JPH0736180B2 - Neurocomputer operation method - Google Patents
Neurocomputer operation methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は相関行列とニューロンの状態ベクトルとの積
演算を行って入力ベクトルに対して予め蓄積されている
ベクトル情報の中から最も入力ベクトルに類似している
ベクトル情報を出力するニューロコンピュータの演算方
式に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention calculates the product of a correlation matrix and a state vector of a neuron, and selects the most input vector from the vector information stored in advance for the input vector. The present invention relates to a calculation method of a neuro computer that outputs similar vector information.
第5図は例えば、Applied Optics誌1985年第24巻第10号
1469頁〜1475頁に示された従来の演算方式を用いたニュ
ーロコンピュータである光ニューロコンピュータ装置を
示す構成概念図であり、図において、1は光信号を発生
する発光素子アレイ、2は光変調を行うための相関行列
マスク、3は光信号を受ける受光素子アレイ、7は受光
素子アレイ3の出力をしきい値で比較する比較器等で構
成されるしきい値素子である。Figure 5 shows, for example, Applied Optics, 1985, Volume 24, Issue 10.
FIG. 1 is a structural conceptual view showing an optical neurocomputer device which is a neurocomputer using the conventional arithmetic method shown in pages 1469 to 1475, in which 1 is a light emitting element array for generating an optical signal, and 2 is an optical modulator. 3 is a photodetector array for receiving an optical signal, and 7 is a threshold element including a comparator for comparing the output of the photodetector array 3 with a threshold value.
次に動作について説明する。本装置はHopfieldにより提
案されたニューラルネットモデルに基づいている(例え
ば、Proceedings of National Academy of Science,USA
1982年第79巻2554頁〜2558頁参照)。このモデルによ
れば、予め蓄積しているM個のN次元ベクトル情報Si
(m)(i=1…N,m=1,…M,Si(m)∈{1,−1}Nfov∀m中
から、入力ベクトルSi(mo)に最も類似したものを選びだ
す連想メモリを構成することができる。Next, the operation will be described. This device is based on the neural net model proposed by Hopfield (eg, Proceedings of National Academy of Science, USA).
1982, Vol. 79, pp. 2554-2558). According to this model, M pieces of previously stored N-dimensional vector information Si
(m) (i = 1 ... N, m = 1, ... M, Si (m) ∈ {1, -1} N fov ∀ m An association that selects the most similar one to the input vector Si (mo) The memory can be configured.
蓄積情報は、相関行列マスク2により与えられる。相関
行列をTijとするとTijは次式で与えられる。The accumulated information is given by the correlation matrix mask 2. If the correlation matrix is Tij, Tij is given by the following equation.
ここで、説明の都合上、蓄積情報ベクトル間には殆ど相
関がないものとする。即ち、蓄積情報ベクトルは互いに
直交しているものとする。つまり であり、今、Si(m)に近い不完全入力ベクトルSi(mo)と
すると、相関マトリックスとSi(mo)の積は となることが示される。O(x)はx次の微小量であ
る。 Here, for convenience of explanation, it is assumed that there is almost no correlation between the stored information vectors. That is, the accumulated information vectors are assumed to be orthogonal to each other. That is And now, assuming an incomplete input vector Si (mo) close to Si (m) , the product of the correlation matrix and Si (mo) is It is shown that O (x) is a minute amount of order x.
従って、強い非線形作用を行い、更にこれを入力してフ
ィードバックすることで入力ベクトルに最も近い蓄積情
報ベクトルを出力することとなる。ここでは、非線形作
用としてしきい値素子7を用い、又 Vi=(Si+1)/2 (4) として、単極化したベクトルを用いて、発光素子アレイ
1のON/OFFでニューロン状態を表現している。又このニ
ューロン状態ベクトルと相関マトリックスとの積Ui は、受光素子アレイ3の出力として表現される。このUi
をしきい値処理し、入力してフィードバックする。即ち この時、蓄積情報数Mとニューロン数Nとの関係は M〜N/(4logN) (7) で表される。Therefore, a strong non-linear action is performed, and by further inputting this and feeding it back, the stored information vector closest to the input vector is output. Here, the threshold element 7 is used as a non-linear action, and Vi = (Si + 1) / 2 (4) is used to represent the neuron state by turning the light emitting element array 1 ON / OFF using a unipolarized vector. ing. Also, the product Ui of this neuron state vector and the correlation matrix Is expressed as the output of the light receiving element array 3. This Ui
Threshold, input and feed back. I.e. At this time, the relationship between the number of accumulated information M and the number of neurons N is expressed by M to N / (4logN) (7).
