Применение искусственной нейронной сети для классификации телеметрических данных в системах сжатия

Аннотация

Постановка проблемы: адаптивные по алгоритму системы сжатия данных включают в свой состав как неотъемлемую часть некоторый классификатор, позволяющий осуществить выбор наиболее эффективного способа сжатия поступающих данных. Традиционно выбор оценочных характеристик для классификатора основывается на экспертном мнении, что может ухудшить качество классификации при обработке достаточно сложно структурированных данных. Кроме того, для таких систем следует обеспечивать параллельность процедур обучения классификатора и сжатия данных, что увеличивает вычислительные затраты и усложняет архитектуру приемо-передающих устройств. Таким образом, вопрос о разработке эффективного классификатора для систем сжатия стоит достаточно остро. Цель: оценка возможности применения нейронной многослойной сети прямого распространения с заданной архитектурой в качестве классификатора телеметрических данных. Результаты: исследовано поведение усредненных ошибок обучения, обобщения и подтверждения в зависимости от объема обучающей выборки, полученных для ряда наборов телеметрических данных. На основе полученных данных предложены оптимальные параметры обучения нейронной сети. Проведен сравнительный анализ эффективности работы предложенного подхода и ряда специализированных численных методов: фонового, энтропийного, окрестностного и диэдрического. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что даже простейшая и наиболее универсальная архитектура искусственной нейронной сети существенно превосходит системы с применением численных методов оценки классифицирующего признака. Дальнейшее развитие предложенного подхода предполагает проведение более глубокого анализа архитектуры нейронной сети для формирования оптимальных конфигураций для различных объемов обучающих выборок и разработку узкоспециализированных архитектур нейронных сетей, ориентированных на заданный тип данных.