JPH0357554B2 - - Google Patents

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JPH0357554B2
JPH0357554B2 JP21813287A JP21813287A JPH0357554B2 JP H0357554 B2 JPH0357554 B2 JP H0357554B2 JP 21813287 A JP21813287 A JP 21813287A JP 21813287 A JP21813287 A JP 21813287A JP H0357554 B2 JPH0357554 B2 JP H0357554B2
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JP
Japan
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spatial light
light modulation
mlt
modulation tube
voltage
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JP21813287A
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Japanese (ja)
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JPS6478491A (en
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Naohisa Kosaka
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Hamamatsu Photonics KK
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Hamamatsu Photonics KK
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Publication of JPH0357554B2 publication Critical patent/JPH0357554B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連想記憶装置に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an associative memory device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、電子計算機等で使用されている通常の
メモリにおいては、アドレスを指定してそこに記
憶されている情報にアクセスする方式が採用され
ている。
Generally, in ordinary memories used in electronic computers, a method is adopted in which information stored therein is accessed by specifying an address.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような従来の記憶装置では、アドレスの内
容が壊されてしまつた場合、記憶データの内容は
全く分からなくなつてしまうという問題があり、
また記憶内容に関係なくアドレスのみでしかアク
セスできない。
With such conventional storage devices, there is a problem that if the contents of the address are destroyed, the contents of the stored data will become completely unknown.
Also, regardless of the stored contents, it can only be accessed by address.

本発明は上記問題点を解決するためのもので、
記憶内容の一部が壊れてしまつても読み出しが不
可能となることがなく、また記憶内容に関連した
アクセスが可能となる連想記憶装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention is intended to solve the above problems,
To provide an associative memory device which does not become impossible to read even if a part of the storage contents is destroyed and allows access related to the storage contents.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そのために本発明の連想記憶装置は、入力また
はフイードバツク信号を多重化させて出力する多
重化系と、入力またはフイードバツク信号を拡大
化させて出力する拡大化系と、多重化系の出力と
拡大化系の出力を乗算し出力する第1の演算器
と、2次元の情報を記憶し、必要に応じてその内
容に加減算を行うと共に、記憶内容を出力するメ
モリと、多重化系出力とメモリの出力を乗算する
第2の演算器と、第2の乗算器の出力を逆多重化
させて出力する逆多重化系と、逆多重化系からの
出力に閾値操作を行いながら記憶し、必要に応じ
て読み出すことの可能な閾値メモリと、出力結果
を入力へ戻すフイードバツク系とからなる記銘想
起部を有することを特徴とする。
To this end, the associative memory device of the present invention has a multiplexing system that multiplexes input or feedback signals and outputs the multiplexed data, an enlargement system that enlarges and outputs the input or feedback signals, and output and enlargement of the multiplexing system. A first arithmetic unit that multiplies and outputs the output of the system, a memory that stores two-dimensional information, performs addition and subtraction to the contents as necessary, and outputs the stored contents, and a memory that outputs the output of the multiplexing system and the memory. A second arithmetic unit that multiplies the output, a demultiplexing system that demultiplexes and outputs the output of the second multiplier, and stores the output from the demultiplexing system while performing a threshold value operation, and stores the output as necessary. The present invention is characterized by having a memory/recall unit consisting of a threshold value memory that can be read out in accordance with the requirements, and a feedback system that returns output results to input.

〔作用〕[Effect]

本発明の連想記憶装置は、入力の多重化像と拡
大化像を得てこれらを処理して乗算し記憶させる
ことにより記銘し、また記憶内容と参照データと
の乗算結果を逆多重化させることにより想起する
ようにして連想記憶装置を実現することが可能と
なる。
The associative memory device of the present invention obtains a multiplexed image and an enlarged image of input, processes them, multiplies them, and memorizes them, and also demultiplexes the multiplication result of the stored contents and reference data. This makes it possible to realize an associative memory device by recalling the information.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を図面に基づき説明する。 Examples will be described below based on the drawings.

まず、本発明による連想記憶装置の原理を説明
する。
First, the principle of the associative memory device according to the present invention will be explained.

連想記憶を実現する方法として、本発明は自己
相関行列を用いており、記憶したい内容の自己相
関により記憶行列を形成する。
As a method for realizing associative memory, the present invention uses an autocorrelation matrix, and the memory matrix is formed by the autocorrelation of the contents to be stored.

記銘時の演算処理は式で表わすと次のようにな
る。
The arithmetic processing at the time of memorization is expressed as follows.

M=Σχ・χ′ ……(1) ここでχは記憶したい内容を表す入力ベクト
ル、χはχの転置ベクトル、Mは記憶行列であ
る。即ち、記憶したい内容の自己相関をとに、こ
れを何回も加え合わせて形成する。
M=Σχ·χ' (1) Here, χ is an input vector representing the content to be stored, χ is a transposed vector of χ, and M is a storage matrix. That is, the autocorrelation of the content to be stored is added many times to form the autocorrelation.

想起の時には、この記憶行列との演算により、
一部分から全体を想起することができる。想起時
の演算処理は式で表わすと次のようになる。
At the time of recollection, by operation with this memory matrix,
You can recall the whole from a part. The calculation process during recall can be expressed as the following formula.

y=φ(M・χ) ……(2) ここで、yは出力ベクトル、χは入力データ、
φは閾値操作を表わす。M・χの操作により、χ
が一部欠けたしして不完全なデータであつたとし
ても、(1)式の演算処理により記憶行列Mができて
いれば、想起データyとしては欠けた部分が補わ
れた元のデータχに近いデータが得られる。な
お、φの閾値操作により所定レベル以上のデータ
を検出するようにしてノイズ部分をカツトしてい
る。
y=φ(M・χ) ...(2) Here, y is the output vector, χ is the input data,
φ represents threshold operation. By operating M・χ, χ
Even if the data is incomplete due to some missing parts, as long as the memory matrix M is created by the calculation process in equation (1), the recalled data y will be the original data with the missing parts filled in. Data close to χ can be obtained. Note that the noise portion is removed by detecting data above a predetermined level by operating the threshold value of φ.

次に、上記(1)式における記憶行列による想起で
は分離が不十分である場合の方法として、より分
離度の上がる記憶行列を形成する逐次計算法を説
明する。
Next, as a method when recollection using the memory matrix in equation (1) above does not provide sufficient separation, a sequential calculation method for forming a memory matrix with a higher degree of separation will be described.

Mo+1=Mo+α〔χ−φ{Σ(Mo+χ)}〕χ′
……(3) ここで、αは学習ゲイン、ΣはMo・χについ
て部分和をとることによりχ′と次数を合わせるた
めの演算子である。n+1回目の記憶行列Mo+1
は、n回目のMoによつて想起した結果であるφ
{Σ(Mo・χ)}とχの差により示される想起時の
誤差成分と、χ′との相関に学習ゲインαを掛けた
ものによつてMoを修正することで得られる。な
お、学習ゲインαは、Moが収束するような値を
選ぶ。
M o+1 = M o + α [χ − φ {Σ (M o + χ)}] χ′
...(3) Here, α is the learning gain, and Σ is an operator for matching the order with χ′ by taking the partial sum of M o ·χ. n+1th memory matrix M o+1
is the result recalled by M o for the nth time φ
It is obtained by correcting M o by multiplying the correlation between the error component at the time of recall, which is represented by the difference between {Σ(M o · χ)} and χ, and the learning gain α. Note that the learning gain α is selected to a value such that M o converges.

こうして(3)式の演算処理をMoが収束するまで
行うと分離度の向上した相関行列Mが求められ、
記憶したい内容の自己相関により記憶行列を形成
し、連想の時にはこの記憶行列の記憶行列との相
関をとると一部分から全体を想起することができ
る。
In this way, by performing the calculation process of equation (3) until M o converges, a correlation matrix M with improved separability can be obtained,
A memory matrix is formed by autocorrelation of the contents to be memorized, and at the time of association, the whole can be recalled from a part by correlating this memory matrix with the memory matrix.

第6図は本発明による連想記憶装置の一実施例
における基本的な構成要素である空間光変調管の
構成と動作を説明するための図で、1は入力像、
2はレンズ、3は光電陰極、4はマイクロチヤン
ネルプレート、5はメツシユ電極、6は結晶、6
1は電荷蓄積面、7はハーフミラー、8は単色
光、9は検光子、10は出力像である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration and operation of a spatial light modulation tube, which is a basic component in an embodiment of the associative memory device according to the present invention, in which 1 indicates an input image;
2 is a lens, 3 is a photocathode, 4 is a microchannel plate, 5 is a mesh electrode, 6 is a crystal, 6
1 is a charge storage surface, 7 is a half mirror, 8 is monochromatic light, 9 is an analyzer, and 10 is an output image.

図において、空間光変調管の光電陰極3にレン
ズ2を介して入射した入力像1は光電子像に変換
される。この光電子像はマイクロチヤンネルプレ
ート4で増倍された後、結晶6の電荷蓄積面61
に電荷パターンを形成する。その電荷パターンに
応じて結晶6を横切る電界が変化し、ポツケルス
効果によつて結晶6の屈折率が変化する。
In the figure, an input image 1 incident on a photocathode 3 of a spatial light modulation tube via a lens 2 is converted into a photoelectron image. After this photoelectron image is multiplied by the microchannel plate 4, the charge storage surface 61 of the crystal 6
form a charge pattern. The electric field across the crystal 6 changes depending on the charge pattern, and the refractive index of the crystal 6 changes due to the Pockels effect.

ここで、直線偏光の単色光8を結晶6に照射す
ると、電荷蓄積面61からの反射光は、結晶6の
複屈折性により偏光状態が変化しているので、検
光子9を通過させれば入力像1の光強度に対応し
た光強度をもつ出力像10が得られる。
Here, when the crystal 6 is irradiated with linearly polarized monochromatic light 8, the polarization state of the reflected light from the charge accumulation surface 61 has changed due to the birefringence of the crystal 6, so if it is passed through the analyzer 9, An output image 10 having a light intensity corresponding to the light intensity of the input image 1 is obtained.

次にこのような空間光変調管について、本発明
と関連する主要な機能を説明する。
Next, the main functions of such a spatial light modulation tube related to the present invention will be explained.

(イ) 記憶機能 空間光変調管は、電気光学結晶の表面の電荷
分布を長い時間保持する記憶機能を持つてい
る。結晶6は非常に高い電気抵抗値を有してい
るので、結晶表面61の電荷分布を数日以上保
持することができる。
(a) Memory function The spatial light modulation tube has a memory function that retains the charge distribution on the surface of the electro-optic crystal for a long time. Since the crystal 6 has a very high electrical resistance value, the charge distribution on the crystal surface 61 can be maintained for several days or more.