従来のニューラルコンピュータにおける演算方式は以上
のように構成されているので、蓄積情報数Mを増やすた
めには(7)式に従ってニューロン数Nを増やさねばな
らなく、従って発光素子アレイや受光素子アレイや相関
マトリックスが大きくなりシステム全体が大型化し、
又、光学系のアライメントが難しくなる等の問題点があ
った。Since the operation method in the conventional neural computer is configured as described above, in order to increase the number M of stored information, the number N of neurons must be increased according to the equation (7). The correlation matrix becomes large and the entire system becomes large,
In addition, there is a problem that alignment of the optical system becomes difficult.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、システム全体の大きさを変えることなく実質
的にニューロン数を増やし、これにより蓄積情報数を増
やすことができる光ニューロコンピュータを得ることを
目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an optical neurocomputer capable of substantially increasing the number of neurons without changing the size of the entire system and thereby increasing the number of accumulated information is provided. The purpose is to get.
この発明に係るニューロコンピュータの演算方式におけ
る制御部1Aは、相関行列を幾つかの小行列に分け、時系
列にその小行列を発生させるとともに状態ベクトルの部
分ベクトルを時系列に発生させ、各小行列と各部分のベ
クトルとの演算を行って全体として相関行列とニューロ
ンの状態ベクトルとの積演算を行うことを特徴とするも
のである。The control unit 1A in the operation method of the neurocomputer according to the present invention divides the correlation matrix into a number of sub-matrices, generates the sub-matrices in time series, and also generates partial vectors of the state vector in time series, It is characterized in that the matrix and the vector of each part are calculated to perform the product operation of the correlation matrix and the state vector of the neuron as a whole.
また、この発明に係るニューロコンピュータの演算方式
における制御部1Bは、相関行列を幾つかの小行列に分け
た時の小行列及び状態ベクトルの部分ベクトルを各々異
なる周波数で変調して周波数多重化し、多重化した状態
で状態ベクトルと相関行列との積演算を行い、積演算を
行った後、周波数分離して全体の状態ベクトルと相関行
列との積を得ることを特徴とするものである。Further, the control unit 1B in the operation method of the neurocomputer according to the present invention, the submatrix and the partial vector of the state vector when the correlation matrix is divided into several submatrices are frequency-multiplexed by modulating at different frequencies, It is characterized in that the product operation of the state vector and the correlation matrix is performed in a multiplexed state, the product operation is performed, and then frequency separation is performed to obtain the product of the entire state vector and the correlation matrix.
制御部1Aは相関行列を幾つかの小行列に分け、時系列的
にその小行列を発生させるとともに状態ベクトルの部分
ベクトルを時系列に発生させる。そして、制御部1Aは各
小行列と部分ベクトルとの積演算を行って全体として相
関行列と状態ベクトルとの積演算を行う。The control unit 1A divides the correlation matrix into several sub-matrices, generates the sub-matrices in time series, and also generates the partial vector of the state vector in time series. Then, the control unit 1A performs the product operation of each submatrix and the partial vector to perform the product operation of the correlation matrix and the state vector as a whole.
また、制御部1Bは、相関行列を幾つかの小行列に分け、
各小行列を異なる周波数を用いて変調し、周波数多重化
を行い、同様に状態ベクトルについても各部分ベクトル
に分け、各部分ベクトルを異なる周波数を用いて変調
し、周波数多重化を行う。そして、制御部1Bは、周波数
多重化した状態で小行列と部分ベクトルとの演算を行
い、積演算を行った後、周波数分離を行い、全体として
状態ベクトルと相関行列との積を得る。In addition, the control unit 1B divides the correlation matrix into some small matrices,
Frequency modulation is performed by modulating each sub-matrix with a different frequency, frequency-multiplexing is also performed for the state vector, and each state vector is also modulated with a different frequency. Then, the control unit 1B calculates the small matrix and the partial vector in the frequency-multiplexed state, performs the product calculation, and then performs the frequency separation to obtain the product of the state vector and the correlation matrix as a whole.
