We introduce an online prototype-based learning algorithm for clustering and classification, based on the principles of deterministic annealing. We show that the proposed algorithm constitutes a competitive-learning neural network, the learning rule of which is formulated as an online stochastic approximation algorithm. The annealing nature of the algorithm prevents poor local minima, offers robustness with respect to the initial conditions, and provides a means to progressively increase the complexity of the learning model as needed, through an intuitive bifurcation phenomenon. As a result, the proposed approach is interpretable, requires minimal hyper-parameter tuning, and offers online control over the complexity-accuracy trade-off. Finally, Bregman divergences are used as a family of dissimilarity measures that are shown to play an important role in both the performance of the algorithm, and its computational complexity. We illustrate the properties and evaluate the performance of the proposed learning algorithm in artificial and real datasets.


翻译:我们引入了基于确定性肛交原则的基于分类和分类的在线原型学习算法。 我们显示,提议的算法构成竞争性学习神经网络,其学习规则是作为在线随机近似算法拟订的。 算法的省略性质防止了当地微小的不良,提供了初始条件的稳健性,并提供了一种手段,通过直觉分解现象,逐步增加学习模式的复杂性。 因此,拟议的方法是可以解释的,需要最低限度的超参数调,并提供了对复杂性-准确性交易的在线控制。 最后,布雷格曼差异被作为不同计量体系使用,显示在算法的运行及其计算复杂性方面起着重要作用。 我们举例说明了在人工和真实数据集中拟议学习算法的特性并评估了其绩效。

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