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Reti neurali – formato di input

I valori di input per i singoli nodi di una rete neurale devono essere numerici e rientrare nell’intervallo chiuso {0, 1}.
Di conseguenza, è necessaria una metodologia per:
- rappresentare numericamente i dati categorici;
- convertire i valori numerici che non rientrano in tale intervallo.
Esistono diverse tecniche per la conversione di dati categorici. Una delle più semplici consiste nel dividere l’intervallo in unità di uguale misura.
Esempio.
- Consideriamo la variabile colore, i cui possibili valori sono rosso, verde, blu, giallo.
- Potremmo effettuare i seguenti assegnamenti: rosso = 0; verde = 0,33; blu = 0,66; giallo = 1.
- Benché tale tecnica possa essere utilizzata, essa nasconde una trappola: la trasformazione incorpora una misura di distanza non vista prima della conversione. Infatti, la distanza tra rosso e verde è minore della distanza tra rosso e giallo.
Una seconda tecnica utilizzata per la conversione di dati categorici richiede l’utilizzo di ulteriori nodi di input.
- Consideriamo sempre la variabile colore, i cui possibili valori sono rosso, verde, blu, giallo.
- Tramite l’aggiunta di un nodo di input addizionale, potremmo effettuare i seguenti assegnamenti: rosso = [0, 0]; verde = [0, 1]; blu = [1, 0]; giallo = [1, 1].
- In questo modo è possibile eliminare la distorsione introdotta con il metodo precedente.
Consideriamo ora il problema della conversione di dati numerici in valori compresi nell’intervallo di input richiesto.
- Supponiamo di avere i valori 100, 200, 300, 400.
- Un metodo ovvio di conversione consiste nel dividere tutti i valori delle variabili per il valore massimo. Nel nostro caso, otterremmo i valori 0,25; 0,5; 0,75; 1.
- Il problema di questo metodo consiste nel fatto che non riusciamo a sfruttare l’intero intervallo di input se non sono presenti dei valori originari prossimi allo 0.
Una piccola variante del metodo, rappresentata dall’equazione che segue, offre il risultato desiderato.


- Applicando la formula ai precedenti valori, otteniamo rispettivamente 0; 0,33; 0,66; 1 sfruttando in questo modo l’intero intervallo a disposizione.
- Un caso a parte si verifica quando non è possibile determinare un valore massimo. Una possibile soluzione consiste nell’assumere un valore arbitrario sufficientemente grande come divisore.
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