〔発明の実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明する。第1図
は第1の実施例を示す構成図で、図において、8はコン
デンサを用いた積分回路によって構成されるアキューム
レータ、9は発光素子アレイ1、相関行列マスク2、受
光素子アレイ3を制御する制御回路である。ここにアキ
ュームレータ8と制御回路9とで制御部1Aを構成してい
る。Embodiments of the Invention Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment, in which 8 is an accumulator constituted by an integrating circuit using a capacitor, 9 is a light emitting element array 1, a correlation matrix mask 2 and a light receiving element array 3. It is a control circuit for controlling. Here, the accumulator 8 and the control circuit 9 constitute a control unit 1A.
次に動作について説明する。Next, the operation will be described.
仮想ニューロン数をN個,実際に表示するニューロン数
(発光/受光素子アレイ数)をP個とする。ニューロン
状態ベクトル と相関行列Tとの積(膜電位)を とする。また、相関行列Tを以下のように小行列に分け
る。The number of virtual neurons is N, and the number of neurons actually displayed (the number of light emitting / light receiving element arrays) is P. Neuron state vector And the correlation matrix T (membrane potential) And Further, the correlation matrix T is divided into small matrices as follows.
となる。 Becomes
第1図ではP=2を示してある。In FIG. 1, P = 2 is shown.
今、時刻t=1で制御回路9により、相関行列マスク2
に部分相関行列T(1,1)を設定し、発光素子アレイ1
上に状態ベクトルの部分ベクトル を表示する。これにより、行列ベクトル演算 の結果が受光素子アレイ3の出力となり、アキュームレ
ータ8も同じく行列ベクトル演算 がストアされる。時刻t=2(=P)で相関行列マスク
2上に部分相関行列T(2,1)を設定し、発光素子アレ
イ1上に部分ベクトル を表示し、受光素子アレイ3では行列ベクトル演算 を得、従ってアキュームレータ8では がストアされる。時刻t=3で制御回路9によりアキュ
ームレータ8を出力させ、しきい値素子7でしきい値処
理 を行い、この処理結果を発光素子アレイ1の入力とす
る。Now, at time t = 1, the control circuit 9 causes the correlation matrix mask 2
The partial correlation matrix T (1,1) is set to
Partial vector of state vector above Is displayed. This allows matrix vector operations Is the output of the light-receiving element array 3, and the accumulator 8 also performs matrix vector operation. Is stored. At time t = 2 (= P), the partial correlation matrix T (2,1) is set on the correlation matrix mask 2 and the partial vector is set on the light emitting element array 1. Is displayed, and in the light-receiving element array 3, matrix vector operation And thus in the accumulator 8 Is stored. At time t = 3, the control circuit 9 outputs the accumulator 8 and the threshold value element 7 performs threshold processing. And the result of this processing is used as an input to the light emitting element array 1.
時刻t=4では、部分相関行列T(1,2)と部分ベクト
ル とを表示し、時刻t=5では、部分相関行列T(2,2)
と部分ベクトル を表示することにより、アキュームレータ8では をストアする。時刻t=6(=2P+2)でアキュームレ
ータ8を出力させ、しきい値処理 を行い、発光素子アレイ1にフィードバックする。しき
い値素子7の出力が変化しなくなくなる迄以上の過程を
繰り返す。これにより、仮想ニューロン数Nと同じ動作
が実現できる。第2図は、動作の流れを示した表図であ
る。At time t = 4, the partial correlation matrix T (1,2) and the partial vector And are displayed, and at time t = 5, the partial correlation matrix T (2,2)
And partial vector By displaying, the accumulator 8 To store. At time t = 6 (= 2P + 2), output the accumulator 8 and perform threshold processing. And perform feedback to the light emitting element array 1. The above process is repeated until the output of the threshold element 7 does not change. Thereby, the same operation as the number N of virtual neurons can be realized. FIG. 2 is a table showing the flow of operations.
この場合、相関行列マスク2は透過率を外部からコント
ロールできる液晶パネル等の空間光変調器を用い、各行
列の要素を透過率で表現することによって部分相関行列
を表現すれば良い。In this case, the correlation matrix mask 2 may be a spatial light modulator such as a liquid crystal panel whose transmittance can be controlled from the outside, and the elements of each matrix may be expressed by the transmittance to express the partial correlation matrix.
次に第2の実施例について説明する。Next, a second embodiment will be described.
