[發(fā)明專利]一種語用通信方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210631432.7
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN115186797B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭天昊;孟穎岫;楊禹志;韓兆榮;石嘉;李汶龍;錢宇華
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號: G06N3/045
• 分類號: G06N3/045;G06N3/042;G06N3/084;G06N3/063;H04L9/40
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種語用通信方法，其特征在于，所述方法由語用通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括訓(xùn)練好的發(fā)送方智能體以及訓(xùn)練好的接收方智能體；所述方法包括：

S1、所述訓(xùn)練好的發(fā)送方智能體根據(jù)語用意圖，得到待傳輸?shù)南ⅲ⑺龃齻鬏數(shù)南⑼ㄟ^神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層傳輸?shù)剿鲇?xùn)練好的接收方智能體；

S2、所述訓(xùn)練好的接收方智能體通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層接收所述待傳輸?shù)南ⅲλ龃齻鬏數(shù)南⑦M(jìn)行譯碼，得到譯碼后的消息；

S3、所述訓(xùn)練好的接收方智能體通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的全連接的權(quán)重矩陣接收所述譯碼后的消息并理解所述消息的意圖，結(jié)合所述訓(xùn)練好的接收方智能體自身信息，做出行為決策；

所述發(fā)送方智能體以及接收方智能體的訓(xùn)練過程包括：

S11、發(fā)送方智能體根據(jù)語用意圖產(chǎn)生神經(jīng)沖動，所述神經(jīng)沖動經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層輸出，產(chǎn)生待傳遞的消息；

S12、所述待傳遞的消息通過全連接的權(quán)重矩陣傳輸?shù)讲盍客ㄐ畔到y(tǒng)中，所述差量通信系統(tǒng)將所述待傳遞的消息發(fā)送到信道中；

S13、所述接收方智能體通過所述信道接收所述消息，并對所述消息進(jìn)行譯碼，得到譯碼后的消息；

S14、所述譯碼后的消息通過全連接的權(quán)重矩陣發(fā)送到接收方智能體的輸入層；

S15、接收方智能體根據(jù)所述譯碼后的消息以及自身信息，做出環(huán)境動作，獲得獎勵，產(chǎn)生誤差以及損失函數(shù)，所述誤差經(jīng)信道反向傳播到所述發(fā)送方智能體；其中，所述損失函數(shù)為消息對接收方智能體行為的影響；

S16、根據(jù)所述誤差對所述發(fā)送方智能體進(jìn)行調(diào)整；

S17、重復(fù)上述S11-S16，直到所述誤差小于或等于預(yù)設(shè)閾值，則結(jié)束調(diào)整，得到訓(xùn)練好的發(fā)送方智能體以及接收方智能體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S12中的所述差量通信系統(tǒng)將所述待傳遞的消息發(fā)送到信道中包括：

在所述發(fā)送方智能體以及接收方智能體的訓(xùn)練過程中，所述差量通信系統(tǒng)將所述待傳遞的消息形成可求導(dǎo)的浮點(diǎn)型消息，將所述浮點(diǎn)型消息訓(xùn)練為0和1發(fā)送到信道中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S12中的所述差量通信系統(tǒng)將所述待傳遞的消息發(fā)送到信道中包括：

在訓(xùn)練好的發(fā)送方智能體以及接收方智能體消息傳遞中，所述差量通信系統(tǒng)將所述待傳遞的消息形成比特數(shù)據(jù)，發(fā)送到信道中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述待傳輸?shù)南⑼ㄟ^神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層傳輸?shù)剿鲇?xùn)練好的接收方智能體包括：

待傳輸?shù)南⒔?jīng)發(fā)送方智能體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層的最后一層傳輸?shù)剿鲇?xùn)練好的接收方智能體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層的第一層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括根據(jù)對環(huán)境信息的觀測以及結(jié)合語義消息和對過去行為的記憶，更新所述發(fā)送方智能體以及接收方智能體的信息庫，得到最佳的行為決策。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中的待傳輸?shù)南⒌拇笮∮上⑺璧恼Z義狀態(tài)數(shù)量和時間維度的關(guān)系確定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述訓(xùn)練好的發(fā)送方智能體的輸出層包括通信模塊以及行為模塊；

其中，所述通信模塊通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層發(fā)送神經(jīng)沖動；

所述行為模塊用于做出行為決策。

8.一種語用通信系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)語用通信方法，所述系統(tǒng)包括訓(xùn)練好的發(fā)送方智能體以及訓(xùn)練好的接收方智能體；其中：

所述訓(xùn)練好的發(fā)送方智能體，用于根據(jù)語用意圖，得到待傳輸?shù)南ⅲ⑺龃齻鬏數(shù)南⑼ㄟ^神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層傳輸?shù)剿鲇?xùn)練好的接收方智能體；

所述訓(xùn)練好的接收方智能體，用于通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層接收所述待傳輸?shù)南ⅲλ龃齻鬏數(shù)南⑦M(jìn)行譯碼，得到譯碼后的消息；所述訓(xùn)練好的接收方智能體通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的全連接的權(quán)重矩陣接收所述譯碼后的消息并理解所述消息的意圖，結(jié)合所述訓(xùn)練好的接收方智能體自身信息，做出行為決策；

所述發(fā)送方智能體以及接收方智能體的訓(xùn)練過程包括：

S11、發(fā)送方智能體根據(jù)語用意圖產(chǎn)生神經(jīng)沖動，所述神經(jīng)沖動經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層輸出，產(chǎn)生待傳遞的消息；

S12、所述待傳遞的消息通過全連接的權(quán)重矩陣傳輸?shù)讲盍客ㄐ畔到y(tǒng)中，所述差量通信系統(tǒng)將所述待傳遞的消息發(fā)送到信道中；

S13、所述接收方智能體通過所述信道接收所述消息，并對所述消息進(jìn)行譯碼，得到譯碼后的消息；

S14、所述譯碼后的消息通過全連接的權(quán)重矩陣發(fā)送到接收方智能體的輸入層；

S15、接收方智能體根據(jù)所述譯碼后的消息以及自身信息，做出環(huán)境動作，獲得獎勵，產(chǎn)生誤差以及損失函數(shù)，所述誤差經(jīng)信道反向傳播到所述發(fā)送方智能體；其中，所述損失函數(shù)為消息對接收方智能體行為的影響；

S16、根據(jù)所述誤差對所述發(fā)送方智能體進(jìn)行調(diào)整；

S17、重復(fù)上述S11-S16，直到所述誤差小于或等于預(yù)設(shè)閾值，則結(jié)束調(diào)整，得到訓(xùn)練好的發(fā)送方智能體以及接收方智能體。