JP2587962B2 - Pattern judgment device - Google Patents

Pattern judgment device

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JP2587962B2
JP2587962B2 JP62280115A JP28011587A JP2587962B2 JP 2587962 B2 JP2587962 B2 JP 2587962B2 JP 62280115 A JP62280115 A JP 62280115A JP 28011587 A JP28011587 A JP 28011587A JP 2587962 B2 JP2587962 B2 JP 2587962B2
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output
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直 高取
良平 熊谷
山本  誠
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Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Yozan Inc
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Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Yozan Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はパターン判定装置に係り、特に連想的パタ
ーン判定に有効なパターン判定装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a pattern determination device, and more particularly to a pattern determination device effective for associative pattern determination.

〔発明の背景とその問題点〕[Background of the invention and its problems]

従来、文字認識や音声認識では入力信号のパターンや
入力信号に何らかの処理を加えた信号のパターンを登録
済のパターンと比較するパターンマッチングが一般に行
われており、この際入力信号と登録済パターンとの一致
度が高くないと正確な判定は不可能であった。
Conventionally, in character recognition and voice recognition, pattern matching is generally performed in which a pattern of an input signal or a signal pattern obtained by applying some processing to the input signal is compared with a registered pattern. Unless the degree of coincidence is high, accurate judgment was impossible.

一方連想的なパターン判定を行う手法として、第1図
に示すような神経細胞モデルをベースとした脳細胞モデ
ルが提案されている。第1図の神経細胞モデルは1943年
にアメリカ合衆国マサチューセッツ工科大学のW.S.McCa
llochとW.H.Pittsによって発表されたものであり、また
脳細胞モデルにより連想的パターンマッチングが可能で
あることはF.Rosenblattにより立証されている。
On the other hand, as a method for performing associative pattern determination, a brain cell model based on a nerve cell model as shown in FIG. 1 has been proposed. The neuron model shown in Fig. 1 was created in 1943 by the Massachusetts Institute of Technology, WSMcCa
Published by lloch and WHPitts, and demonstrated by F. Rosenblatt that associative pattern matching is possible with brain cell models.

しかし脳細胞モデルを集積回路により実現しようとす
ると、連想パターンの出力の為に膨大な数の出力ピンが
必要になり、現在の半導体技術では実用的な能力を備え
た回路を具現することは不可能である。
However, if a brain cell model is to be realized by an integrated circuit, a huge number of output pins are required to output an associative pattern, and it is impossible to implement a circuit having practical capabilities with current semiconductor technology. It is possible.

例えば1文字を32×32ドットの2値パターンとして入
力するとき、これを完全に直交したデータとして処理す
るためには(322=106個の神経細胞が必要であり、
これら全て神経細胞の発火状態を出力するためには106
本の出力ピンが必要である。
For example when entering a single character as a binary pattern of 32 × 32 dots, in order to process it as completely orthogonal data are required (32 2) 2 = 106 neurons,
In order to output the firing state of all these neurons, 10 6
Requires three output pins.

一方脳細胞モデルをソフトウェアで具現化しようとす
る試みも為されているが、膨大なメモリを消費するとと
もに、その処理速度は決して充分なものとはいえない。
On the other hand, attempts have been made to realize a brain cell model by software, but it consumes a huge amount of memory and its processing speed is not sufficient.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

この発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案
されたもので、いわゆる脳細胞モデルの集積回路化を可
能としたパターン判定装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a pattern judging device which enables integration of a so-called brain cell model into an integrated circuit.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

この発明に係るパターン判定装置は、神経細胞の機能
をもつ素子に、出力状態により光学的に変化する性質を
与え、例えばICのパッケージにこの変化を検出するため
の窓を設け、外部からこの窓を通して検出器により発火
パターンを検出するものである。
The pattern determination apparatus according to the present invention provides an element having a function of a nerve cell to have a property of optically changing according to an output state, for example, providing a window for detecting the change in an IC package, and providing the window from outside. The ignition pattern is detected by the detector through the detector.

〔発明の実施例〕(Example of the invention)

次にこの発明に係るパターン判定装置の一実施例を図
面に基づいて説明する。
Next, an embodiment of a pattern determining apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

ここで第1図の神経細胞モデルについて説明しておく
と、入力x1〜xkに重み(効率)w1〜wkが設定されてお
り、それぞれの入力に重みを乗じた値 x1w1+x2w2+…xkwk が閾値Hを越えたとき、出力zが生じるようになってい
る。そして重みw1〜wkは教師信号yによって変化し、入
力に対する出力が適正であったときにはそのときの入力
(x1〜xkのうちの一部、あるいは全部)に対応する重み
が増大され、逆に不適正であったときには減少される。
Here, the nerve cell model of FIG. 1 will be described. Weights (efficiencies) w 1 to w k are set for inputs x 1 to x k , and a value x 1 w obtained by multiplying each input by a weight is set. when 1 + x 2 w 2 + ... x k w k exceeds the threshold value H, so that the output z occurs. The weights w 1 to w k is changed by the teacher signal y, the weight is increased corresponding to the input at that time (the portion of the x 1 ~x k or all) when the output to the input were adequate On the other hand, when it is inappropriate, it is decreased.