第3図はこの発明の第2の実施例に係る演算方式を用い
たニューロコンピュータの構成図である。第3図におい
て、第1図に示す構成要素に対応するものにおいては同
一の符号を付し、その説明を省略する。第3図におい
て、10,11,12は受光素子アレイ3の出力をFM復調するFM
復調器、13はFM復調器12の出力を加算する加算器、14は
相関行列マスク2を制御する制御回路、15は加算器13の
出力をしきい値と比較する比較器、16は発光素子アレイ
1を変調動作させる変調器である。FM復調器10,11,12、
加算器13、制御回路14、比較器15及び変調器16は全体と
して制御部1Bを構成している。FIG. 3 is a block diagram of a neurocomputer using the arithmetic system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, components corresponding to those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted. In FIG. 3, 10, 11, 12 are FMs for demodulating the output of the light receiving element array 3 by FM.
Demodulator, 13 is an adder for adding the outputs of the FM demodulator 12, 14 is a control circuit for controlling the correlation matrix mask 2, 15 is a comparator for comparing the output of the adder 13 with a threshold value, 16 is a light emitting element It is a modulator for performing the modulation operation of the array 1. FM demodulator 10,11,12,
The adder 13, the control circuit 14, the comparator 15, and the modulator 16 constitute the control unit 1B as a whole.
次に動作について説明する。ニューロン数をN,実際に表
示するニューロン数(発光素子/受光素子アレイ数)を
P,分割数をSとする。なおN=S×Pである。発光素子
アレイ1におけるニューロン状態ベクトル の各成分は、変調器16により角周波数ωhで周波数変調
され、多重化して同時に出現されている。すなわち と表される。Next, the operation will be described. The number of neurons is N, and the number of neurons actually displayed (the number of light emitting element / light receiving element arrays) is
Let P be the number of divisions and S be the number of divisions. Note that N = S × P. Neuron state vector in light emitting element array 1 Each of the components is frequency-modulated by the modulator 16 at the angular frequency ω h , and is multiplexed and appears simultaneously. Ie Is expressed as
相関行列マスク2における相関行列Tは制御回路14の制
御によりS×S個の小行列に分割され、それらの各成分
が角周波数Ωk,Ωl′で変調され同時に出現されてい
る。すなわち と表される。The correlation matrix T in the correlation matrix mask 2 is divided into S × S sub-matrices under the control of the control circuit 14, and the respective components are modulated at the angular frequencies Ω k and Ω l ′ and appear at the same time. Ie Is expressed as
次にニューロン状態ベクトル と相関行列Tとの積を は次のように表される。Then the neuron state vector And the correlation matrix T Is represented as follows.
但し、ωh>>Ωk>>Ωlとする。 However, ω h >> Ω k >>>> Ω l .
は受光素子アレイ3の出力であるから、まず、第1番目
の受光素子出力U(1)について考える。U(1)の中
心角周波数ω1,…,ωsのFM復調器10に通した後の信
号▲U(1)ω 1▼,…,▲U(1)ω s▼は次式のよ
うになる。 Is the output of the light receiving element array 3, the first light receiving element output U (1) will be considered first. The signal ▲ U (1) ω 1 ▼, ..., ▲ U (1) ω s ▼ of the central angular frequency ω 1 , ..., ω s of U (1) after passing through the FM demodulator 10 is expressed by the following equation. become.
次に▲U(1)ω 1▼,…,▲U(1)ω s▼をそれぞ
れ中心角周波数Ω1,…,ΩsのFM復調器11に通すとそ
の▲U(1)Ω 1▼,…,▲U(1)Ω s▼は次のよう
になる。 Then ▲ U (1) ω 1 ▼ , ..., ▲ U (1) the center angular frequency Ω 1 ω s ▼, respectively, ..., through the FM demodulator 11 of the Omega s when the ▲ U (1) Ω 1 ▼ , ..., U (1) Ω s ▼ is as follows.
続いて、▲U(1)Ω 1▼を中心角周波数Ω′1,…,
Ω′sの,…,▲U(1)Ω s▼を中心角周波数
Ω′1,…,Ω′sのFM復調器12に通す。それらの出力
▲U(1)Ω′ 1▼,…,▲U(1)Ω′ s▼は次のよ
うになる。 Then, let ▲ U (1) Ω 1 ▼ be the central angular frequency Ω ' 1 , ...,
'Of s, ..., ▲ U (1 ) Ω s ▼ center angular frequency Omega a' Omega 1, ..., through the FM demodulator 12 of the Omega 's. The outputs ▲ U (1) Ω ' 1 ▼, ..., ▲ U (1) Ω' s ▼ are as follows.
