神经网络及编程方法_5

文档序号:9401974阅读:来源:国知局
旨在示意性的,并 不是为了限制各权利要求的范围。因此,可以容易地将本指教应用于其他类型的设备,并且 许多替换物、修改以及变化对本领域技术人员而言将是显而易见的。
[0171] 优选地包括了本文所描述的所有元件、部分和步骤。应当理解的是,可用其他元 件、部分和步骤来替代这些元件、部分和步骤中的任何一个,或者可将这些元件、部分和步 骤一起删除,这对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
[0172] 构思
[0173] 本文公开了至少以下构思。
[0174] 构思1. 一种神经网络,其中所述神经网络的一部分包括:
[0175] 具有第一数量的神经元的第一阵列,其中所述第一阵列的每个神经元的树突被设 置为对用于表示测量到的参数更接近指定给所述神经元的预定值的输入信号进行接收;
[0176] 具有第二数量的神经元的第二阵列,所述第二阵列的每个神经元的树突与所述第 一阵列的多个神经元的轴突一起形成兴奋的STDP突触;并且所述第二阵列的每个神经元 的树突与所述第二阵列的相邻神经元的轴突一起形成兴奋的STDP突触。
[0177] 构思2.根据构思1所述的神经网络,其中第二数量小于第一数量。
[0178] 构思3.根据构思1或构思2所述的神经网络,其中所述第二阵列还包括在所述第 二阵列的各神经元之间分布的第三数量的中间神经元,其中所述第三数量小于所述第二数 量,其中:
[0179] 所述第二阵列的每个神经元的轴突与所述第二阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0180] 所述第二阵列的每个中间神经元的轴突与所述第二阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触。
[0181] 构思4.根据构思1至3所述的神经网络,其中所述第一阵列的每个神经元的树突 被设置为接收输入信号,所述输入信号具有在测量到的参数更接近指定给所述神经元的预 定值时增长的速率。
[0182] 构思5. -种神经网络,其包括根据构思1至4所述的第一神经网络部分和第二神 经网络部分;以及
[0183] 第三阵列,其具有第四数量的神经元以及在所述第三阵列的各神经元之间分布的 第五数量的中间神经元,其中第五数量小于第四数量,其中:
[0184] 所述第三阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0185] 所述第三阵列的每个中间神经元的轴突与所述第三阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触;
[0186] 其中所述第一神经网络部分的第二阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的 多个神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0187] 其中所述第二神经网络部分的第二阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的 多个神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触。
[0188] 构思6.根据构思5所述的神经网络,其中所述第三阵列包括多行多列的神经元,
[0189] 其中所述第一神经网络部分的第二阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的 一行的多个神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0190] 其中所述第二神经网络部分的第二阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的 一列的多个神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触。
[0191] 构思7.根据构思5或6所述的神经网络,其包括根据构思1所述的第三神经网络 部分以及第四阵列,所述第四阵列具有第二数量的神经元以及在所述第四阵列的各神经元 之间分布的第三数量的中间神经元,其中:
[0192] 所述第四阵列的每个神经元的轴突与所述第四阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0193] 所述第四阵列的每个中间神经元的轴突与所述第四阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触;
[0194] 其中所述第四阵列的每个神经元的树突与所述第三阵列的多个神经元的轴突一 起形成兴奋的STDP突触;并且
[0195] 其中所述第四阵列的每个神经元的树突与所述第三神经网络的第二阵列的对应 神经元的轴突一起形成兴奋的非STDP突触。
[0196] 构思8.根据构思7所述的神经网络,其中所述第一神经网络部分和所述第二神 经网络部分的输入信号与可变参数有关,所述可变参数与所述第三神经网络的输入信号相 关。
[0197] 构思9.根据构思1至4所述的神经网络,其中所述神经元第一阵列包括各神经元 的第一子阵列和第二子阵列,其分别被设置为接收与第一测量参数和第二测量参数相关的 输入信号。
