Réseaux à fonction de base radiale

Introduction aux réseaux à fonction de base radiale

Les réseaux à fonction de base radiale (réseaux RBF) sont un type de réseau neuronal artificiel utilisé dans les problèmes d’apprentissage supervisé. Ils sont utilisés pour classer des ensembles de données en groupes en fonction d’une entrée donnée. Les réseaux RBF sont composés d’un réseau de nœuds, chacun d’entre eux étant connecté à un modèle d’entrée et à un modèle de sortie correspondant.

Qu’est-ce qu’un réseau à fonction de base radiale ?

Un réseau à fonction de base radiale est un type de réseau neuronal artificiel utilisé dans les problèmes d’apprentissage supervisé. Il s’agit d’un type de réseau neuronal de type feed-forward qui utilise une fonction de base radiale (RBF) comme fonction d’activation. Un réseau RBF est composé d’un réseau de nœuds, chacun d’entre eux étant connecté à un modèle d’entrée et à un modèle de sortie correspondant.

Les réseaux RBF présentent plusieurs avantages par rapport aux autres types de réseaux neuronaux. Ils sont rapides à former, nécessitent moins de paramètres que les autres types de réseaux et sont relativement simples à mettre en œuvre. Les réseaux RBF sont également plus aptes à généraliser les modèles, ce qui les rend adaptés aux problèmes de classification.

Les réseaux RBF peuvent être sensibles au bruit et au surajustement, ainsi que difficiles à régler. De plus, les réseaux RBF sont limités aux problèmes de classification et ne sont pas adaptés aux tâches de régression.

Formation d’un réseau RBF

La formation d’un réseau RBF implique la sélection du nombre approprié de nœuds cachés et l’attribution de poids aux neurones et aux nœuds de sortie. Une fois les poids et les nœuds attribués, le processus d’apprentissage peut commencer. Il s’agit d’introduire les modèles d’entrée dans le réseau et de calculer les valeurs de sortie.

Les réseaux RBF fonctionnent en faisant correspondre les modèles d’entrée aux modèles de sortie. Le réseau est entraîné à identifier les modèles d’entrée qui sont similaires les uns aux autres et à produire le même modèle de sortie. Chaque nœud caché du réseau représente une fonction de base radiale qui est utilisée pour mettre en correspondance les modèles d’entrée et les modèles de sortie.

Applications des réseaux RBF

Les réseaux RBF sont utilisés pour une variété d’applications, notamment la reconnaissance des formes, le traitement des images et le regroupement de données. Ils sont également utilisés en robotique et dans les systèmes de contrôle, ainsi que dans le diagnostic médical.

Conclusion

Les réseaux RBF sont un type de réseau neuronal artificiel utilisé dans les problèmes d’apprentissage supervisé. Ils sont rapides à former et nécessitent moins de paramètres que les autres types de réseaux, ce qui les rend adaptés aux tâches de classification. Cependant, ils peuvent être sensibles au bruit et au surajustement, et sont limités aux problèmes de classification.

Références
Alpaydin, E. (2020). Introduction à l’apprentissage automatique. MIT Press.
Bishop, C.M. (2006). Reconnaissance des formes et apprentissage automatique. Springer.

3. Haykin, S. (2009). Neural Networks and Learning Machines. Prentice Hall.

FAQ
Qu’entendez-vous par réseau à fonction de base radiale ?

Un réseau à fonction de base radiale est un type de réseau neuronal qui utilise des fonctions de base radiale (RBF) comme fonction d’activation. Les RBF sont un type de fonction définie par un point central et un rayon. Elles sont souvent utilisées dans les applications d’apprentissage automatique et d’exploration de données.

Quelles sont les deux étapes d’un réseau à fonction de base radiale ?

Un réseau à fonction de base radiale comporte deux étapes : la première étape est l’étape d’entrée, où le réseau reçoit des vecteurs d’entrée et les multiplie par une matrice de poids ; la deuxième étape est l’étape de sortie, où le réseau produit un vecteur qui est une fonction des vecteurs d’entrée.

Quel est l’avantage du réseau à fonction de base radiale ?

Les réseaux à fonction de base radiale (RBF) sont un type de réseau neuronal qui peut être utilisé pour les tâches de régression et de classification. Les réseaux RBF sont composés de trois couches : une couche d’entrée, une couche cachée et une couche de sortie. La couche cachée est constituée d’un ensemble de fonctions de base radiales, dont chacune est fonction de la distance entre le centre de la fonction et le vecteur d’entrée. La sortie du réseau RBF est une combinaison linéaire des sorties des fonctions de base radiales de la couche cachée.

Les réseaux RBF présentent un certain nombre d’avantages par rapport aux autres types de réseaux neuronaux. Premièrement, ils sont relativement simples à former. Deuxièmement, ils peuvent être utilisés avec des données qui ne sont pas linéairement séparables. Troisièmement, ils sont moins susceptibles de surajuster les données que les autres types de réseaux neuronaux. Enfin, ils peuvent être utilisés pour approximer n’importe quelle fonction continue.

Pourquoi le RBFN est-il supérieur au MLP ?

Les RBFN, ou réseaux à fonction de base radiale, sont un type de réseau neuronal bien adapté à de nombreuses tâches d’apprentissage automatique. Les RBFN sont similaires à d’autres réseaux neuronaux, mais ils possèdent une couche cachée de neurones qui sont connectés à la couche d’entrée selon un modèle radial, ou circulaire. Cette couche cachée permet au RBFN d’apprendre des modèles plus complexes qu’un réseau neuronal MLP (perceptron multicouche) traditionnel. En outre, les RBFN sont beaucoup moins susceptibles de suradapter les données de formation que les MLP.

Le RBF est-il plus rapide que le MLP ?

Oui, le RBF est plus rapide que le MLP car il converge plus vite et peut atteindre un minimum global plus rapidement.