▲U(1)Ω′ 1▼,…,▲U(1)Ω′ s▼を各々加
算器13に導き加算すると なる信号が得られる。この信号U(1)を比較器15でし
きい値処理した後、発光素子アレイ1の第1番目の受光
素子の入力V(1)へフィードバックする 同様の操作をU(2),…,U(P)について行うことに
より、ニューロン数Nの場合と同じ動作が実現できる。 When ▲ U (1) Ω ' 1 ▼, ..., ▲ U (1) Ω' s ▼ are respectively led to the adder 13 and added. Signal is obtained. This signal U (1) is thresholded by the comparator 15 and then fed back to the input V (1) of the first light receiving element of the light emitting element array 1 The same operation as U (2), ..., U By performing for (P), the same operation as in the case of the number of neurons N can be realized.
なお、上記実施例では受光素子アレイ3の応答速度より
も早いタイミングで次の部分行列を表示したが、受光素
子アレイの後段に積分器を設けてそれにより の演算を実行しても良い。又、メモリと加算器を設けて
も良い。又、ベクトル・マトリックス演算を光クロスバ
ー方式で行っているが、他の方式,例えば、シストリッ
ク演算方式で行っても良い。Although the following sub-matrix is displayed at a timing faster than the response speed of the light receiving element array 3 in the above-described embodiment, an integrator is provided at the rear stage of the light receiving element array, and You may perform the calculation of. Also, a memory and an adder may be provided. Further, although the vector / matrix calculation is performed by the optical crossbar method, it may be performed by another method, for example, a systolic calculation method.
又、上記実施例では連想特性の場合について説明した
が、最適値問題の場合であっても良く、又、学習機能を
導入する場合であっても良く、上記実施例と同様の効果
を奏する。Further, in the above-described embodiment, the case of the associative characteristic has been described, but it may be the case of the optimum value problem or the case of introducing the learning function, and the same effect as the above-described embodiment is obtained.
又、上記実施例ではHopfieldニューラルネットワークモ
デルの場合について説明したが、バックプロパゲーショ
ンモデルのような他のニューラルネットワークモデルで
あっても良く、上記実施例と同様の効果を奏する。Further, in the above embodiment, the case of the Hopfield neural network model has been described, but other neural network models such as a back propagation model may be used, and the same effect as that of the above embodiment is obtained.
なお、上記実施例ではHopfieldモデルの場合について示
したが、多層ニューラルネットワークについても適用さ
れる。In the above-mentioned embodiment, the case of the Hopfield model is shown, but it is also applicable to a multilayer neural network.
第4図はこの多層ニューラルネットワークの構成図で、
図において、21は入力層、22はヒドン(hidden)層、23
は出力層を表す。また24は入力ユニットであり、各入力
ユニットはP個の部分ユニット25に分けられ、それらの
各々は周波数ω1,ω2,…ωPで周波数変調されてい
る。入力信号はバイナリーであり、周波数変調信号が存
在するときは1、存在しないときは0とする。この信号
が入力ユニット24で多重化され、その出力が各hiddenユ
ニット26に伝搬する。hidden層22も部分ユニットに分け
られており、hiddenユニットの入力部26では各入力ユニ
ットからの信号を加え合わせ、その出力はω1,ω2,
…ωPなる中心周波数のバンドパスフィルタ27により周
波数分離され、比較器28でしきい値処理される。各々の
比較器28出力が1のときは、変調器29でω1……ωPな
る周波数で変調し、出力層23へ信号を伝える。出力ユニ
ットも部分ユニットに分けられており、出力ユニット30
出力は再びバンドパスフィルタ31で周波数分離され、ピ
ークホールド回路32でピークホールドされ、それらの出
力が比較器33へ集められ、しきい値処理されて出力され
る。このようにすれば、変調周波数信号がP個あれば、
ユニット数NのP倍のユニットが存在することと等価と
なり、ネットワークの能力が著しく向上する。この例で
は通常の多層ニューラルネットワークモデルを示した
が、例えばバックプロパゲーションモデル(階層を有す
るニューラルネットワークモデル)への拡張も容易であ
る。Figure 4 is a block diagram of this multilayer neural network.
