يعد جهاز التشفير التلقائي نوعًا من الشبكات العصبية الاصطناعية المستخدمة لتعلم الترميزات الفعالة للبيانات غير المسماة. يتم التحقق من صحة التشفير وصقله عن طريق محاولة إعادة إنشاء الإدخال من الترميز. يعد جهاز التشفير التلقائي Autoencoder أسلوبًا من أساليب التعلم غير الخاضع للإشراف. حيث يتعلم تمثيل (ترميز encoding) البيانات الفعالة من خلال تدريب الشبكة العصبية على تجاهل إشارة “الضوضاء”.
تتكون شبكة جهاز التشفير التلقائي من ثلاث طبقات رئيسية:
- طبقة الإدخال
- طبقة مخفية للتشفير
- وطبقة فك التشفير (طبقة الإخراج)
باستخدام خوارزمية الإنتشار العكسي backpropagation ، تقوم الخوارزمية غير الخاضعة للإشراف بتدريب نفسها باستمرار. و ذلك عن طريق تعيين قيم الإخراج المستهدفة لتساوي المدخلات. بالتالي هذا يفرض على طبقة التشفير المخفية الأصغر استخدام تقليل الأبعاد لإزالة الضوضاء وإعادة بناء المدخلات.
كيف يعمل جهاز التشفير التلقائي
تعمل شبكات التشفير التلقائي على تعليم نفسها كيفية ضغط البيانات من طبقة الإدخال و تحويلها إلى رمز صغير. و من ثم فك ضغط هذا الرمز إلى أي تنسيق يطابق الإدخال الأصلي بشكل أفضل. حيث تتضمن هذه العملية أحيانًا العديد من أجهزة التشفير التلقائي ، مثل طبقات التشفير التلقائي المتناثرة المكدسة المستخدمة في معالجة الصور.
على سبيل المثال ، ستتعلم عملية التشفير التلقائي الأولى تشفير الميزات السهلة مثل زوايا السقف. بينما تحلل عملية التشفير التلقائي الثانية إخراج الطبقة الأولى لتشفير الميزات الأقل وضوحًا مثل مقبض الباب. و من ثم تقوم عملية التشفير التلقائي بتشفير الباب بالكامل و ما إلى ذلك حتى تقوم عملية التشفير التلقائي النهائية بترميز الصورة بأكملها في رمز يطابق مفهوم “المنزل”.
إضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام هذه الاجهزة في النمذجة التوليدية. على سبيل المثال ، إذا تم منح نظام معين الرموز التي تعلمها للمنزل والطيران يدويًا ، فبالتالي يمكنه إنشاء صورة لبيت طائر ، حتى لو لم يقم بمعالجة مثل هذه الصورة مطلقًا.
أنواع أجهزة التشفير التلقائي
1. جهاز التشفير التلقائي المزيل للضوضاء Denoising – مبدأ عمل هذا النوع يتمثل في إستخدام إدخال تالف جزئيًا لمعرفة كيفية استرداد الإدخال الأصلي غير المشوه.
2. جهاز التشفير التلقائي المتفرق Sparse autoencoder – بينما هذا النوع من أجهزة التشفير تستخدم طبقات تشفير مخفية أكثر من المدخلات ،حيث أن بعضها يستخدم مخرجات آخر جهاز مشفر تلقائي autoencoder كمدخلات.
4. جهاز التشفير التلقائي الإنكماشي Contractive autoencoder (CAE) – يستخدم هذا النوع من أجهزة التشفير التلقائي منظم مفسر “explicit regularizer”” يجبر النموذج على تعلم وظيفة محددة تكون قوية و مرنة ضد التنوعات المختلفة لقيم الإدخال.
يمكن مشاهدة الفيديو التالي لتوضح الفكرة أكثر يمكن تفعيل الترجمة العربية للفيديو – الترجمة تلقائية –
