基于事件驱动的突触更新方法及装置

本发明涉及大脑仿真和类脑智能，尤其涉及一种基于事件驱动的突触更新方法及装置。

背景技术：

1、突触是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是神经元之间信息传递和交流的关键结构，与神经网络的性能密切相关。在大脑仿真和类脑智能领域中，突触计算是模拟神经元之间的连接和信息传递过程的关键部分，其中，核心的技术挑战是如何实现基于稀疏连接的、脉冲事件驱动的、高效突触信息传递。

2、目前，基于事件的突触计算方法已成为脑仿真和类脑计算领域的研究热点之一，该方法能够模拟神经元之间脉冲事件所驱动的信息传递和交流，只在脉冲到达时才执行计算，从而显著提高计算效率，具备低功耗、高实时性和高能效比等优点。现有的突触计算系统大多数依赖于时钟驱动或基于速率的方法，然而这些方法均具有较高的计算开销和能效比。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于事件驱动的突触更新方法及装置，用以解决现有技术中突触计算开销较高且能效比较差的缺陷，能够模拟神经元之间脉冲事件所驱动的信息传递和交流，确保仅在脉冲到达时才执行计算，从而显著提高计算效率，降低了功耗，提高了实时性和能效比等优点。

2、本发明提供一种基于事件驱动的突触更新方法，包括：对在先创建的神经元群进行检测，得到目标神经元；其中，所述目标神经元为产生脉冲事件的神经元；根据所述目标神经元，并结合预设神经元连接信息，得到所述目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重；基于所述目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重，得到对应突触输入。

3、根据本发明提供的一种基于事件驱动的突触更新方法，所述基于所述目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重，得到对应突触输入，包括：基于所述目标神经元对应的连接索引，得到对应突触输入；根据所述目标神经元对应的突触权重，对对应突触输入进行更新。

4、根据本发明提供的一种基于事件驱动的突触更新方法，所述对在先创建的神经元群进行检测，得到目标神经元，包括：

5、获取在先创建的神经元群中神经元的膜电位信号；

6、判断所述膜电位信号是否超出预设膜电位阈值，并基于所述膜电位信号超出所述预设膜电位阈值，将对应神经元作为目标神经元；或者，获取在先创建的神经元群中神经元的发放频率信号；其中，所述发放频率信号用于随机产生脉冲；判断所述发放频率信号是否超出预设频率阈值，并基于所述发放频率信号超出所述预设频率阈值，将对应神经元作为目标神经元。

7、根据本发明提供的一种基于事件驱动的突触更新方法，在所述对在先创建的神经元群进行检测，得到目标神经元之前，包括：获取在先创建的神经元群中神经元的输入信号；判断所述输入信号是否大于预设信号阈值，并基于大于，激活对应神经元，并触发脉冲事件。

8、根据本发明提供的一种基于事件驱动的突触更新方法，所述获取在先创建的神经元群中神经元的输入信号，包括：获取在先创建的神经元群中神经元基于至少一个突触接收的初始信号；将所述神经元接收的初始信号进行叠加处理，得到对应输入信号。

9、根据本发明提供的一种基于事件驱动的突触更新方法，在所述根据所述目标神经元，并结合预设神经元连接信息，得到目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重之前，包括：创建事件驱动的突触连接；其中，所述突触连接是基于源神经元及其相邻靶神经元的连接创建的；基于构建的事件驱动的突触连接，获取所述源神经元及其相邻靶神经元之间的突触连接信息，所述突触连接信息包括所述源神经元及其相邻靶神经元之间突触的连接索引和突触权重；将所述突触连接信息存储至对应源神经元中。

10、根据本发明提供的一种基于事件驱动的突触更新方法，在所述基于所述目标神经元相邻靶神经元的连接索引和所述突触权重，得到对应突触输入之后，包括：根据更新后的突触输入，更新对应目标神经元相邻靶神经元的状态。

11、本发明还提供一种基于事件驱动的突触更新装置，包括：脉冲事件检测模块，对在先创建的神经元群进行检测，得到目标神经元；其中，所述目标神经元为产生脉冲事件的神经元；神经元信息获取模块，根据所述目标神经元，并结合预设神经元连接信息，得到所述目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重；突触输入更新模块，基于所述目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重，得到对应突触输入。

12、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于事件驱动的突触更新方法的步骤。

13、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于事件驱动的突触更新方法的步骤。

14、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于事件驱动的突触更新方法的步骤。

15、本发明提供的基于事件驱动的突触更新方法及装置，通过对神经元进行检测，以获取产生脉冲事件的目标神经元，从而确保在脉冲到达时，才更新突触输入，既能够模拟神经元之间脉冲事件所驱动的信息传递和交流，显著提高计算效率，又具备低功耗、高实时性和高能效比等优点。

技术特征：

1.一种基于事件驱动的突触更新方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于事件驱动的突触更新方法，其特征在于，所述基于所述目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重，得到对应突触输入，包括：

3.根据权利要求1所述的基于事件驱动的突触更新方法，其特征在于，所述对在先创建的神经元群进行检测，得到目标神经元，包括：

4.根据权利要求1所述的基于事件驱动的突触更新方法，其特征在于，在所述对在先创建的神经元群进行检测，得到目标神经元之前，包括：

5.根据权利要求4所述的基于事件驱动的突触更新方法，其特征在于，所述获取在先创建的神经元群中神经元的输入信号，包括：

6.根据权利要求1所述的基于事件驱动的突触更新方法，其特征在于，在所述根据所述目标神经元，并结合预设神经元连接信息，得到目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重之前，包括：

7.根据权利要求1所述的基于事件驱动的突触更新方法，其特征在于，在所述基于所述目标神经元相邻靶神经元的连接索引和所述突触权重，得到对应突触输入之后，包括：

8.一种基于事件驱动的突触更新装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于事件驱动的突触更新方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于事件驱动的突触更新方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种基于事件驱动的突触更新方法及装置，涉及大脑仿真和类脑智能技术领域，方法包括：对在先创建的神经元群进行检测，得到目标神经元；其中，目标神经元为产生脉冲事件的神经元；根据目标神经元，并结合预设神经元连接信息，得到目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重；基于目标神经元相邻靶神经元的连接索引和突触权重，得到对应突触输入。本发明通过对神经元进行检测，以获取产生脉冲事件的目标神经元，从而确保在脉冲到达时，才更新突触输入，既能够模拟神经元之间脉冲事件所驱动的信息传递和交流，显著提高计算效率，又具备低功耗、高实时性和高能效比等优点。

技术研发人员：王超名,吴思
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8