第2図は第1図のモデルと機能的に等価な複数の素子
Eを相互に接続してなる集積回路を示し、各素子Eの入
力には他の全ての素子Eの出力が接続されている。ここ
に各素子の接続容量によっては各素子に他の一部の素子
を接続する構成としてもよい。第2図の回路は一端に並
べられた素子Eが入力用とされ(例えば第2図の上端に
水平に並ぶ素子)、入力信号はこれらの素子Eに与えら
れる。各素子の少なくとも一部はGaAsなどの発光体半導
体で形成され、出力を生じた状態、いわゆる発火状態に
おいはその素子は発光する。
FIG. 2 shows an integrated circuit in which a plurality of elements E functionally equivalent to the model of FIG. 1 are interconnected. The input of each element E is connected to the output of all other elements E. I have. Here, depending on the connection capacitance of each element, a configuration in which another element is connected to each element may be adopted. In the circuit of FIG. 2, elements E arranged at one end are used for input (for example, elements arranged horizontally at the upper end of FIG. 2), and an input signal is given to these elements E. At least a part of each element is formed of a light emitting semiconductor such as GaAs, and the element emits light in a state where an output is generated, that is, in a so-called ignition state.

第2図の回路は第3図のようなパッケージPに収納さ
れ、パッケージPには透明材料よりなる窓Wが設けられ
ている。窓Wは全ての素子を外部から覗き得るように寸
法、位置が設定され、各素子の発光状態を外部から検出
し得るようになっている。すなわち第2図の回路の発火
状態は電気的にパッケージ外へ導き出す必要はなく、膨
大な数量の導線あるいは出力ピンの処理は不要である。
パッケージ内部の状態の検出は光学系を含む撮像管やCC
Dなどの受光機能をもつ検出器により行われ、例えば第
4図のような構成が採用される。
The circuit shown in FIG. 2 is housed in a package P as shown in FIG. 3, and the package P is provided with a window W made of a transparent material. The size and position of the window W are set so that all the elements can be seen from the outside, and the light emitting state of each element can be detected from the outside. That is, the ignition state of the circuit shown in FIG. 2 does not need to be electrically led out of the package, and processing of an enormous number of wires or output pins is unnecessary.
Detection of the state inside the package can be done by using an image pickup tube or CC including an optical system.
The detection is performed by a detector having a light receiving function such as D. For example, a configuration as shown in FIG. 4 is employed.

第4図において、パッケージPの窓Wに対向して検出
器1が配置され、検出器1の出力は比較器2に入力され
ている。比較器2は検出器1の出力を一旦保持した後、
レジスタ3に登録されているパターンと比較する。レジ
スタ3には例えば全ての文字のパターンに対応した発火
パターンが登録されており、比較器2は登録済パターン
を順次呼出し、そのときの発火パターンと比較する。比
較結果は例えば最も合致した登録済パターンの番号とし
て出力装置4に出力され、出力装置は出力結果をCRT5な
どに表示する。
In FIG. 4, a detector 1 is arranged to face a window W of a package P, and an output of the detector 1 is input to a comparator 2. After temporarily holding the output of the detector 1, the comparator 2
The pattern is compared with the pattern registered in the register 3. For example, firing patterns corresponding to all character patterns are registered in the register 3, and the comparator 2 sequentially calls the registered patterns and compares them with the firing pattern at that time. The comparison result is output to the output device 4 as, for example, the number of the registered pattern that matches the most, and the output device displays the output result on the CRT 5 or the like.

第2図の回路にはパッケージPに設けられたピンを介
して入力装置6が接続され、入力パターンや教師信号は
この入力装置から与えられる。
An input device 6 is connected to the circuit of FIG. 2 via pins provided on the package P, and an input pattern and a teacher signal are given from the input device.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

前述のとおり、この発明に係るパターン判定装置は、
神経細胞の機能をもつ素子に、出力状態により光学的に
変化する性質を与え、例えばICのパッケージにこの変化
を検出するための窓を設け、外部からこの窓を通して検
出器により発火パターンを検出するので、いわゆる脳細
胞モデルの集積回路化を可能とし得るという優れた効果
を有する。
As described above, the pattern determination device according to the present invention includes:
A device that has the function of a nerve cell is given a property that changes optically depending on the output state.For example, a window for detecting this change is provided on the IC package, and the firing pattern is detected by a detector through this window from outside. Therefore, there is an excellent effect that an integrated circuit of a so-called brain cell model can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は神経細胞モデルを示す概念図、第2図は神経細
胞モデルを相互に接続した回路を示す概念図、第3図は
第2図の回路を有する集積回路の外観図、第4図はパタ
ーン判別装置の一実施例を示すブロック図である。 E……素子、P……パッケージ、w……窓。 1……検出器、2……比較器、3……レジスタ、4……
出力装置、5……CRT、6……入力装置。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a nerve cell model, FIG. 2 is a conceptual diagram showing a circuit connecting the nerve cell models to each other, FIG. 3 is an external view of an integrated circuit having the circuit of FIG. 2, and FIG. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a pattern discriminating apparatus. E: element, P: package, w: window. 1 Detector, 2 Comparator, 3 Register, 4
Output device, 5 CRT, 6 Input device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】それぞれ効率が設定された複数の入力の総
和が閾値を越えたときに出力を生じる素子を複数有し、
少なくとも一部の素子の出力が他の素子の入力となるよ
うに素子相互を接続し、素子が出力を生じたときには素
子が光学的に変化するようにし、この光学的変化を検出
する検出器を備えているパターン判定装置。
A plurality of elements each generating an output when a sum of a plurality of inputs each having an efficiency set exceeds a threshold value;
The elements are connected so that the output of at least some of the elements becomes the input of other elements, and the elements change optically when the elements generate outputs, and a detector for detecting this optical change is provided. The provided pattern determination device.
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