In the figure, 21 is an input layer, 22 is a hidden layer, and 23.
Represents the output layer. Further, 24 is an input unit, and each input unit is divided into P sub-units 25, and each of them is frequency-modulated with frequencies ω 1 , ω 2 , ... ω P. The input signal is binary, and is 1 when the frequency modulation signal exists and 0 when it does not exist. This signal is multiplexed at the input unit 24 and its output propagates to each hidden unit 26. The hidden layer 22 is also divided into partial units. At the input unit 26 of the hidden unit, the signals from the respective input units are added, and the output is ω 1 , ω 2 ,
The frequency is separated by a bandpass filter 27 having a center frequency of ω P and thresholded by a comparator 28. When the output of each comparator 28 is 1, it is modulated by the modulator 29 at a frequency of ω 1 ... ω P and the signal is transmitted to the output layer 23. The output unit is also divided into partial units, and the output unit 30
The outputs are frequency-separated again by the bandpass filter 31, peak-held by the peak-hold circuit 32, and their outputs are collected in the comparator 33, thresholded and output. In this way, if there are P modulation frequency signals,
This is equivalent to the fact that there are P times as many units as the number of units N, and the capacity of the network is significantly improved. In this example, a normal multilayer neural network model is shown, but it can be easily extended to, for example, a back propagation model (neural network model having hierarchies).
また、上記実施例では発光素子(ニューロン状態ベクト
ル)を周波数多重化信号で変調したものを示したが、受
光素子の感度を周波数多重化信号で変調しても同様の効
果を奏する。これは受光素子として、例えばフォトトラ
ンジスタを使用すれば達成できる。Although the light emitting element (neuron state vector) is modulated by the frequency multiplexed signal in the above embodiment, the same effect can be obtained even if the sensitivity of the light receiving element is modulated by the frequency multiplexed signal. This can be achieved by using, for example, a phototransistor as the light receiving element.
上記実施例ではωk>>Ωqの場合について示したが、
逆にΩq>>ωkでも良い。In the above embodiment, the case of ω k >> Ω q is shown, but
Conversely, Ω q >> ω k may be used.
また、上記実施例ではHopfieldモデルの連想特性の場合
について説明したが、例えば巡回セールスマン問題のよ
うな最適値問題の場合でも良く、上記実施例と同様の効
果を奏する。Further, although the case of the associative characteristic of the Hopfield model has been described in the above embodiment, it may be an optimum value problem such as a traveling salesman problem, and the same effect as that of the above embodiment is obtained.
以上説明したように、この発明によれば、相関行列を幾
つかの小行列に分け、時系列にその小行列を発生させる
とともに上記状態ベクトルの部分ベクトルを時系列に発
生させ、各小行列と各部分ベクトルの演算を行って全体
として相関行列とニューロンの状態ベクトルの積演算を
行うので、仮想ニューロン数がシステム規模を大きくす
ることなく増やすことができ、これにより蓄積情報数を
増やすことができるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, the correlation matrix is divided into several sub-matrices, the sub-matrices are generated in time series, and the partial vectors of the state vector are generated in time series. Since the calculation of each sub-vector is performed and the product of the correlation matrix and the state vector of the neuron is performed as a whole, the number of virtual neurons can be increased without increasing the system scale, and thus the number of accumulated information can be increased. The effect is obtained.
また、この発明によれば、相関行列を幾つかの小行列に
分けた時の小行列及び上記状態ベクトルの部分ベクトル
を各々異なる周波数で変調して周波数多重化し、多重化
した状態で状態ベクトルと相関行列の積演算を行い、積
演算を行った後周波数分離して全体の状態ベクトルと相
関行列の積を得るので、仮想ニューロン数がシステム規
模を大きくすることなく増やすことができ、これにより
蓄積情報数を増やすことができるという効果が得られ
る。Further, according to the present invention, when the correlation matrix is divided into a number of sub-matrices, the sub-matrix and the partial vector of the state vector are respectively modulated at different frequencies and frequency-multiplexed. The product of the correlation matrix is calculated, and after performing the product calculation, frequency separation is performed to obtain the product of the entire state vector and the correlation matrix. Therefore, the number of virtual neurons can be increased without increasing the system scale. The effect that the number of information can be increased can be obtained.
