας το απαραίτητο μαθηματικό υπόβαθρο, συνεχίζουμε παραθέτοντας δύο μαθηματικές μοντελοποιήσεις του δικτύου Hopfield, εκείνης του προσθετικού μοντέλου ενός νευρώνα και αυτής του μοντέλου Ising. Αναλύουμε τις διαδικασίες αποθήκευσης και ανάκτησης μνημών χρησιμοποιώντας θεωρία ευστάθειας των δυναμικών συστημάτων. Αποτελεί στόχο μας η υλοποίηση ενός προγράμματος που εκμεταλλευόμενοι τις συσχετιστικές ιδιότητες του δικτύου Hopfield να αποθηκεύει εικόνες στον ρόλο των μνημών. Όταν στο δίκτυο εισάγονται εκφυλισμένες, με την μορφή θορύβου, εικόνες το δίκτυο θα δρα ως εκκαθαριστής θορύβου και θα ανακτά την αρχική θεμελιώδη εικόνα. Θα εξετάσουμε διάφορες περιπτώσεις και θα λάβουμε συμπεράσματα για την χωρητικότητα και την αποδοτικότητα του δικτύου χρησιμοποιώντας 2 μέθοδους ενημέρωσης των συναπτικών βαρών, την ασύγχρονη και την σύγχρονη ενημέρωση. In this thesis we talk about the Hopfield network, how it works and its connection with parts of our brain. We explore, initially, the behavior of neurons and especially the Hippocampus area involved in the learning and memory process. Then, we refer to Hebbian learning which is the learning rule of our neural network and associative memory. Having given the necessary mathematical background, we continue by quoting two mathematical modelings of the Hopfield network, that of the additive of the neuron and that of the Ising model. We analyze memory storage and retrieval processes using stability theory of dynamical systems. Our goal is to implement a program that exploits the associative properties of the Hopfield network to store images in the role of memories. When degenerate noisy images are introduced into the network, the network will act as a noise cleaner and recover the original fundamental image. We will consider several cases and draw conclusions about network capacity and efficiency using 2 methods of updating synaptic weights, asynchronous and synchronous updating. 2023-02-20T07:42:43Z 2023-02-20T07:42:43Z 2023-02-14 https://hdl.handle.net/10889/24479 el CC0 1.0 Universal http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Εγκέφαλος Συσχετιστική μνήμη Νευρωνικά δίκτυα Hopfield Hebbian μάθηση Αποθήκευση μνήμης Ανάκτηση μνήμης Ψευδείς καταστάσεις Χωρητικότητα Brain Hopfield neural network Associative memory Hebbian learning Memory storage Memory retrieval Spurious states Capacity |
| spellingShingle |
Εγκέφαλος Συσχετιστική μνήμη Νευρωνικά δίκτυα Hopfield Hebbian μάθηση Αποθήκευση μνήμης Ανάκτηση μνήμης Ψευδείς καταστάσεις Χωρητικότητα Brain Hopfield neural network Associative memory Hebbian learning Memory storage Memory retrieval Spurious states Capacity Χατζαντουριάν, Ιωάννα Μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου Hopfield |
| description |
Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται λόγος για το δίκτυο Hopfield, τον τρόπο λειτουργίας του και την σύνδεσή του με μέρη του εγκεφάλου μας. Εξερευνούμε, αρχικά, την συμπεριφορά των νευρώνων και κυρίως την περιοχή του Ιππόκαμπου που εμπλέκεται με την διαδικασία μάθησης και μνήμης. Στην συνέχεια, αναφερόμαστε στην Hebbian μάθηση που αποτελεί τον κανόνα μάθησης του νευρωνικού μας δικτύου και της συσχετιστικής μνήμης. Δίνοντας το απαραίτητο μαθηματικό υπόβαθρο, συνεχίζουμε παραθέτοντας δύο μαθηματικές μοντελοποιήσεις του δικτύου Hopfield, εκείνης του προσθετικού μοντέλου ενός νευρώνα και αυτής του μοντέλου Ising. Αναλύουμε τις διαδικασίες αποθήκευσης και ανάκτησης μνημών χρησιμοποιώντας θεωρία ευστάθειας των δυναμικών συστημάτων. Αποτελεί στόχο μας η υλοποίηση ενός προγράμματος που εκμεταλλευόμενοι τις συσχετιστικές ιδιότητες του δικτύου Hopfield να αποθηκεύει εικόνες στον ρόλο των μνημών. Όταν στο δίκτυο εισάγονται εκφυλισμένες, με την μορφή θορύβου, εικόνες το δίκτυο θα δρα ως εκκαθαριστής θορύβου και θα ανακτά την αρχική θεμελιώδη εικόνα. Θα εξετάσουμε διάφορες περιπτώσεις και θα λάβουμε συμπεράσματα για την χωρητικότητα και την αποδοτικότητα του δικτύου χρησιμοποιώντας 2 μέθοδους ενημέρωσης των συναπτικών βαρών, την ασύγχρονη και την σύγχρονη ενημέρωση. |
| author2 |
Chatzantourian, Ioanna |
| author_facet |
Chatzantourian, Ioanna Χατζαντουριάν, Ιωάννα |
| author |
Χατζαντουριάν, Ιωάννα |
| author_sort |
Χατζαντουριάν, Ιωάννα |
| title |
Μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου Hopfield |
| title_short |
Μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου Hopfield |
| title_full |
Μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου Hopfield |
| title_fullStr |
Μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου Hopfield |
| title_full_unstemmed |
Μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου Hopfield |
| title_sort |
μελέτη της λειτουργίας της μνήμης του εγκεφάλου σχετικά με την αποθήκευση και ανάκτηση εικόνας με χρήση του μοντέλου hopfield |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/24479 |
| work_keys_str_mv |
AT chatzantourianiōanna meletētēsleitourgiastēsmnēmēstouenkephalouschetikametēnapothēkeusēkaianaktēsēeikonasmechrēsētoumontelouhopfield AT chatzantourianiōanna brainmemorystudystoringandretrievingimagesusingthehopfieldneuralnetwork |
| _version_ |
1771297185916256256 |