(ロ) 減算機能 空間光変調管は電気光学結晶の表面に正また
は負の電荷分布を選択的に形成することができ
る。第7図Aは電気光学結晶の2次電子放出特
性を示すグラフである。
(b) Subtraction function The spatial light modulation tube can selectively form a positive or negative charge distribution on the surface of the electro-optic crystal. FIG. 7A is a graph showing secondary electron emission characteristics of an electro-optic crystal.

図に示すように電荷蓄積面61へ入射する1
次電子エネルギーEが第1クロスオーバー点E
1よりも小さいか、または第2クロスオーバー
点E2より大きい場合には、1次電子数が結晶
表面で放出される2次電子数よりも大きいので
(δ<1)、結晶表面は負に帯電する。1次電子
のエネルギーがE1とE2の間では、2次電子
数が1次電子数よりも多くなるので(δ>1)、
結晶表面は正に帯電する。
1 incident on the charge accumulation surface 61 as shown in the figure.
The secondary electron energy E is the first crossover point E
If it is smaller than 1 or larger than the second crossover point E2, the number of primary electrons is larger than the number of secondary electrons emitted at the crystal surface (δ<1), so the crystal surface is negatively charged. do. When the energy of the primary electron is between E1 and E2, the number of secondary electrons is greater than the number of primary electrons (δ>1),
The crystal surface is positively charged.

結晶に電荷を蓄積する際に正の電荷で書き込
むか負の電荷で書き込むかは、第6図に示す
VcとVbの電圧を制御することにより実行され
る。ここで最初に負の電圧を書込み、次に正に
帯電させるか、或いは最初に正に帯電させ、次
に負の電荷を書込むかの2つの方法により減算
機能を持たすことができる。減算の量は次の3
つの方法により制御できる。
Figure 6 shows whether to write with positive charge or negative charge when accumulating charge in the crystal.
This is done by controlling the voltages of Vc and Vb. Here, the subtraction function can be provided by two methods: first writing a negative voltage and then charging positively, or first charging positively and then writing negative charges. The amount of subtraction is the following 3
It can be controlled in two ways.

即ち、減算時の入射光強度を変化させる方
法、マイクロチヤンネルプレート4に加える電
圧の持続時間を変化させる方法、及びマイクロ
チヤンネルプレート4に加える電圧を変化させ
る方法である。
That is, there are a method of changing the intensity of the incident light during subtraction, a method of changing the duration of the voltage applied to the microchannel plate 4, and a method of changing the voltage applied to the microchannel plate 4.

書き込み、消去の方法は周知であるが、第7
図A,Bにより正電荷像を例にとつて説明す
る。なお、二次電子捕集電極に印加する電圧
Vcは、第7図Aの第2クロスオーバーE2に設
定する。
The writing and erasing methods are well known, but the seventh
This will be explained using a positive charge image as an example with reference to FIGS. A and B. In addition, the voltage applied to the secondary electron collecting electrode
Vc is set at the second crossover E2 in FIG. 7A.

〔消去動作〕[Erase operation]

結晶背面電圧Vbを第2クロスオーバー点E2
に相当する電位に設定すると、結晶表面電位
Vsは、電位E2に書き込みによつて生じた正電
荷の電位上昇分が加わつた値になる。この表面
電位の場合、入射する一次電子のエネルギは
E2以上あるので二次電子放出比δ<1となり、
表面電位がE2に達するまで負電荷が蓄積され
る。電位がE2に達するとδ=1となつて平衡
状態になり、かつ表面の帯電は零となる。
The crystal back voltage Vb is changed to the second crossover point E 2
When set to a potential corresponding to , the crystal surface potential
Vs is a value obtained by adding the potential increase of positive charges caused by writing to the potential E2 . For this surface potential, the energy of the incident primary electron is
Since E is more than 2 , the secondary electron emission ratio δ<1,
Negative charges are accumulated until the surface potential reaches E 2 . When the potential reaches E 2 , δ=1, an equilibrium state is reached, and the surface charge becomes zero.

〔書き込み動作〕[Write operation]

結晶背面電圧Vbを第1クロスオーバー点E1
と第2クロスオーバー点E2との間でダイナミ
ツクレンジが十分にとれる電圧E′に設定する。
このとき結晶表面電位VsもほぼE′となるから、
入射する一次電子のエネルギはE1とE2の間で
ある。従つて二次電子放出比δ>1となるから
正電荷像が形成される。放出された二次電子は
Vsよりも高い電位Vcにある二次電子捕集電極
に捕集される。
The crystal back voltage Vb is changed to the first crossover point E 1
and the second crossover point E2 , the voltage E' is set to provide a sufficient dynamic range.
At this time, the crystal surface potential Vs also becomes approximately E′, so
The energy of the incident primary electron is between E 1 and E 2 . Therefore, since the secondary electron emission ratio δ>1, a positive charge image is formed. The emitted secondary electron is
The secondary electrons are collected by the secondary electron collecting electrode, which is at a potential Vc higher than Vs.

(ハ) 実時間閾値動作機能 空間光変調管は、第6図に示すVc及びVbの
設定条件により、実時間閾値動作を実行させる
ことができる。メツシユ電極5は結晶表面の近
傍に設けられており、これを所定の電位に設定
すると、結晶表面に十分な電子が供給されてい
る場合には結晶表面電位はメツシユ電極の電位
となり、この電位がクロスオーバー点となる。
すなわち、結晶表面電位がメツシユ電極よりも
低いと結晶表面から放出される二次電子がメツ
シユ電極に捕集されるため入射電子に対して二
次電子放出が増加して結晶表面の電位は上昇
し、逆に結晶表面電位がメツシユ電極電位より
も高いと入射電子が二次電子よりも多くなつて
結晶表面電位が下がり、結局結晶表面電位がメ
ツシユ電極電位に等しくなつたところで電位は
一定となる。いま、メツシユ電極5の電圧Vc
を0.1KV程度と低くしておき、Vbをステツプ
状に0.1KVより下げると、結晶表面もステツプ
状に電位が下がつて結晶6の電荷蓄積面61は
負電位となり、電子が到達しなくなつて、いわ
ゆるロツクアウト状態となる。しかし、Vbを
ゆつくりとランプ状に下げていくと、入射する
光の強度が大きくて多量の電子が供給される部
分では電子が結晶表面に供給され、二次電子放
出が大きくなつて負電位とならず、入射する光
の強度が小さくて供給される電子の量が少ない
部分では電位降下に電子の供給が追いつかず、
そのため負電位となつて電子が結晶表面に到達
しなくなる。したがつて、光電陰極3に入射す
る光の強度に対応して結晶表面が負電位となつ
て書き込みが行われない部分と、結晶表面に電
子が到達し、表面が負電位とならずに書き込み
が行われる部分とができ、その結果、入射する
光の強度により閾値操作が実行されることにな
る。」 (ニ) 実時間閾値動作によるAND演算機能 空間光変調管は、前述のとおり、実時間閾値
動作機能を有する。これを利用して次のように
AND演算を実行することができる。即ち、第
8図に示すように、2つの入力を重ね合わせる
と、入力光強度は0、1、2の3レベルとな
る。このうちのレベル2のところで実時間閾値
動作を行うと、結果は第9図の通りとなり、
AND演算が実行されたことになる。
(C) Real-time threshold operation function The spatial light modulation tube can perform real-time threshold operation according to the setting conditions of Vc and Vb shown in FIG. The mesh electrode 5 is provided near the crystal surface, and when it is set to a predetermined potential, if sufficient electrons are supplied to the crystal surface, the crystal surface potential becomes the potential of the mesh electrode, and this potential This is the crossover point.
In other words, if the crystal surface potential is lower than the mesh electrode, the secondary electrons emitted from the crystal surface will be collected by the mesh electrode, so the secondary electron emission will increase relative to the incident electrons, and the crystal surface potential will rise. Conversely, if the crystal surface potential is higher than the mesh electrode potential, the number of incident electrons will be greater than the secondary electrons, causing the crystal surface potential to drop, and eventually become constant when the crystal surface potential becomes equal to the mesh electrode potential. Now, the voltage Vc of the mesh electrode 5
When Vb is lowered to about 0.1KV and Vb is lowered stepwise below 0.1KV, the potential of the crystal surface also decreases stepwise, and the charge accumulation surface 61 of the crystal 6 becomes a negative potential, and electrons no longer reach it. This results in a so-called lockout state. However, when Vb is slowly lowered in a ramp-like manner, electrons are supplied to the crystal surface in areas where the intensity of the incident light is high and a large amount of electrons are supplied, and secondary electron emission increases, causing negative potential. However, in areas where the intensity of the incident light is low and the amount of electrons supplied is small, the supply of electrons cannot keep up with the potential drop.
Therefore, the potential becomes negative and electrons no longer reach the crystal surface. Therefore, in response to the intensity of light incident on the photocathode 3, there are areas where the crystal surface becomes negative potential and writing is not performed, and areas where electrons reach the crystal surface and writing occurs without the surface becoming negative potential. As a result, a threshold operation is performed depending on the intensity of the incident light. (d) AND operation function based on real-time threshold operation As described above, the spatial light modulation tube has a real-time threshold operation function. Using this, do the following
It is possible to perform an AND operation. That is, as shown in FIG. 8, when two inputs are superimposed, the input light intensity becomes three levels of 0, 1, and 2. If real-time threshold operation is performed at level 2 of these, the result will be as shown in Figure 9.
This means that an AND operation has been executed.

次に本発明に必要なその他の構成要素について
説明する。なお、入力像は2×2のパターンとい
うことにする。
Next, other components necessary for the present invention will be explained. Note that the input image is assumed to be a 2×2 pattern.

拡大化系 第10図に示すように2×2の入力像を4×
4に拡大投影させる。実際にはレンズ等により
行われる。
Enlargement system As shown in Figure 10, the 2x2 input image is
4 to enlarge and project. In reality, this is done using a lens or the like.

多重化系 第11図Aに示すように2×2の入力像を繰
返し投影させ、第11図Bに示すようなパター
ンを得る。実際には、レンズアレイ等により実
現される。
Multiplexing System A 2×2 input image is repeatedly projected as shown in FIG. 11A to obtain a pattern as shown in FIG. 11B. Actually, this is realized by a lens array or the like.

逆多重化系 第12図に示すように4×4の入力像を2×
2に重ね合わせるように投影する。実際にはレ
ンズアレイ等により実現する。
Demultiplexing system As shown in Figure 12, the 4x4 input image is
Project it so that it overlaps with 2. Actually, this is realized by a lens array or the like.

次に、前述の拡大化像、多重化像、逆多重化像
を用いて2次元データに適したコーデイングを行
うコーデイング法について2×2の画像として説
明する。
Next, a coding method that performs coding suitable for two-dimensional data using the aforementioned enlarged image, multiplexed image, and demultiplexed image will be explained using a 2×2 image.

本出願人が別途出願した記銘、想起の方法につ
いて説明する。
The method of memorization and recollection that was separately filed by the present applicant will be explained.

ベクトルχと、その転置ベクトルχ′を次のよう
に表す。
The vector χ and its transposed vector χ′ are expressed as follows.