[0198] 构思10.根据构思9所述的神经网络,其中所述第二阵列包括多行多列的神经 元;
[0199] 其中所述神经元第一子阵列的每个神经元的轴突与所述第二阵列的一行的多个 神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0200] 其中所述神经元第二子阵列的每个神经元的轴突与所述第二阵列的一列的多个 神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触。
[0201] 构思11.根据构思9或构思10所述的神经网络,其中所述第二阵列还包括在所述 第二阵列的各神经元之间分布的第三数量的中间神经元,其中第三数量小于第二数量,其 中:
[0202] 所述第二阵列的每个神经元的轴突与所述第二阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0203] 所述第二阵列的每个中间神经元的轴突与所述第二阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触。
[0204] 构思12.根据构思9至11所述的神经网络,还包括:
[0205] 第三阵列,其具有第四数量的神经元以及在所述第三阵列的各神经元之间分布的 第五数量的中间神经元,其中第五数量小于第四数量,其中:
[0206] 所述第三阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0207] 所述第三阵列的每个中间神经元的轴突与所述第三阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触;
[0208] 其中所述第三阵列的每个神经元的树突与所述第二阵列的每个神经元的轴突一 起形成兴奋的STDP突触。
[0209] 构思13.根据构思12所述的神经网络,包括第四阵列,其包括与所述第三阵列的 神经元的数量相同数量的神经元,其中所述第四阵列的每个神经元的树突被设置为对用于 表示测量到的参数更接近指定给所述神经元的预定值的输入信号进行接收;
[0210] 其中所述第四阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的对应神经元的树突一 起形成兴奋的非STDP突触。
[0211] 构思14.根据构思13所述的神经网络,其中所述神经元第一子阵列和所述神经元 第二子阵列的输入信号与可变参数有关,所述可变参数与所述第四阵列的输入信号相关。
[0212] 构思15.根据构思13所述的神经网络,其中所述神经元的第四阵列为根据构思9 的另一神经网络的神经元子阵列。
[0213] 构思16. -种对神经网络进行编程的方法,其包括步骤:
[0214] 提供第一神经网络部分,其包括具有第一数量的神经元的第一阵列以及具有第二 数量的神经元的第二阵列,所述第二阵列的每个神经元的树突与所述第一阵列的多个神经 元的轴突一起形成兴奋的STDP突触;所述第二阵列的每个神经元的树突与所述第二阵列 的相邻的神经元的轴突一起形成兴奋的STDP突触;以及
[0215] 向所述第一阵列的每个神经元的树突提供输入信号,该输入信号用于表示测量到 的参数更接近指定给所述神经元的预定值。
[0216] 构思17.根据构思16所述的方法,还包括向所述第二阵列提供在所述第二阵列 的各神经元之间分布的第三数量的中间神经元的步骤,其中所述第三数量小于所述第二数 量,其中:
[0217] 所述第二阵列的每个神经元的轴突与所述第二阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0218] 所述第二阵列的每个中间神经元的轴突与所述第二阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触。
[0219] 构思18.根据构思16或17所述的方法,包括向所述第一阵列的每个神经元的树 突提供输入信号的步骤,所述输入信号具有在测量到的参数更接近指定给所述神经元的预 定值时增长的速率。
[0220] 构思19.根据构思16至18所述的方法,包括步骤:
[0221] 提供第二神经网络部分,其具有与所述第一神经网络部分的结构相同的结构;以 及
[0222] 提供第三阵列,其具有第四数量的神经元以及在所述第三阵列的各神经元之间分 布的第五数量的中间神经元,其中第五数量小于第四数量,其中:
[0223] 所述第三阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0224] 所述第三阵列的每个中间神经元的轴突与所述第三阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触;
[0225] 其中所述第一神经网络部分的第二阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的 多个神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0226] 其中所述第二神经网络部分的第二阵列的每个神经元的轴突与所述第三阵列的 多个神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触;以及
[0227] 向所述第二神经网络部分的第一阵列的每个神经元的树突提供输入信号,该输入 信号用于表示测量到的参数更接近指定给所述神经元的预定值。
[0228] 构思20.根据构思19所述的方法,包括步骤:
