<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Journal of Samara State Technical University, Ser. Physical and Mathematical Sciences</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Journal of Samara State Technical University, Ser. Physical and Mathematical Sciences</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Физико-математические науки»</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">1991-8615</issn><issn publication-format="electronic">2310-7081</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Samara State Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">20758</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.14498/vsgtu1266</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Solving the classification problem by using neural fuzzy production based network models of Mamdani-Zadeh</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Решение задачи классификации с использованием нейронных нечётких продукционных сетей на основе модели вывода Мамдани-Заде</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Soldatova</surname><given-names>Ol'ga P</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Солдатова</surname><given-names>Ольга Петровна</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>(Cand. Techn. Sci.), Associate Professor, Dept. Information Systems and Technolog</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>(к.т.н.), доцент, каф. информационных систем и технологий</p></bio><email>op-soldatova@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Lyozin</surname><given-names>Il'ya A</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Лёзин</surname><given-names>Илья Александрович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>(Cand. Techn. Sci.), Associate Professor, Dept. Information Systems and Technolog</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>(к.т.н.), доцент, каф. информационных систем и технологий</p></bio><email>ilyozin@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">S. P. Korolyov Samara State Aerospace University (National Research University)</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Самарский государственный аэрокосмический университет им. ак. С. П. Королёва (национальный исследовательский университет)</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2014-06-15" publication-format="electronic"><day>15</day><month>06</month><year>2014</year></pub-date><volume>18</volume><issue>2</issue><issue-title xml:lang="en">NO2 (2014)</issue-title><issue-title xml:lang="ru">№2 (2014)</issue-title><fpage>136</fpage><lpage>148</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2020-02-18"><day>18</day><month>02</month><year>2020</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2014, Samara State Technical University</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2014, Самарский государственный технический университет</copyright-statement><copyright-year>2014</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Samara State Technical University</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Самарский государственный технический университет</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.eco-vector.com/1991-8615/article/view/20758">https://journals.eco-vector.com/1991-8615/article/view/20758</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>The article considers solving the problem of object recognition of intersected classes using fuzzy inference systems and neural networks. New multi-output network of Wang-Mendel is compared to a new architecture of neural fuzzy production network based on the model of Mamdani-Zadeh. Learning results of these models are given in the interpretation of logical operations provided by Godel, Goguen and Lukasiewicz algebras. New Wang-Mendel’s network can use minimum or sum-based formula as T-norm operation in accordance with an appropriate algebra rather than the standard multiplication only. Mamdani-Zadeh's network is designed as a cascade of T-norm, implication and S-norm operations deﬁned by selected algebra. Moreover defuzziﬁcation layer is not presented in Mamdani-Zadeh’s network. Both networks have several outputs in accordance with the number of subject area classes what differs them from the basic realizations. Compliance degrees of an input vector to deﬁned classes are formed at the network outputs. To compare the models the standard Fisher’s irises and Italian wines classiﬁcation problems were used. This article presents the results calculated by training the networks by backpropagation algorithm. Classiﬁcation error analysis shows that the use of these algebras as interpreting fuzzy logic operations proposed in this paper can reduce the classiﬁcation error for both multi-output network of Wang-Mendel and a new network of Mamdani-Zadeh. The best learning results are shown by Godel algebra, but Lukasiewicz algebra demonstrates better generalizing properties while testing, what leads to a less number of classiﬁcation errors.