χ=x1 x2 x3 x4,χ′=(x1,x2,x3,x4) このとき記銘は、 M=χ・χ′=x1 x2 x3 x4・(x1,x2,x3,x4) =x1x1 x1x2 x1x3 x1x4 x2x1 x2x2 x2x3 x2x4 x3x1 x3x2 x3x3 x3x4 x4x1 x4x2 x4x3 x4x4 と表され、一方想起は、 z′=M×y=x1x1 x1x2 x1x3 x1x4 x2x1 x2x2 x2x3 x2x4 x3x1 x3x2 x3x3 x3x4 x4x1 x4x2 x4x3 x4x4 y1 y2 y3 y4 =x1x1y1 x1x2y2 x1x3y3 x1x4y4 x2x1y1 x2x2y2 x2x3y3 x2x4y4 x3x1y1 x3x2y2 x3x3y3 x3x4y4 x4x1y1 x4x2y2 x4x3y3 x4x4y4 と表される。 χ=x 1 x 2 x 3 x 4 , χ′=(x 1 , x 2 , x 3 , x 4 ) In this case, the memorization is M=χ・χ′=x 1 x 2 x 3 x 4・( x 1 , x 2 , x 3 , x 4 ) = x 1 x 1 x 1 x 2 x 1 x 3 x 1 x 4 x 2 x 1 x 2 x 2 x 2 x 3 x 2 x 4 x 3 x 1 x 3 x 2 x 3 x 3 x 3 x 4 x 4 x 1 x 4 x 2 x 4 x 3 x 4 x 4 , while recollection is expressed as z′=M×y=x 1 x 1 x 1 x 2 x 1 x 3 x 1 x 4 x 2 x 1 x 2 x 2 x 2 x 3 x 2 x 4 x 3 x 1 x 3 x 2 x 3 x 3 x 3 x 4 x 4 x 1 x 4 x 2 x 4 x 3 x 4 x 4 y 1 y 2 y 3 y 4 = x 1 x 1 y 1 x 1 x 2 y 2 x 1 x 3 y 3 x 1 x 4 y 4 x 2 x 1 y 1 x 2 x 2 y 2 x 2 x 3 y 3 x 2 x 4 y 4 x 3 x 1 y 1 x 3 x 2 y 2 x 3 x 3 y 3 x 3 x 4 y 4 x 4 x 1 y 1 x 4 x 2 y 2 x It is expressed as 4 x 3 y 3 x 4 x 4 y 4 .

ここでz′を一次元化してzとすると、 z=x1x1y1+x1x2y2+x1x3y3+x1x4y4 x2x1y1+x2x2y2+x2x3y3+x2x4y4 x3x1y1+x3x2y2+x3x3y3+x3x4y4 x4x1y1+x4x2y2+x4x3y3+x4x4y4 となる。 Here, if we make z' one-dimensional and call it z, then z=x 1 x 1 y 1 +x 1 x 2 y 2 +x 1 x 3 y 3 +x 1 x 4 y 4 x 2 x 1 y 1 +x 2 x 2 y 2 +x 2 x 3 y 3 +x 2 x 4 y 4 x 3 x 1 y 1 +x 3 x 2 y 2 +x 3 x 3 y 3 +x 3 x 4 y 4 x 4 x 1 y 1 +x 4 x 2 y 2 +x 4 x 3 y 3 + x 4 x 4 y 4 .

しかしながら、この方法では画像処理を行うた
めには、画像の2次元データを、1次元化する必
要がある。
However, in order to perform image processing with this method, it is necessary to convert the two-dimensional data of the image into one-dimensional data.

これに対して本発明では次のような演算により
記銘、想起を行う。今、記憶させたい内容をχと
し、 χ=x1 x2 x3 x4 とする。
In contrast, in the present invention, memorization and recall are performed by the following calculations. Now let χ be the content you want to remember, and χ = x 1 x 2 x 3 x 4 .

ここで、拡大化系により、 x mag=x1 x1 x2 x2 x1 x1 x2 x2 x3 x3 x4 x4 x3 x3 x4 x4 多重化系により、 x mlt=x1 x2 x1 x2 x3 x4 x3 x4 x1 x2 x1 x2 x3 x4 x3 x4 を得る。このときx magとx mltの要素同志
の乗算x mag・x mltをMとすると、 M=x mag・x mlt=x1x1 x1x2 x2x1 x
2x2 x1x3 x1x4 x2x3 x2x4 x3x1 x3x2 x4x1 x4x2 x3x3 x3x4 x4x3 x4x4 (・……要素同士の乗算でHadamard積と呼ばれ
る。) となり、前述の行列演算により得られた結果と同
じ一結果が得られ(但し配列は異なつている)、
x mag・x mltにより記銘を行うことが可能
であることが分かる。
Here, due to the expansion system, x mag=x 1 x 1 x 2 x 2 x 1 x 1 x 2 x 2 x 3 x 3 x 4 x 4 x 3 x 3 x 4 x 4 Due to the multiplex system, x mlt We get =x 1 x 2 x 1 x 2 x 3 x 4 x 3 x 4 x 1 x 2 x 1 x 2 x 3 x 4 x 3 x 4 . At this time, if the multiplication of the elements of x mag and x mlt, x mag・x mlt, is M, then M=x mag・x mlt=x 1 x 1 x 1 x 2 x 2 x 1 x
2 x 2 x 1 x 3 x 1 x 4 x 2 x 3 x 2 x 4 x 3 x 1 x 3 x 2 x 4 x 1 x 4 x 2 x 3 x 3 x 3 x 4 x 4 x 3 x 4 x 4 (... multiplication between elements is called Hadamard product), and the same result as that obtained by the matrix operation described above is obtained (however, the array is different),
It can be seen that it is possible to memorize by x mag x mlt.

また、 y mlt=y1 y2 y1 y2 y3 y4 y3 y4 y1 y2 y1 y2 y3 y4 y3 y4 とし、Mとy mltの要素同志の乗算M・y
mltをz′とすると、 z′=M・y mlt =x1x1 x1x2 x2x1 x2x2 x1x3 x1x4 x2x3 x2x4 x3x1 x3x2 x4x1 x4x2 x3x3 x3x4 x4x3 x4x4 y1 y2 y1 y2 y3 y4 y3 y4 y1 y2 y1 y2 y3 y4 y3 y4 =x1x1y1 x1x2y2 x2x1y1 x2x2y2 x1x3y3 x1x4y4 x2x3y3 x2x4y4 x3x1y1 x3x2y2 x4x1y1 x4x2y2 x3x3y3 x3x4y4 x4x3y3 x4x4y4 となる。ここでz′の逆多重化をzとすると、 z=x1x1y1+x1x2y2+x1x3y3+x1x4y4 x2x1y1
+x2x2y2+x2x3y3+x2x4y4 z=x1x1y1+x1x2y2+x1x3y3+x1x4y4 x2x1y1
+x2x2y2+x2x3y3+x2x4y4 x3x1y1+x3x2y2+x3x3y3+x3x4y4 x4x1y1+x4x2y2+x4x
3y3+x4x4y4 となり、前述の行列演算で得られた結果と同一内
容(但し配列は異なつている)であり、M・y
mltの逆多重化像により想起パターンが得られる
ことが分かる。
Also, let y mlt=y 1 y 2 y 1 y 2 y 3 y 4 y 3 y 4 y 1 y 2 y 1 y 2 y 3 y 4 y 3 y 4 , and multiply the elements of M and y mlt by M・y
If mlt is z', z'=M・y mlt = x 1 x 1 x 1 x 2 x 2 x 1 x 2 x 2 x 1 x 3 x 1 x 4 x 2 x 3 x 2 x 4 x 3 x 1 x 3 x 2 x 4 x 1 x 4 x 2 x 3 x 3 x 3 x 4 x 4 x 3 x 4 x 4 y 1 y 2 y 1 y 2 y 3 y 4 y 3 y 4 y 1 y 2 y 1 y 2 y 3 y 4 y 3 y 4 =x 1 x 1 y 1 x 1 x 2 y 2 x 2 x 1 y 1 x 2 x 2 y 2 x 1 x 3 y 3 x 1 x 4 y 4 x 2 x 3 y 3 x 2 x 4 y 4 x 3 x 1 y 1 x 3 x 2 y 2 x 4 x 1 y 1 x 4 x 2 y 2 x 3 x 3 y 3 x 3 x 4 y 4 x 4 x 3 y 3 x 4 x 4 y 4 . Here, let z be the demultiplexing of z', then z=x 1 x 1 y 1 +x 1 x 2 y 2 +x 1 x 3 y 3 +x 1 x 4 y 4 x 2 x 1 y 1
+x 2 x 2 y 2 +x 2 x 3 y 3 +x 2 x 4 y 4 z=x 1 x 1 y 1 +x 1 x 2 y 2 +x 1 x 3 y 3 +x 1 x 4 y 4 x 2 x 1 y 1
+x 2 x 2 y 2 +x 2 x 3 y 3 +x 2 x 4 y 4 x 3 x 1 y 1 +x 3 x 2 y 2 +x 3 x 3 y 3 +x 3 x 4 y 4 x 4 x 1 y 1 +x 4 x 2 y 2 + x 4 x
3 y 3 + x 4 x 4 y 4 , which is the same result as the above matrix operation (however, the array is different), and M・y
It can be seen that a recalled pattern can be obtained by demultiplexing the mlt image.

このように、多重化系と拡大化系を用いて記銘
を行い、さらに逆多重化系を用いて想起を行うこ
とができるので、全て2次元的処理により連想記
憶を実現することが可能となる。
In this way, memorization can be performed using the multiplexing system and expansion system, and recall can be performed using the demultiplexing system, so it is possible to realize associative memory entirely through two-dimensional processing. Become.

次に、具体的に本発明による連想記憶について
説明する。なお、計算は前述の(3)式と同様の次式
により行う。
Next, the associative memory according to the present invention will be specifically explained. Note that the calculation is performed using the following equation, which is similar to equation (3) above.

Mo+1=Mo+α〔x mag−〔φ{Σ(Mo・x mlt)
}〕mag〕x mlt……(4) ここで、αは学習ゲイン、x magはxの拡大
化像、x mltはxの多重化像、Σは逆多重化像
を示す。n+1回目の記憶行列Mo+1は、n回目
のMoによつて想起した結果である〔φ{Σ(Mo
x mlt)}magとx magとの差により示され
る想起時の誤差成分と、x maltの積に学習ゲ
インαを掛けたものによつて、Moを修正するこ
とで得られる。前述と同様、学習ゲインαはMo
が収束するような値を選び、この演算処理をMo
が収束するまで行うと分離度の向上したMoが求
められる。
M o+1 = M o +α[x mag−[φ{Σ(M o・x mlt)
}]mag]xmlt...(4) Here, α is a learning gain, xmag is an enlarged image of x, xmlt is a multiplexed image of x, and Σ is a demultiplexed image. The n+1st memory matrix M o+1 is the result of recalling by the nth M o [φ{Σ(M o
xmlt)}mag and xmag, and the product of xmalt multiplied by the learning gain α. As before, the learning gain α is M o
Select a value such that converges, and perform this calculation process as M o
If this is done until convergence, M o with improved resolution can be obtained.