[0229] 提供第三神经网络部分,其具有与所述第一神经网络部分的结构相同的结构;
[0230] 提供第四阵列,其具有第二数量的神经元以及在所述第四阵列的神经元之间分布 的第三数量的中间神经元,其中:
[0231] 所述第四阵列的每个神经元的轴突与所述第四阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0232] 所述第四阵列的每个中间神经元的轴突与所述第四阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触;
[0233] 其中所述第四阵列的每个神经元的树突与所述第三阵列的多个神经元的轴突一 起形成兴奋的STDP突触;并且
[0234] 其中所述第四阵列的每个神经元的树突与所述第三神经网络部分的第二阵列的 对应神经元的轴突一起形成兴奋的非STDP突触;以及
[0235] 向所述第三神经网络部分的第一阵列的每个神经元的树突提供输入信号,该输入 信号用于表示测量到的参数更接近指定给所述神经元的预定值;其中所述第一神经网络部 分和第二神经网络部分的输入信号与可变参数有关,所述可变参数与所述第三神经网络部 分的输入信号相关。
[0236] 构思21.根据构思16所述的方法,其中:
[0237] 向所述第一阵列的每个神经元的树突提供用于表示测量到的参数更接近指定给 所述神经元的预定值的输入信号的步骤包括:
[0238] 向所述第一阵列的神经元第一子集的每个神经元的树突提供输入信号,该输入信 号用于表示第一测量参数更接近指定给所述神经元的预定值;
[0239] 向所述第一阵列的神经元第二子集的每个神经元的树突提供输入信号,该输入信 号用于表示第二测量参数更接近指定给所述神经元的预定值。
[0240] 构思22.根据构思21所述的方法,其中:
[0241] 所述提供具有第二数量的神经元的第二阵列的步骤包括提供具有多行多列的神 经元的第二阵列,
[0242] 其中所述第一阵列的神经元第一子集的每个神经元的轴突与所述第二阵列的一 行的多个神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0243] 其中所述第一阵列的神经元第二子集的每个神经元的轴突与所述第二阵列的一 列的多个神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触。
[0244] 构思23.根据构思21或22所述的方法,还包括向所述第二阵列提供在所述第二 阵列的各神经元之间分布的第三数量的中间神经元的步骤,其中所述第三数量小于所述第 二数量,其中:
[0245] 所述第二阵列的每个神经元的轴突与所述第二阵列的相邻的中间神经元的树突 一起形成兴奋的STDP突触;并且
[0246] 所述第二阵列的每个中间神经元的轴突与所述第二阵列的相邻的神经元和中间 神经元的树突一起形成抑制的STDP突触。
[0247] 构思24.根据构思23所述的方法,包括:
[0248] 提供第三阵列,其具有第四数量的神经元以及在所述第三阵列的各神经元之间分 布的第五数量的中间神经元,其中第五数量小于第四数量,其中所述第三阵列的每个神经 元的轴突与所述第三阵列的相邻的中间神经元的树突一起形成兴奋的STDP突触;并且所 述第三阵列的每个中间神经元的轴突与所述第三阵列的相邻的神经元和中间神经元的树 突一起形成抑制的STDP突触;其中所述第三阵列的每个神经元的树突与所述第二阵列的 每个神经元的轴突一起形成兴奋的STDP突触;以及
[0249] 提供第四阵列,其包括与所述第三阵列的神经元的数量相同数量的神经元,其中 所述第四阵列的每个神经元的树突被设置为对用于表示测量到的参数更接近指定给所述 神经元的预定值的输入信号进行接收;并且其中所述第四阵列的每个神经元的轴突与所述 第三阵列的对应神经元的树突一起形成兴奋的非STDP突触;以及
[0250] 向所述第四阵列的每个神经元的树突提供输入信号,该输入信号用于表示测量到 的参数更接近指定给所述神经元的预定值;其中神经元第一子集和神经元第二子集的输入 信号与可变参数有关,所述可变参数与所述第四阵列的输入信号相关。
[0251] 构思25. -种对根据构思8所述的神经网络的输出进行解码的方法,所述方法包 括:
[0252] 向第一神经网络部分的第一阵列和第二神经网络部分的第一阵列提供第一输入 信号和第二输入信号,该第一输入信号和该第二输入信号具有在测量到的参数更接近指定 给各所述第一阵列的神经元的预定值时增加的速率;
[0253] 向所述神经元的第四阵列的每个神经元指定在1至N的范围内的增量位置值,N为 所述第四阵列的神经元的数量;
[0254] 在任何给定的时间,对所述第四阵列的每个神经元的激发率进行测量;以及
[0255] 在所述任何给定的时间,将所述神经网络的输出估计为对应于所述第四阵列的一 个神经元,该神经元的位置值等于:所述第四阵列的每个神经元的由其在所述任何给定时 间的激发率进行加权的位置值之和除以所述第四阵列的每个神经元在所述任何给定时间 的激发率的和得到的商。
[0256] 构思26.根据构思25所述的方法,包括步骤:如果所述第四阵列中部的神经元具 有无效的激发率,则向更小的位置值的各神经元指定增加了值N的位置值。
[0257] 构思27. -种对根据构思14所述的神经网络的输出进行解码的方法,所述方法包 括:
[0258] 向
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