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Рассматривается решение задачи распознавания объектов пересекающихся классов с использованием систем нечеткого вывода и нейронных сетей. Новая многовыходовая сеть Ванга-Менделя сравнивается с новой архитектурой нейронной нечеткой продукционной сети, основанной на модели Мамдани-Заде. Результаты исследования данных моделей приведены при интерпретациях логических операций, заданных соответственно алгебрами Гёделя, Гогена и Лукашевича. Новая сеть Ванга-Менделя может использовать минимум или основанную на сумме формулу как операции T-нормы в соответствии с выбранной алгеброй вместо стандартной операции произведения. Сеть Мамдани-Заде спроектирована в виде каскада операций T-нормы, импликации и S-нормы, заданных выбранной алгеброй. Кроме того, в сети Мамдани-Заде отсутствует слой дефаззификации. Обе сети имеют несколько выходов в соответствии с числом классов предметной области, что отличает их от базовых реализаций. На выходах сетей формируются степени принадлежности входного вектора заданным классам. Для сравнения моделей использовались стандартные задачи классификации ирисов Фишера и итальянских вин. В данной статье приводятся результаты, полученные при обучении сетей алгоритмом обратного распространения ошибки. Анализ ошибок классификации показывает, что использование данных алгебр в качестве интерпретации нечётких логических операций, предложенное в статье, позволяет уменьшить погрешность классификации как для многовыходовой сети Ванга-Менделя, так и для новой сети Мамдани-Заде. Наилучшие результаты обучения показывает алгебра Гёделя, но алгебра Лукашевича демонстрирует лучшие обобщающие свойства при тестировании, что приводит к наименьшему числу ошибок классификации.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>classiﬁcation problem</kwd><kwd>neural network fuzzy production based network</kwd><kwd>multi-output network of Wang-Mendel</kwd><kwd>model of Mamdani-Zadeh</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>задача классификации</kwd><kwd>нейронная нечёткая продукционная сеть</kwd><kwd>многовыходовая сеть Ванга-Менделя</kwd><kwd>модель Мамдани-Заде</kwd></kwd-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>L. X. Wang, J. M. Mendel, “Generating fuzzy rules by learning from examples” // IEEE Trans. Syst., Man, Cybern., 1992. vol. 22, no. 6. pp. 1414-1427. doi: 10.1109/isic.1991.187368.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Li-Xin Wang, “The WM method completed: a ﬂexible fuzzy system approach to data mining” // IEEE Trans. Fuzzy Systems, 2003. vol. 11, no. 6. pp. 768-782. doi: 10.1109/TFUZZ.2003.819839.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>L. A. Zadeh, “Fuzzy logic, neural networks, and soft computing” // Communications of the ACM, 1994. vol. 37, no. 3. pp. 77-84.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>E. H. Mamdani, “Application of Fuzzy Logic to Approximate Reasoning Using Linguistic Synthesis” // IEEE Trans. Computers, vol. C-26, no. 12, pp. 1182-1191. doi: 10.1109/tc.1977.1674779.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>С. Осовский, Нейронные сети для обработки информации. М.: Финансы и статистика, 2002. 344 с.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>О. П. Солдатова, “Многофункциональный имитатор нейронных сетей” // Программные продукты и системы, 2012. № 3. С. 27-31.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Д. Рутковская, М. Пилиньский, Л. Рутковский, Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечёткие системы. М.: Горячая линия-Телеком, 2007. 452 с.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>V. Novák, I. Perﬁlieva, J. Močkoř, Mathematical Principles of Fuzzy Logic / The Springer International Series in Engineering and Computer Science, vol. 517, Springer, 1999. xiii+320 pp. Doi: 10.1007/978-1-4615-5217-8</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>В. Новак, И. Перфильева, И. Мочкорж, Математические принципы нечёткой логики. Физматлит: М., 2006. 352 с.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>В. В. Борисов, В. В. Круглов, А. С. Федулов, Нечеткие модели и сети. М.: Горячая линия-Телеком, 2007. 284 с.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>А. С. Катасёв, “Математическое обеспечение и программный комплекс формирования нечётко-продукционных баз знаний для экспертных диагностических систем” // Фундаментальные исследования, 2013. № 10-9. С. 1922-1927.</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>В. В. Бухтояров, “Трехступенчатый эволюционный метод формирования коллективов нейронных сетей для решения задач классификации” // Программные продукты и системы, 2012. № 4. С. 101-106.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