第1図は本発明による連想記憶装置の構成を示
すブロツク図で、図中、101は拡大化系、10
2は多重化系、103は第1の演算器、104は
メモリ、105は第2の演算器、106は逆多重
化系、107は閾値メモリである。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an associative memory device according to the present invention, in which 101 is an enlargement system;
2 is a multiplexing system, 103 is a first arithmetic unit, 104 is a memory, 105 is a second arithmetic unit, 106 is a demultiplexing system, and 107 is a threshold memory.

図において、拡大化系101は前述したよう
に、例えば4×4の入力xから16×16のx mag
を作成し、多重化系102は同様に4×4の入力
xから16×16のx mltを作成する。第1の演算
器103はx magとx mltの要素同士の乗算
を行う。第1のメモリ104は、x mag・x
mltの加算、フイードバツク値の減算を行うメモ
リである。第2の演算器105はメモリ104の
内容とx mltの乗算を行つて想起データを作成
する。逆多重化系106は16×16のデータを4×
4のデータに変換するためのものである。閾値メ
モリ107は閾値操作を行い所定レベル以上のデ
ータを検出してノイズをカツトするメモリであ
る。この閾値メモリの出力yはフイードバツク系
を通して入力側にフイードバツクされる。
In the figure, as mentioned above, the enlarging system 101 converts, for example, a 4×4 input x into a 16×16 x mag
The multiplexing system 102 similarly creates 16×16 x mlt from the 4×4 input x. The first arithmetic unit 103 multiplies the elements of x mag and x mlt. The first memory 104 has x mag x
This is the memory for adding mlt and subtracting feedback values. The second arithmetic unit 105 multiplies the contents of the memory 104 by xmlt to create recall data. The demultiplexing system 106 converts 16×16 data into 4×
This is for converting into data of 4. The threshold value memory 107 is a memory that performs a threshold value operation, detects data above a predetermined level, and cuts out noise. The output y of this threshold memory is fed back to the input side through a feedback system.

次に、記銘時の動作について式(4)に従つて説明
する。なお、記銘時の流れは図の細線で示してあ
る。
Next, the operation during memorization will be explained according to equation (4). The flow of memorization is shown by thin lines in the figure.

先ず、記銘したい2次元の入力データxから
拡大化系101でx magを作成し、同時に多
重化系102でx mltを作成する。
First, an enlargement system 101 creates x mag from two-dimensional input data x to be memorized, and at the same time, a multiplex system 102 creates x mlt.

第2の演算器105で、メモリ104からの
Moと、多重化系102からのx mltとで、
Mo・x mltを計算し、逆多重化系106を介
し、閾値メモリ107で閾値操作した後、メモ
リする。ここで、Moは最初、例えば“0”に
セツトされていることとする。もちろん、“0”
以外の値にセツトするようにしてもよい。
In the second arithmetic unit 105, the
M o and x mlt from multiplexing system 102,
M o ·x mlt is calculated, passed through the demultiplexing system 106, subjected to threshold value operation in the threshold value memory 107, and then stored in memory. Here, it is assumed that M o is initially set to, for example, "0". Of course, “0”
It may be set to a value other than .

作成したx magと、x mltを入力データ
として第1の演算器103で同士の乗算x
mag・x mltを行い、α倍してメモリ104
に記憶されているMoに加算する。
Using the created x mag and x mlt as input data, the first arithmetic unit 103 multiplies them x
Execute mag・x mlt and multiply by α to memory 104
Add to M o stored in .

の結果をフイードバツク系により入力に戻
し、拡大化系101で拡大結像させてφ{Σ
(Mo・x)}とする。
The result of
(M o x)}.

第1の演算器103でφ{Σ(Mo・x)}・x
mltを計算し、α倍してメモリ104のMo
り減算する。
The first arithmetic unit 103 calculates φ{Σ(M o x)} x
mlt is calculated, multiplied by α, and subtracted from M o in the memory 104.

によりMoにx mag・x mltをα倍して加
算し、続いてによりφ{Σ(Mo・x)}・x mlt
をα倍してMoより減算した結果のMoがMo+1
なる。
x mag x mlt is multiplied by α and added to M o , and then φ{Σ(M o x)} x mlt
The result of multiplying α by α and subtracting it from M o becomes M o+1 .

以上の動作をMoが収束するまでおこなうこと
により、入力データの記銘が行われる。期待する
Moが得られるとその値に基づいて処理が行われ
る。
The input data is memorized by performing the above operations until M o converges. expect
Once M o is obtained, processing is performed based on that value.

次に想起時について説明する。 Next, the time of recollection will be explained.

この場合、記憶行列Mはすでに計算され、記銘
されているものとする。想起時の流れは図の太線
で示されている。
In this case, it is assumed that the memory matrix M has already been calculated and memorized. The flow during recall is shown by the thick line in the figure.

先ず、想起させようとする2次元の入力デー
タxより多重化系102によつてx mltを作
成する。
First, xmlt is created by the multiplexing system 102 from two-dimensional input data x to be recalled.

第2の演算器105において、メモリ104
から読み出したMとの乗算、M・x mltを計
算し、結果を逆多重化系106で逆多重化さ
せ、閾値メモリ107で閾値操作して記憶す
る。
In the second arithmetic unit 105, the memory 104
Multiplication with M read from , M.

閾値メモリ107より出力を読み出し、一回
の想起では不十分な場合、またその出力をフイ
ードバツク系により入力に戻し、再想起を行
い、所望のデータを読み出す。
The output is read from the threshold memory 107, and if one recollection is insufficient, the output is returned to the input by the feedback system, recollection is performed, and desired data is read.

こうして、記銘、想起を行うことができる。 In this way, memorization and recall can be performed.

次に、第1図の連想記憶装置を空間光変調管を
使用して構成した実施例について説明する。
Next, an embodiment in which the associative memory device shown in FIG. 1 is constructed using a spatial light modulation tube will be described.

第2図Aは空間光変調管4本を用いた完全光学
システムによる光学的連想記憶装置の一実施例を
示す図、第2図Bは記銘時のタイムチヤート、第
2図Cは想起時のタイムチヤートである。図中、
201〜204は空間光変調管、211は拡大結
像系、212は多重結像系、213は逆多重結像
系、221〜228はハーフミラー、231〜2
38は反射鏡、S1,S2,S3はシヤツタ、
Vb1〜Vb4はそれぞれ空間光変調管201〜20
4の結晶背面電圧、Vm1〜Vm4は空間光変調管
201〜204のマイクロチヤンネルプレート
(MCP)の電圧である。これらの装置は第1図に
対応する装置として機能するために配置されてお
り、第1図の演算器103,105は空間光変調
管201を読み出した結果によつて空間光変調管
202の読み出しを行うことにより実現し、メモ
リ104は空間光変調管203で構成し、閾値メ
モリ107は空間光変調管204で構成してい
る。なお、計算は第1図と同様に(4)式に基づいて
行われ、式中の学習ゲインαはMCPの電圧を適
宜設定することにより与えられる。また、第2図
B、Cにおける〜の表示は以下における処理
プロセス〜に対応している。
Figure 2A is a diagram showing an example of an optical associative memory device with a complete optical system using four spatial light modulation tubes, Figure 2B is a time chart during memorization, and Figure 2C is a time chart during recall. This is a time chart. In the figure,
201 to 204 are spatial light modulation tubes, 211 is an enlarged imaging system, 212 is a multiplex imaging system, 213 is an inverse multiplex imaging system, 221 to 228 are half mirrors, 231 to 2
38 is a reflecting mirror, S1, S2, S3 are shutters,
Vb 1 to Vb 4 are spatial light modulation tubes 201 to 20, respectively.
4, the crystal backside voltages Vm 1 to Vm 4 are the voltages of the microchannel plates (MCPs) of the spatial light modulation tubes 201 to 204. These devices are arranged to function as devices corresponding to FIG. 1, and the computing units 103 and 105 in FIG. The memory 104 is made up of a spatial light modulation tube 203, and the threshold memory 107 is made up of a spatial light modulation tube 204. Note that the calculation is performed based on equation (4) as in FIG. 1, and the learning gain α in the equation is given by appropriately setting the voltage of the MCP. Moreover, the display of ~ in FIGS. 2B and 2C corresponds to the processing process ~ below.

先ず、記銘時の動作について第2図A,Bを参
照して説明する。
First, the operation during memorization will be explained with reference to FIGS. 2A and 2B.

xを入力してハーフミラー228、反射鏡2
38を介してそれぞれ拡大結像系211、多重
結像212へ導き、それぞれx mag、x
mltを作成し、そして入力ONと同時に空間光
変調管201,202の結晶背面電圧Vb1
Vb2を書き込み電圧に、マイクロチヤンネルプ
レート(MCP)電圧Vm1,Vm2を所定時間
ONして空間光変調管201,202へそれぞ
れx mag、x mltを書き込む。
Input x and half mirror 228, reflector 2
38 to a magnifying imaging system 211 and a multiplexing imaging system 212, respectively x mag and x
mlt, and at the same time as the input is turned on, the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tubes 201 and 202 is set.
Vb 2 is the write voltage, and microchannel plate (MCP) voltages Vm 1 and Vm 2 are set for the specified time.
Turn on and write x mag and x mlt to the spatial light modulation tubes 201 and 202, respectively.

次にシヤツタS1を開き、ハーフミラー22
1,222、反射鏡231、ハーフミラー22
3,224を介して単色光により空間光変調管
202を読み出し続け、その結果でハーフミラ
ー224,225を介してメモリを構成してい
る空間光変調管203を読み出す。すまり空間
光変調管202の続み出し結果x magと空間
光変調管203の記憶内容Mnを続けて読み出
すことによりMo・x mltが計算される。計算
結果をハーフミラー225を介し、逆多重結像
系213により逆多重化してΣ(Mo・x mlt)
を作成し、実時間ハードクリツプ動作により閾
値操作しながら空間光変調管204へ書き込
む。この閾値処理は、空間光変調管204の結
晶背面電圧Vb4をゆつくりと下げるとともに、
その間MCP電圧Vm4をONすることにより行
われ、空間光変調管には閾値処理されたデジタ
ル量φ{Σ(Mo・x mlt)}が記憶される。
Next, open the shutter S1 and open the half mirror 22.
1,222, reflecting mirror 231, half mirror 22
The spatial light modulation tube 202 is continued to be read out by monochromatic light through the mirrors 3 and 224, and as a result, the spatial light modulation tube 203 constituting the memory is read out through the half mirrors 224 and 225. M o ·x mlt is calculated by successively reading out the continuation result x mag of the spatial light modulation tube 202 and the memory content Mn of the spatial light modulation tube 203 . The calculation results are demultiplexed by the demultiplexing imaging system 213 via the half mirror 225 and converted into Σ(M o x mlt)
is created and written to the spatial light modulation tube 204 while operating the threshold value by real-time hard clip operation. This threshold processing gradually lowers the crystal back voltage Vb 4 of the spatial light modulation tube 204, and
During this time, the MCP voltage Vm 4 is turned ON, and the threshold-processed digital quantity φ{Σ(M o ·x mlt)} is stored in the spatial light modulation tube.

