神经元第一子阵列和神经元第二子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所述神经元第一子阵 列和神经元第二子阵列的神经元的预定值时增加的速率；
[0259] 向所述神经元的第三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 所述第三阵列的神经元的数量；
[0260] 在任何给定的时间，对所述第三阵列的每个神经元的激发率进行测量；以及
[0261] 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三阵列的一 个神经元，该神经元的位置值等于：所述第三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三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。
[0262] 构思28.根据构思27所述的方法，包括步骤：如果所述第三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。
【主权项】
1. 一种神经网络，其中所述神经网络的一部分包括： 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； 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。2. 根据权利要求1所述的神经网络，其中所述第二数量小于所述第一数量。3. 根据权利要求1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： 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 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。4. 根据权利要求1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，该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。5. -种神经网络，其包括根据权利要求1所述的第一神经网络部分和第二神经网络部 分；以及 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，其中所述第五数量小于所述第四数量，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 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。6. 根据权利要求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， 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 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。7. 根据权利要求5所述的神经网络，包括根据权利要求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： 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 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； 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 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。8. 根据权利要求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。9. 根据权利要求1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。10. 根据权利要求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； 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 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。11. 根据权利要求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，其中所述第三数量小于所述第二数量，其中： 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 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。12. 根据权利要求11所述的神经网络，还包括： 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，其中所述第五数量小于所述第四数量，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。13. 根据权利要求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； 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。14. 根据权利要求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。15. 根据权利要求13所述的神经网络，其中所述神经元的第四阵列为根据权利要求所 述9的另一神经网络的神经元子阵列。16. -种对神经网络进行编程的方法，其包括步骤： 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 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。17. 根据权利要求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： 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 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。18. 根据权利要求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。19. 根据权利要求17所述的方法，包括步骤： 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 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，其中所述第五数量小于所述第四数量，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 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 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。20. 根据权利要求19所述的方法，包括步骤： 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； 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： 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 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； 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 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 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。21. 根据权利要求16所述的方法，其中： 向所述第一阵列的每个神经元的树突提供用于表示测量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： 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； 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。22. 根据权利要求21所述的方法，其中： 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， 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 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。23. 根据权利要求21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： 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 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。24. 根据权利要求23所述的方法，包括： 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，其中所述第五数量小于所述第四数量，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 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 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；其中所述神经元第一子集和所述神经元第二子集的 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。25. -种对根据权利要求8所述的神经网络的输出进行解码的方法，所述方法包括： 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； 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； 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 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。26. 根据权利要求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。27. -种对根据权利要求14所述的神经网络的输出进行解码的方法，所述方法包括： 向神经元第一子阵列和神经元第二子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所述神经元第一子阵列和 神经元第二子阵列的神经元的预定值时增加的速率； 向所述神经元的第三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 述第三阵列的神经元的数量； 在任何给定的时间，对所述第三阵列的每个神经元的激发率进行测量；以及 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三阵列的一个神 经元，该神经元的位置值等于：所述第三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三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。28. 根据权利要求27所述的方法，包括步骤：如果所述第三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。
【专利摘要】一种神经网络，其中所述神经网络的一部分包括：具有第一数量的神经元的第一阵列，其中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；以及具有第二数量的神经元的第二阵列，其中第二数量小于第一数量，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；第二阵列的每个神经元的树突与第二阵列的相邻神经元的轴突一起形成兴奋的STDP突触。
【IPC分类】G06N3/02
【公开号】CN105122278
【申请号】CN201380075586
【发明人】纳拉延·斯里尼瓦桑, 曹永官
【申请人】Hrl实验室有限责任公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2013年8月30日