第1図はこの発明の第1の実施例に係る演算方式を用い
たニューロコンピュータを示す構成図、第2図はこの実
施例の動作手順を示す表図、第3図はこの発明の第2の
実施例に係る演算方式を用いたニューロコンピュータを
示す構成図、第4図は上記実施例を用いた多層ニュラル
ネットワークを示す構成図、第5図は従来の演算方式を
用いたニューロコンピュータを示す構成図である。 1……発光素子アレイ、2……相関行列マスク、3……
受光素子アレイ、7……しきい値素子、8……アキュー
ムレータ、9,14……制御回路、10,11,12……FM復調器、
13……加算器、15……比較器、16……変調器、1A,1B…
…制御部。FIG. 1 is a block diagram showing a neurocomputer using the arithmetic system according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a table showing the operating procedure of this embodiment, and FIG. 3 is a second view of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a neuro computer using an arithmetic method according to the embodiment, FIG. 4 is a block diagram showing a multilayer neural network using the above embodiment, and FIG. 5 is a neuro computer using the conventional arithmetic method. It is a block diagram shown. 1 ... Light emitting element array, 2 ... Correlation matrix mask, 3 ...
Photodetector array, 7 ... Threshold element, 8 ... Accumulator, 9,14 ... Control circuit, 10, 11, 12 ... FM demodulator,
13 ... Adder, 15 ... Comparator, 16 ... Modulator, 1A, 1B ...
… Control unit.
Claims (1)
ベクトル情報の中からその入力ベクトルに最も類似して
いるベクトル情報を選び出す際、そのベクトル情報を与
える相関行列とニューロンの状態ベクトルとの積演算を
行うニューロコンピュータの演算方式において、上記相
関行列を幾つかの小行列に分けた時の小行列及びそれに
対応した上記状態ベクトルの部分ベクトルに基づいて全
体としての相関行列と状態ベクトルとの積を得るための
制御を行う制御部を設け、この制御部は、上記相関行列
の小行列と上記状態ベクトルの部分ベクトルをそれぞれ
時系列的に発生させ、各時間タイミングで各小行列と各
部分ベクトルの演算を行って、その結果を積分回路など
で構成されたアキュムレータに順次蓄えて行くというよ
うな制御を行い、あるいは上記小行列及び上記部分ベク
トルを各々異なる周波数で変調して周波数多重化し、同
時に出現させて多重化した状態で状態ベクトルと相関行
列との積演算を行った後、周波数分離して、その成分を
全て加え合わせるための制御を行うことを特徴とするニ
ューロコンピュータの演算方式。1. When selecting the vector information most similar to the input vector from among the vector information stored in advance for the input vector, the product of the correlation matrix giving the vector information and the state vector of the neuron. In a calculation method of a neurocomputer that performs a calculation, a product of a correlation matrix and a state vector as a whole based on a submatrix obtained by dividing the correlation matrix into several submatrices and a partial vector of the corresponding state vector There is provided a control unit for performing control for obtaining the sub-matrix of the correlation matrix and the partial vector of the state vector in time series, and each sub-matrix and each partial vector at each time timing. Is performed, and the result is sequentially stored in an accumulator composed of an integrating circuit etc. Or, the above-mentioned small matrix and the above-mentioned partial vector are respectively modulated at different frequencies to be frequency-multiplexed, and a product operation of the state vector and the correlation matrix is performed in a state where they are simultaneously appeared and multiplexed, and then frequency-separated, An operation method of a neuro computer characterized by performing control for adding all components.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8915308A GB2220780B (en) | 1988-07-05 | 1989-07-04 | Neurocomputer |
| US07/375,813 US5095459A (en) | 1988-07-05 | 1989-07-05 | Optical neural network |
| DE3922129A DE3922129C2 (en) | 1988-07-05 | 1989-07-05 | Neurocomputer |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-167321 | 1988-07-05 | ||
| JP16732188 | 1988-07-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02125362A JPH02125362A (en) | 1990-05-14 |
| JPH0736180B2 true JPH0736180B2 (en) | 1995-04-19 |
Family
ID=15847581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1046789A Expired - Lifetime JPH0736180B2 (en) | 1988-07-05 | 1989-02-28 | Neurocomputer operation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736180B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI852756B (en) * | 2018-05-15 | 2024-08-11 | 美商萊特美特股份有限公司 | Photonic processing systems and methods |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1046789A patent/JPH0736180B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02125362A (en) | 1990-05-14 |
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