シヤツタS2のみを開き、同様に単色光によ
りハーフミラー221,222、反射鏡23
2、ハーフミラー223を介して空間光変調管
201を読み出し、その結果でハーフミラー2
24を介して空間光変調管202を続けて読み
出すことによりx mag・x mltを計算す
る。シヤツタS2をONすると同時に空間光変
調管203の結晶背面電圧Vb3を加算に切り換
えるとともに、MCP電圧Vm3をONし、読み
出したx mag・x mltをハーフミラー22
5、反射鏡233,234,235を介して空
間光変調管203へ加算する。
Only the shutter S2 is opened, and in the same way, the half mirrors 221, 222 and the reflecting mirror 23 are exposed to monochromatic light.
2. Read out the spatial light modulation tube 201 through the half mirror 223, and use the result to read out the half mirror 2.
By successively reading out the spatial light modulation tube 202 via 24, x mag x mlt is calculated. At the same time as the shutter S2 is turned on, the crystal back voltage Vb 3 of the spatial light modulation tube 203 is switched to addition mode, the MCP voltage Vm 3 is turned on, and the read x mag x mlt is transferred to the half mirror 22.
5. Add to the spatial light modulation tube 203 via reflecting mirrors 233, 234, and 235.

空間光変調管201の結晶背面電圧Vb1を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1
ONして空間光変調管201を消去後、シヤツ
タS3のみを開き、単色光によりハーフミラー
221、反射鏡236、ハーフミラー226を
介して空間光変調管204からφ(Σ(Mo・x
mlt)}を読み出し、ハーフミラー227、
反射鏡237、ハーフミラー228、反射鏡2
38を介して拡大結像系211で拡大結像さ
せ、空間光変調管201へ〔φ{Σ(Mo・x
mlt)}〕magを書き込む。
The crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 201 is switched to erase, and the MCP voltage Vm 1 is switched to erase.
After turning ON and erasing the spatial light modulation tube 201, only the shutter S3 is opened, and monochromatic light is transmitted from the spatial light modulation tube 204 via the half mirror 221, the reflecting mirror 236, and the half mirror 226 .
mlt)}, half mirror 227,
Reflector 237, half mirror 228, reflector 2
38, an enlarged image is formed in the enlarged imaging system 211, and the image is sent to the spatial light modulation tube 201 [φ{Σ(M o x
mlt)}] Write mag.

シヤツタS2のみを開き、空間光変調管20
1を読み出し、その結果でハーフミラー22
3,224を介して空間光変調管202を読み
出して〔φ{Σ(Mo・x mlt)}〕mag・x
mltを計算する。シヤツタS2ONと同時に空
間光変調管203の結晶背面電圧Vb3を減算に
切り換えるとともに、MCP電圧Vm3を所定時
間ONし、空間光変調管203から〔φ{Σ
(Mo・x mlt)}〕mag・x mltを減算する。
この時、結果は空間光変調管203のメツシユ
電極(第6図参照)の効果により0より小さく
はならない。
Open only the shutter S2 and open the spatial light modulation tube 20.
1 and half mirror 22 with the result.
3,224 to read out the spatial light modulation tube 202 and obtain [φ{Σ(M o x mlt)}] mag x
Calculate mlt. At the same time as the shutter S2 is turned on, the crystal back voltage Vb 3 of the spatial light modulation tube 203 is switched to subtraction, and the MCP voltage Vm 3 is turned on for a predetermined period of time.
(M o x mlt)}] Subtract mag x mlt.
At this time, the result does not become smaller than 0 due to the effect of the mesh electrode of the spatial light modulation tube 203 (see FIG. 6).

空間光変調管201,202及び204の結
晶背面電圧Vb1,Vb2,Vb4を消去に切り換え
るとともに、MCP電圧Vm1,Vm2,Vm4
ONしてそれぞれ消去する。
The crystal back voltages Vb 1 , Vb 2 , Vb 4 of the spatial light modulation tubes 201 , 202 and 204 are switched to erase, and the MCP voltages Vm 1 , Vm 2 , Vm 4 are switched to erase.
Turn on to erase each.

以上の動作を、各入力パターンについて収束す
るまで行うことにより記銘が完了する。
Memorization is completed by performing the above operations until convergence for each input pattern.

次に想起の動作について第2図A,Cを参照し
て説明する。
Next, the recollection operation will be explained with reference to FIGS. 2A and 2C.

入力をONし、同時に空間光変調管202の
結晶背面電圧Vb2を書き込みに切り換えるとと
もに、MCP電圧Vm2をONし、ハーフミラー
228、多重結像系212を介して空間光変調
管202へx mltを書き込む。
Turn on the input, and at the same time switch the crystal back voltage Vb 2 of the spatial light modulation tube 202 to write mode, turn on the MCP voltage Vm 2 , and send x to the spatial light modulation tube 202 via the half mirror 228 and the multiplex imaging system 212. Write mlt.

シヤツタS1のみを開き、単色光によりハー
フミラー221,222、反射鏡231、ハー
フミラー223,224を介して空間光変調管
202を読み出し、その結果でハーフミラー2
24,225を介して空間光変調管203を読
み出し、Mo・x mltを計算する。計算結果を
逆多重結像系213により逆多重化してΣ
(Mo・x mlt)を作成する。空間光変調管2
04の結晶背面電圧Vb2をゆつくり下げるとと
もに、MCP電圧Vm4をONし、実時間ハード
クリツプ動作をしながら空間光変調管204へ
φ{Σ(Mo・x mlt)}を書き込む。
Only the shutter S1 is opened and the spatial light modulation tube 202 is read out using monochromatic light through the half mirrors 221, 222, the reflecting mirror 231, and the half mirrors 223, 224.
24, 225 to read out the spatial light modulation tube 203 and calculate M o ·x mlt. The calculation results are demultiplexed by the demultiplexing imaging system 213 and Σ
Create (M o x mlt). Spatial light modulation tube 2
While slowly lowering the crystal back voltage Vb 2 of 04, the MCP voltage Vm 4 is turned on, and φ{Σ(M o ·x mlt)} is written to the spatial light modulation tube 204 while performing a real-time hard clip operation.

単色光によりハーフミラー221、反射鏡2
36、ハーフミラー226を介して空間光変調
管204を読み出し、ハーフミラー227より
出力φ{Σ(Mo・x mlt)}を得る。
Half mirror 221, reflecting mirror 2 due to monochromatic light
36, the spatial light modulation tube 204 is read out through the half mirror 226, and the output φ{Σ(M o ·x mlt)} is obtained from the half mirror 227.

空間光変調管202の結晶背面電圧Vb2を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm2
ONして空間光変調管202を消去後、シヤツ
タS3のみをONする。単色光によりハーフミ
ラー221、反射鏡236、ハーフミラー22
6,227、反射鏡27からなるフイードバツ
クループにより空間光変調管204から想起し
た内容を、ハーフミラー228と多重結像系2
12を通してx mltとして空間光変調管20
2へ書き込む。
The crystal back voltage Vb 2 of the spatial light modulation tube 202 is switched to erase, and the MCP voltage Vm 2 is switched to erase.
After turning on and erasing the spatial light modulation tube 202, only the shutter S3 is turned on. Half mirror 221, reflecting mirror 236, half mirror 22 by monochromatic light
6, 227, the content recalled from the spatial light modulation tube 204 by the feedback loop consisting of the reflecting mirror 27 is transferred to the half mirror 228 and the multiplex imaging system 2.
Spatial light modulation tube 20 as x mlt through 12
Write to 2.

空間光変調管204の結晶背面電圧Vb4を消
去に切り換え、MCP電圧Vm4をONして消去
し、プロセスへ戻ることが可能である。
It is possible to switch the crystal back voltage Vb 4 of the spatial light modulation tube 204 to erase, turn on the MCP voltage Vm 4 to erase, and return to the process.

第3図Aは第2図の完全光学システムによる光
学的連想記憶装置の一部を電子回路に置き換えた
ハイブリツド光学的連想記憶装置の一実施例を示
す図、第3図Bは記銘時のタイムチヤート、第3
図Cは想起時のタイムチヤートである。図中、3
01〜303は空間光変調管、311は拡大結像
系、312は多重結像系、313は逆多重結像
系、321〜324はハーフミラー、331〜3
35は反射鏡、341は受光マトリツクス、35
1はCPU、361,362はパターン表示装置、
S1,S2はシヤツタである。
FIG. 3A is a diagram showing an embodiment of a hybrid optical content addressable memory device in which a part of the optical content addressable memory device using the complete optical system of FIG. 2 is replaced with an electronic circuit, and FIG. Time chart, 3rd
Figure C is a time chart during recall. In the diagram, 3
01 to 303 are spatial light modulation tubes, 311 is an enlarged imaging system, 312 is a multiplex imaging system, 313 is an inverse multiplex imaging system, 321 to 324 are half mirrors, 331 to 3
35 is a reflecting mirror, 341 is a light receiving matrix, 35
1 is a CPU, 361 and 362 are pattern display devices,
S1 and S2 are shutters.

この実施例では、入力部分、フイードバツク部
分をCPUに置き換えたことにより電子回路との
インターフエースを容易にしている。また、使用
する空間光変調管の数が3本となり、より簡単に
実現できるシステムとなる。
In this embodiment, interface with electronic circuits is facilitated by replacing the input section and feedback section with a CPU. Additionally, the number of spatial light modulation tubes used is reduced to three, resulting in a system that can be implemented more easily.

第3図A,Bを参照して記銘の動作について説
明する。
The memorization operation will be explained with reference to FIGS. 3A and 3B.

表示装置361,362をONし、CPU35
1より入力xがパターン表示装置361,36
2へ供給されて表示される。表示されたパター
ンは拡大結像系311によつて拡大され、また
多重結像系312によつて多重化され、それぞ
れx mag、x mltを発生する。同時に空間
光変調管301,302の結晶背面電圧Vb1
Vb2を書込みに切り換えるとともに、MCP電
圧Vm1,Vm2を所定時間ONして空間光変調管
301,302へそれぞれx mag、x mlt
を書き込む。
Turn on the display devices 361 and 362, and turn on the CPU 35.
1, the input x is the pattern display device 361, 36
2 and displayed. The displayed pattern is magnified by a magnifying imaging system 311 and multiplexed by a multiplexing imaging system 312 to generate x mag and x mlt, respectively. At the same time, the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tubes 301 and 302,
At the same time as switching Vb 2 to writing, MCP voltages Vm 1 and Vm 2 are turned on for a predetermined period of time to send x mag and x mlt to the spatial light modulation tubes 301 and 302, respectively.
Write.

シヤツタS1のみと、受光マトリツクス34
1をONする。そして単色光によりハーフミラ
ー321、反射鏡331、ハーフミラー32
2,323を通して空間光変調管302を読み
出し、その結果でハーフミラー323,324
を通して空間光変調管303を続けて読み出し
Mn・x mltを計算する。計算結果を逆多重
結像系313により逆多重化してΣ(Mn・x
mlt)を得、これを受光マトリツクス341
で電気信号に変換してCPU351に供給する。
CPU351においては閾値処理により〔φ{Σ
(Mn・x mlt)}〕が得られる。
Shutter S1 only and light receiving matrix 34
Turn on 1. Then, by monochromatic light, a half mirror 321, a reflecting mirror 331, a half mirror 32
The spatial light modulation tube 302 is read out through 2, 323, and the half mirrors 323, 324 are read out with the result.
Continue reading out the spatial light modulation tube 303 through
Calculate Mn x mlt. The calculation results are demultiplexed by the demultiplexing imaging system 313 to obtain Σ(Mn・x
mlt) and convert it into a light receiving matrix 341
converts it into an electrical signal and supplies it to the CPU 351.
In the CPU 351, [φ{Σ
(Mn x mlt)] is obtained.

シヤツタS2のみを開くと同時に、空間光変
調管303の結晶背面電圧Vb3を加算に切り換
えるとともに、MCP電圧Vm3をONにする。
その結果、単色光によりハーフミラー321、
反射鏡332、ハーフミラー322を介して空
間光変調管301の内容が読み出され、その結
果でハーフミラー322,323を通して空間
光変調管302が読み出され、x mag・x
mltが計算され、計算結果はハーフミラー32
3,324、反射鏡333,334,335を
介して空間光変調管303に加算される。
At the same time only the shutter S2 is opened, the crystal back voltage Vb 3 of the spatial light modulation tube 303 is switched to addition, and the MCP voltage Vm 3 is turned ON.
As a result, the monochromatic light causes the half mirror 321,
The contents of the spatial light modulation tube 301 are read out through the reflecting mirror 332 and the half mirror 322, and as a result, the contents of the spatial light modulation tube 302 are read out through the half mirrors 322 and 323, and x mag x
mlt is calculated and the calculation result is half mirror 32
3, 324, and is added to the spatial light modulation tube 303 via reflecting mirrors 333, 334, and 335.

空間光変調管301の結晶背面電圧Vb1を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1
ONにして空間光変調管301を消去後、CPU
351からの〔φ{Σ(Mn・x mlt)}〕が表
示装置361に供給されて表示され、拡大結像
系311で拡大結像される。同時に空間光変調
管301の結晶背面電圧をVb1を書き込みに切
り換えるとともに、MCP電圧Vm1をONする
ことにより、拡大結像〔φ{Σ(Mn・x
mlt)}〕magが空間光変調管301へ書き込ま
れる。
The crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 301 is switched to erase, and the MCP voltage Vm 1 is switched to erase.
After turning ON and erasing the spatial light modulation tube 301, the CPU
[φ{Σ(Mn·x mlt)}] from 351 is supplied to a display device 361 for display, and is enlarged and imaged by an enlarged imaging system 311. At the same time, by switching the crystal back voltage of the spatial light modulation tube 301 to write Vb 1 and turning on the MCP voltage Vm 1 , enlarged imaging [φ{Σ(Mn x
mlt)}]mag is written into the spatial light modulation tube 301.

シヤツタS2のみを開くと同時に、空間光変
調管303の結晶背面電圧Vb3を減算側に切り
換えるともに、MCP電圧Vm3を所定時間ON
する。単色光によりハーフミラー321、反射
鏡332、ハーフミラー322を介して空間光
変調管301の内容が読み出され、その結果で
ハーフミラー322,323を通して空間光変
調管302が読み出され、〔φ{Σ(Mn・x
mlt)}〕mag・x mltが計算され、計算結果
はハーフミラー323,324、反射鏡33
3,334,335を介して空間光変調管30
3の内容から減算される。この場合、計算結果
はメツシユ効果によつて“0”より低くならな
い。
At the same time only the shutter S2 is opened, the crystal back voltage Vb 3 of the spatial light modulation tube 303 is switched to the subtraction side, and the MCP voltage Vm 3 is turned on for a predetermined period of time.
do. The monochromatic light reads out the contents of the spatial light modulation tube 301 through the half mirror 321, the reflecting mirror 332, and the half mirror 322, and as a result, the contents of the spatial light modulation tube 302 are read out through the half mirrors 322 and 323, and [φ {Σ(Mn・x
mlt)}]mag・xmlt is calculated, and the calculation results are shown in the half mirrors 323, 324 and the reflecting mirror 33.
Spatial light modulation tube 30 via 3,334,335
Subtracted from the contents of 3. In this case, the calculation result will not become lower than "0" due to the mesh effect.

空間光変調管301,302の各結晶背面電
圧Vb1,Vb2を書込みに切り換えるとともに、
MCP電圧Vm1,Vm2を所定時間ONしてそれ
ぞれ消去される。
While switching the crystal back voltages Vb 1 and Vb 2 of the spatial light modulation tubes 301 and 302 to writing,
They are erased by turning on the MCP voltages Vm 1 and Vm 2 for a predetermined period of time.

以後〜の動作は記銘が完全に行われるまで
繰り返し実行される。
Thereafter, the operations from to are repeated until the memorization is completed.

次に第2の実施例の想起過程を第3図A,Cを
参照して説明する。
Next, the recall process of the second embodiment will be explained with reference to FIGS. 3A and 3C.

表示装置362をONし、入力xがCPU35
1より表示装置362に供給されて表示され、
多重結像系312で多重結像される。空間光変
調管302の結晶背面電圧を書き込みに切り換
え、同時にMCP電圧を一定時間ONすることに
より空間光変調管302へx mltが書き込ま
れる。
Turn on the display device 362 and input x to the CPU 35
1 is supplied to the display device 362 and displayed,
Multiple images are formed by a multiple imaging system 312. xmlt is written into the spatial light modulation tube 302 by switching the crystal back voltage of the spatial light modulation tube 302 to writing and simultaneously turning on the MCP voltage for a certain period of time.

シヤツタS1のみと、受光マトリツクス34
1をONし、単色光によりハーフミラー32
1、反射鏡331、ハーフミラー323を通し
て空間光変調管302からx mltを読み出
し、その結果でハーフミラー323,324を
通して空間光変調管303を読み出してMm・
x mltを計算する。計算結果はハーフミラー
324を介して逆多重結像系313により逆多
重化してΣ(Mn・x mlt)を得、これを受光
マトリツクス341で電気信号に変換して
CPU351に供給する。CPU351において
閾値処理により〔φ{Σ(Mn・x mlt)}〕が
得られ、データの想起が実行される。
Shutter S1 only and light receiving matrix 34
1 is turned on, and the half mirror 32 is illuminated by monochromatic light.
1. Read out xmlt from the spatial light modulation tube 302 through the reflecting mirror 331 and half mirror 323, read out xmlt from the spatial light modulation tube 302 through the half mirrors 323 and 324, and read out Mm.
Calculate x mlt. The calculation results are demultiplexed by a demultiplexing imaging system 313 via a half mirror 324 to obtain Σ(Mn x mlt), which is converted into an electrical signal by a light receiving matrix 341.
Supplied to CPU351. [φ{Σ(Mn·x mlt)}] is obtained by threshold processing in the CPU 351, and data recall is executed.

空間光変調管302の結晶背面電圧Vb2を消
去に切り換え、MCP電圧Vm2を所定時間ON
して消去した後、表示装置362をONし、
CPU351から供給された〔φ{Σ(Mn・x
mlt)}〕が表示され、多重結像系312により
多重化される。空間光変調管302の結晶背面
電圧Vb2を書き込みに切換え、同時にMCP電
圧Vm2を所定時間ONすることにより空間光変
調管302に書き込まれる。この過程からその
後過程へ戻ることも可能である。
Switch the crystal back voltage Vb 2 of the spatial light modulation tube 302 to erase, and turn on the MCP voltage Vm 2 for a predetermined time.
After deleting the data, turn on the display device 362,
[φ{Σ(Mn・x
mlt)}] is displayed and multiplexed by the multiplex imaging system 312. Data is written into the spatial light modulation tube 302 by switching the crystal back voltage Vb 2 of the spatial light modulation tube 302 to writing and simultaneously turning on the MCP voltage Vm 2 for a predetermined period of time. It is also possible to return from this process to subsequent processes.

以上、2つの実施例におけるシステムにおいて
は、空間光変調管201と202,301,30
2の2本で乗算を行つているが、実際には{0,
1}の2値の乗算であるため、論理演算のAND
動作と同じである。そこで、この部分を実時間閾
値動作を用いたAND演算を用いることにより、
空間光変調管を1本減らすことが可能である。
As described above, in the systems in the two embodiments, the spatial light modulation tubes 201, 202, 301, 30
2 is used for multiplication, but in reality it is {0,
1}, so the logical operation AND
It is the same as the operation. Therefore, by using AND operation using real-time threshold operation for this part,
It is possible to reduce the number of spatial light modulation tubes by one.

第4図Aは実時間閾値動作AND演算を導入す
ることにより、空間光変調管を1本減らし、3本
で実現した完全光学システムによる光学的連想記
憶装置の一実施例を示す図、第4図Bは記銘時の
タイムチヤート、第4図Cは想起時のタイムチヤ
ートである。図中、401〜403は空間光変調
管、411は拡大結像系、412は多重結像系、
413は逆多重結像系、421〜430はハーフ
ミラー、431〜437は反射鏡、S1,S2,
S3,S4はシヤツタである。
FIG. 4A is a diagram showing an example of an optical associative memory device using a complete optical system, in which the number of spatial light modulation tubes is reduced by one and is realized by three by introducing a real-time threshold operation AND operation. Figure B is a time chart for memorization, and Figure 4 C is a time chart for recall. In the figure, 401 to 403 are spatial light modulation tubes, 411 is an enlarged imaging system, 412 is a multiplex imaging system,
413 is an inverse multiplex imaging system, 421 to 430 are half mirrors, 431 to 437 are reflecting mirrors, S1, S2,
S3 and S4 are shutters.

図において、空間光変調管401はAND演算
を行い、空間光変調管402はメモリとして機能
し、空間光変調管403は閾値メモリとして機能
する。
In the figure, a spatial light modulation tube 401 performs an AND operation, a spatial light modulation tube 402 functions as a memory, and a spatial light modulation tube 403 functions as a threshold memory.

第4図A,Bを参照して記銘について説明す
る。
Memorization will be explained with reference to FIGS. 4A and 4B.

シヤツタS1のみを開いてxを入力し、多重
結像系412で多重結像させて空間光変調管4
01の結晶背面電圧Vb1を書き込みに切り換え
るとともに、MCP電圧Vm1を所定時間ONし
てx mltを書き込む。
Only the shutter S1 is opened and x is input, and the multiplex imaging system 412 forms multiple images to form the spatial light modulation tube 4.
The crystal back voltage Vb 1 of 01 is switched to writing, and the MCP voltage Vm 1 is turned on for a predetermined period of time to write x mlt.

単色光によりハーフミラー421、反射鏡4
31、ハーフミラー422を介して空間光変調
管401を読み出し、その結果でハーフミラー
422,423を介して空間光変調管402を
読み出してMo・x mltを計算し、逆多重結像
系413により逆多重化を行つてΣ(Mo・x
mlt)を計算する。空間光変調管403の結晶
背面電圧Vb3をゆつくりと下げるとともに、そ
の間MCP電圧Vm3をONして実時間閾値動作
により、閾値処理をしながら空間光変調管40
3へφ{Σ(Mo・x mlt)}を書き込む。
Half mirror 421, reflecting mirror 4 due to monochromatic light
31. Read out the spatial light modulation tube 401 through the half mirror 422, read out the spatial light modulation tube 402 through the half mirrors 422 and 423 with the result, calculate M o x mlt, and use the inverse multiplex imaging system 413. Perform demultiplexing by Σ(M o・x
mlt). The crystal back voltage Vb 3 of the spatial light modulation tube 403 is slowly lowered, while the MCP voltage Vm 3 is turned on to perform threshold processing using real-time threshold operation.
Write φ{Σ(M o x mlt)} into 3.

空間光変調管401の結晶背面電圧Vb1を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1を所
定時間ONして消去後、xを入力し、シヤツタ
S1,S2を開いてハーフミラー427,42
9、多重結像系412によりx mltを、また
ハーフミラー427,428,429、反射鏡
437、拡大結像系411により拡大結像x
magを作成する。同時に空間光変調管401の
結晶背面電圧Vb1をゆつくりと下げるととも
に、その間MCP電圧Vm1をONし、入射光強
度の強いところは書き込み、入射光強度の弱い
ところはロツクアウト状態にする実時間閾値動
作により、x magとx mltのAND演算を
実行させx mag・x mltを書き込む。
After switching the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 401 to erase and turning on the MCP voltage Vm 1 for a predetermined period of time to erase, input x, open the shutters S1 and S2, and erase the half mirrors 427 and 42.
9. x mlt by multiple imaging system 412, and enlarged image x by half mirrors 427, 428, 429, reflecting mirror 437, and magnifying imaging system 411
Create mag. At the same time, the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 401 is slowly lowered, and during this time the MCP voltage Vm 1 is turned on, writing is performed in areas where the intensity of the incident light is strong, and the lockout state is placed in areas where the intensity of the incident light is weak, in real time. By threshold operation, an AND operation of x mag and x mlt is executed and x mag · x mlt is written.

空間光変調管402の結晶背面電圧Vb2を加
算に切り換えるとともに、所定時間MCP電圧
Vm2をONし、空間光変調管401を読み出し
てx mag・x mltを空間光変調管402へ
加算する。
The crystal back voltage Vb 2 of the spatial light modulation tube 402 is switched to addition, and the MCP voltage is
Turn on Vm 2 , read out the spatial light modulation tube 401, and add x mag · x mlt to the spatial light modulation tube 402.

空間光変調管401の結晶背面電圧Vb1を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1を所
定時間ONして消去後、xを入力し、シヤツタ
S1,S4を開き、ハーフミラー429、多重
結像系412によりx mltを作成し、またハ
ーフミラー421、反射鏡435、ハーフミラ
ー424を介して空間光変調管403よりφ
{Σ(Mo・x mlt)}を読み出し、ハーフミラ
ー424,425、反射鏡436、ハーフミラ
ー426,428、反射鏡437を介して拡大
結像系411により〔φ{Σ(Mo・x mlt)}〕
magを作成し、の場合と同様に実時間閾値動
作により〔φ{Σ(Mo・x mlt)}〕magとx
mltのAND演算を実行させ、〔φ{Σ(Mo・x
mlt)}〕mag・x mltを空間光変調管401
へ書き込む。
After switching the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 401 to erase and turning on the MCP voltage Vm 1 for a predetermined period of time to erase, x is input, shutters S1 and S4 are opened, and the half mirror 429 and multiple imaging system are switched on. x mlt is created by 412, and φ
{Σ(M o・x mlt)} is read out, and [φ{Σ(M o・x mlt)}]
Create mag, and use real-time threshold operation as in the case of [φ{Σ(M o x mlt)}] mag and x
Execute the AND operation of mlt, [φ{Σ(M o・x
mlt)} mag・x mlt spatial light modulation tube 401
Write to.

単色光により反射鏡431、ハーフミラー4
22を介して空間光変調管401を読み出し、
空間光変調管402の結晶背面電圧Vb2を減算
に切り換えるとともに、MCP電圧Vm2をON
して空間光変調管402より減算する。この
時、結果はメツシユ電極の効果により0より小
さくはならない。
Reflector 431, half mirror 4 due to monochromatic light
22 to read out the spatial light modulation tube 401,
Switch the crystal back voltage Vb 2 of the spatial light modulation tube 402 to subtraction, and turn on the MCP voltage Vm 2 .
and subtracted from the spatial light modulation tube 402. At this time, the result does not become smaller than 0 due to the effect of the mesh electrode.

空間光変調管401,403の結晶背面電圧
Vb1,Vb3を消去に切り換えるとともに、MCP
電圧Vm1,Vm3を所定時間ONしてそれぞれ消
去する。
Crystal back voltage of spatial light modulation tubes 401 and 403
At the same time as switching Vb 1 and Vb 3 to erase, MCP
The voltages Vm 1 and Vm 3 are turned on for a predetermined period of time to erase each one.

以上の動作を各入力パターンについて収束する
まで行うことにより記銘が完了する。
Memorization is completed by performing the above operations until convergence for each input pattern.

次に、第4図A,Cを参照して想起について説
明する。
Next, recall will be explained with reference to FIGS. 4A and 4C.

シヤツタS1のみを開き、xを入力し、空間
光変調管401の結晶背面電圧Vb1を書き込み
に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1をON
し、ハーフミラー427,429を介して多重
結像系412で作成したx mltを空間光変調
管401へ書き込む。
Open only the shutter S1, input x, switch the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 401 to writing, and turn on the MCP voltage Vm 1 .
Then, xmlt created by the multiplex imaging system 412 is written into the spatial light modulation tube 401 via half mirrors 427 and 429.

単色光により反射鏡431、ハーフミラー4
22を介して空間光変調管401を読み出し、
その結果でハーフミラー422,423を介し
て空間光変調管402を読み出し、Mo・x
mltを計算する。計算結果を逆多重結像系41
3により逆多重してΣ(Mo・x mlt)を作成
し、空間光変調管403の結晶背面電圧Vb3
ゆつくりと下げるとともに、その時間MCP電
圧Vm3をONして実時間閾値動作をさせ、空間
光変調管403へφ{Σ(Mo・x mlt)}を書
き込む。
Reflector 431, half mirror 4 due to monochromatic light
22 to read out the spatial light modulation tube 401,
As a result, the spatial light modulation tube 402 is read out via the half mirrors 422 and 423, and M o x
Calculate mlt. The calculation results are transferred to the inverse multiplex imaging system 41
3 to create Σ(M o x mlt), slowly lower the crystal back voltage Vb 3 of the spatial light modulation tube 403, and turn on the MCP voltage Vm 3 during that time to perform real-time threshold operation. and writes φ{Σ(M o ·x mlt)} into the spatial light modulation tube 403.

単色光によりハーフミラー421、反射鏡4
35、ハーフミラー424を介して空間光変調
管403を読み出してハーフミラー425より
φ{Σ(Mo・x mlt)}を出力として得る。ま
た、この出力をシヤツタS1,S3を開いてフ
イードバツク系で戻して再想起することもでき
る。
Half mirror 421, reflecting mirror 4 due to monochromatic light
35, the spatial light modulation tube 403 is read out through the half mirror 424, and φ{Σ(M o ·x mlt)} is obtained as an output from the half mirror 425. It is also possible to re-recall this output by opening the shutters S1 and S3 and returning it through the feedback system.

空間光変調管401の結晶背面電圧Vb1を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1
ONして消去した後、シヤツタS1,S3を開
き、空間光変調管401の結晶背面電圧Vb1
書き込みに切り換えるとともに、MCP電圧
Vm1をONし、多重結像系412を通して空間
光変調管401へフイードバツクループの出力
を書む。
The crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 401 is switched to erase, and the MCP voltage Vm 1 is switched to erase.
After turning ON and erasing, open the shutters S1 and S3, switch the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 401 to writing, and change the MCP voltage.
Turn on Vm 1 and write the output of the feedback loop to the spatial light modulation tube 401 through the multiplex imaging system 412.

空間光変調管403の結晶背面電圧Vb3を下
げるとともに、所定時間MCP電圧Vm3をON
して消去した後、からのプロセスを繰り返す
ことにより想起をが行われる。
While lowering the crystal back voltage Vb 3 of the spatial light modulation tube 403, the MCP voltage Vm 3 is turned on for a predetermined time.
After deletion, recall is performed by repeating the process from.

第5図Aは第4図の完全光学システムによる光
学的連想記憶装置の一部を電子回路に置き換えた
ハイブリツド光学的連想記憶装置の一実施例を示
す図、第5図Bは記銘時のタイムチヤート、第5
図Cは想起時のタイムチヤートである。図中、5
01,502は空間光変調管、511は拡大結像
系、512は多重結像系、513は逆多重結像
系、521〜523はハーフミラー、531〜5
34は反射鏡、541は受光マトリツクス、55
1はCPU、561,562はパターン表示装置
である。
FIG. 5A is a diagram showing an embodiment of a hybrid optical content addressable memory device in which a part of the optical content addressable memory device using the complete optical system of FIG. 4 is replaced with an electronic circuit, and FIG. Time chart, 5th
Figure C is a time chart during recall. In the figure, 5
01 and 502 are spatial light modulation tubes, 511 is an enlarged imaging system, 512 is a multiplex imaging system, 513 is an inverse multiplex imaging system, 521 to 523 are half mirrors, 531 to 5
34 is a reflecting mirror, 541 is a light receiving matrix, 55
1 is a CPU, and 561 and 562 are pattern display devices.

この実施例は、第4図の光学的連想記憶装置シ
ステムの入力部分、フイードバツク部分をCPU
に置き換えたことにより、電子回路とのインター
フエースを容易にし、かつ出力部も電子回路に置
き換えることにより、空間光変調管を1本減らし
たハイブリツド光学的連想記憶システムとなる。
In this embodiment, the input part and feedback part of the optical content addressable memory system shown in FIG.
By replacing the spatial light modulation tube with an electronic circuit, the interface with the electronic circuit is facilitated, and by replacing the output section with an electronic circuit, a hybrid optical content addressable memory system with one less spatial light modulation tube is obtained.

第5図A,Bを参照して記銘時の動作を説明す
る。
The operation during memorization will be explained with reference to FIGS. 5A and 5B.

CPU551より入力xを表示装置561へ供給
して表示し、表示されたデータを多重結像系5
12でx mltに変換し、空間光変調管501
の結晶背面電圧Vb1を書き込みに切り換えると
ともに、MCP電圧Vm1を所定時間ONしてx
mltを書き込む。
The input x is supplied from the CPU 551 to the display device 561 for display, and the displayed data is transferred to the multiplex imaging system 5
Convert to xmlt at 12, spatial light modulation tube 501
At the same time, switch the crystal back voltage Vb 1 to writing and turn on the MCP voltage Vm 1 for a predetermined period of time.
Write mlt.

受光マトリツクス541をONし、単色光に
よりハーフミラー521を介して空間光変調管
501を読み出し、その結果でハーフミラー5
21,522を介して空間光変調管502を読
み出し、Mo・x mltを計算する。計算結果は
ハーフミラー522を介して逆多重結像系51
3で逆多重され、Σ(Mo・x mlt)が作成さ
れて受光マトリツクス541により電気信号に
変換される。この電気信号はCPU551に取
り込まれ、閾値処理してデータφ{Σ(Mo・x
mlt)}が得られる。
The light receiving matrix 541 is turned ON, and the monochromatic light is read out from the spatial light modulation tube 501 through the half mirror 521, and the result is read out from the half mirror 5.
21,522 to read out the spatial light modulation tube 502 and calculate M o ·x mlt. The calculation results are transferred to the inverse multiplex imaging system 51 via a half mirror 522.
3 to create Σ(M o ·x mlt), which is converted into an electrical signal by the light reception matrix 541. This electrical signal is taken into the CPU 551, subjected to threshold processing, and converted into data φ{Σ(M o x
mlt)} is obtained.

空間光変調管501の結晶背面電圧Vb1を書
き込みに切り換えるとともに、MCP電圧Vm1
を所定時間ONして消去した後、表示装置56
1,562をONし、拡大結像系511、多重
結像系512によりそれぞれx mag、x
mltを作成する。そして空間光変調管501の
結晶背面電圧Vb1をゆつくりと下げるととも
に、MCP電圧Vm1をその間ONして実時間閾
値動作により、x magとx mltのAND演
算を実行しx mag・x mltを書き込む。
At the same time as switching the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 501 to writing, the MCP voltage Vm 1
After turning on for a predetermined period of time and erasing, the display device 56
1,562 is turned on, magnification imaging system 511 and multiplex imaging system 512 produce x mag and x
Create mlt. Then, while slowly lowering the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 501, the MCP voltage Vm 1 is turned ON during this time, and the AND operation of x mag and x mlt is performed by real-time threshold operation, and x mag x mlt Write.

単色光によりハーフミラー521を介して空
間光変調管501を読み出す。このとき、空間
光変調管502の結晶背面電圧Vb2を加算に切
り換えるとともに、MCP電圧Vm2を所定時間
ONしてx mag・x mltを空間光変調管5
02に加算する。
The spatial light modulation tube 501 is read out via the half mirror 521 with monochromatic light. At this time, the crystal back voltage Vb 2 of the spatial light modulation tube 502 is switched to addition, and the MCP voltage Vm 2 is changed for a predetermined period of time.
Turn on x mag and x mlt to spatial light modulation tube 5
Add to 02.

空間光変調管501の結晶背面電圧Vb1を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1を所
定時間ONして消去した後、表示装置561,
562をONし、OPUから表示装置561に入
力xを、表示装置562にφ{Σ(Mo・x
mlt)}を供給して表示させ、拡大結像系51
1、多重結像系512によりそれぞれφ{Σ
(Mo・x mlt)}mag、x mltを作成する。
そして、空間光変調管501の結晶背面電圧
Vb1をゆつくりと下げるとともに、MCP電圧
Vm1をその間ONして実時間閾値動作により、
φ{Σ(Mo・x mlt)}magとx mltとの
AND演算を実行し、〔φ{Σ(Mo・x mlt)}
mag〕・x mltが空間光変調管501に書き
込まれる。
After switching the crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 501 to erase and turning on the MCP voltage Vm 1 for a predetermined period of time to erase, the display device 561,
562 is turned ON, input x is input from the OPU to the display device 561, and φ{Σ(M o・x
mlt)} for display, and the magnifying imaging system 51
1, each φ{Σ
(M o x mlt)} Create mag, x mlt.
And the crystal back voltage of the spatial light modulation tube 501
While slowly lowering Vb 1 , the MCP voltage
By turning on Vm 1 during that time and operating the real-time threshold,
φ{Σ(M o・x mlt)} between mag and x mlt
Execute the AND operation, [φ{Σ(M o・x mlt)}
mag]·x mlt is written into the spatial light modulation tube 501.

空間光変調管502の結晶背面電圧Vb2を減
算に切り換えるとともに、MCP電圧Vm2を所
定時間ONし、単色光によりハーフミラー52
1を介して空間光変調管501から〔φ{Σ
(Mo・x mlt)}mag〕・x mltを読み出し、
その結果をハーフミラー522を介して空間光
変調管502を書き込み、蓄えられているデー
タから減算される。この場合、結果はメツシユ
電極の効果によつて“0”以下にならない。
The crystal back voltage Vb 2 of the spatial light modulation tube 502 is switched to subtraction, and the MCP voltage Vm 2 is turned on for a predetermined period of time, and the half mirror 52 is illuminated by monochromatic light.
1 from the spatial light modulation tube 501 through [φ{Σ
Read (M o・x mlt)}mag〕・x mlt,
The result is written into the spatial light modulation tube 502 via the half mirror 522 and subtracted from the stored data. In this case, the result will not be less than "0" due to the effect of the mesh electrode.

空間光変調管501の結晶背面電圧Vb1を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1を所
定時間ONして消去する。
The crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 501 is switched to erase, and the MCP voltage Vm 1 is turned on for a predetermined period of time to erase.

以上の動作を繰り返すことにより記銘が行われ
る。
Memorization is performed by repeating the above operations.

第5図A,Cを参照して想起の動作について説
明する。
The retrieval operation will be explained with reference to FIGS. 5A and 5C.

表示装置561をONし、入力xがCPU55
1から供給されて表示され、多重結像系512
によりx mltが作成される。空間光変調管5
01の結晶背面電圧Vb1を書き込みに切り換え
るとともに、MCP電圧Vm1を所定時間ONし
て書き込み状態にしてx mltが書き込まれ
る。
Turn on the display device 561 and input x to the CPU 55
1 and displayed, the multiplex imaging system 512
x mlt is created by Spatial light modulation tube 5
The crystal back voltage Vb 1 of 01 is switched to writing, and the MCP voltage Vm 1 is turned on for a predetermined period of time to enter the writing state, and x mlt is written.

受光マトリツクス541をONし、単色光よ
りハーフミラー521を介して空間光変調管5
01よりx mltを読み出し、その結果でハー
フミラー522を介して空間光変調管502の
内容を読み出してMo・x mltを計算する。計
算結果は逆多重結像系513で逆多重化されて
Σ(Mo・x mlt)が作成され、受光マトリツ
クス541で電気信号に変換されてCPU55
1に取り込まれる。CPU551において閾値
処理されて〔φ{Σ(Mo・x mlt)}が得られ
る。この出力は入力側へフイードバツクされて
再想起過程が実行される。
The light receiving matrix 541 is turned on, and the monochromatic light is transmitted to the spatial light modulation tube 5 via the half mirror 521.
01, xmlt is read out, and based on the result, the contents of the spatial light modulation tube 502 are read out via the half mirror 522, and M o ·xmlt is calculated. The calculation results are demultiplexed by the demultiplexing imaging system 513 to create Σ(M o x mlt), which is converted into an electrical signal by the light receiving matrix 541 and sent to the CPU 55.
1. The CPU 551 performs threshold processing to obtain [φ{Σ(M o ·x mlt)}. This output is fed back to the input side and a re-recall process is executed.

空間光変調管501の結晶背面電圧Vb1を消
去に切り換えるとともに、MCP電圧Vm1を所
定時間ONして消去後、表示装置561をON
すると、〔φ{Σ(Mo・x mlt)}は表示装置5
61に表示される。このとき空間光変調管50
1の結晶背面電圧Vb1を書き込みに切り換える
とともに、MCP電圧Vm1を所定時間ONする
ことにより空間光変調管501へ書き込まれ
る。その後、プロセスへ戻る。
The crystal back voltage Vb 1 of the spatial light modulation tube 501 is switched to erase, and the MCP voltage Vm 1 is turned on for a predetermined period of time to erase, and then the display device 561 is turned on.
Then, [φ{Σ(M o x mlt)} is the display device 5
61. At this time, the spatial light modulation tube 50
The data is written into the spatial light modulation tube 501 by switching the crystal back voltage Vb 1 of 1 to write mode and turning on the MCP voltage Vm 1 for a predetermined period of time. Then return to the process.

以上の過程を繰り返すことにより想起が行われ
る。
Recollection is performed by repeating the above process.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、外部からの参照
入力と同じか、または一定の条件に合致した情報
を見つけ出して関連する残りの部分を取り出すよ
うにした連想記憶装置により、記憶内容の一部が
壊れても読み出しが完全に不可能とはならず、ま
た記憶内容に関連したアクセスが可能となり情報
検索等に有用である。
As described above, according to the present invention, a part of the memory contents is stored by an associative memory device that finds information that is the same as reference input from the outside or that meets certain conditions and retrieves the remaining related parts. Even if the memory is damaged, reading is not completely impossible, and access related to the stored contents becomes possible, which is useful for information retrieval.

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

第1図は本発明による連想記憶装置のブロツク
図、第2図、第3図、第4図及び第5図は空間光
変調管を用いた本発明の連想記憶装置の光学系の
各実施例を示す図、第6図は本発明による連想記
憶装置の一実施例における基本的な構成要素であ
る空間光変調管の構成を説明するため図、第7図
は空間光変調間の結晶表面の2次電子放出特性及
び書き込み、消去を説明するための図、第8図及
び第9図は空間変調管の実時間ハードクリツプ機
能によるAND演算を説明するための図、第10
図は拡大化系を説明するための図、第11図は多
重化を説明するための図、第12図は逆多重化系
を説明するための図である。 1……像、2……レンズ、3……光電陰極、4
……マイクロチヤンネルプレート、5……メツシ
ユ電極、6……結晶、61……電荷蓄積面、7…
…ハーフミラー、8……単色光、9……検光子、
10……出力光、101……拡大化系、102…
…多重化系、103……第1の演算器、104…
…メモリ、105……第2の演算器、106……
逆多重化系、107……閾値メモリ、201〜2
04……空間光変調管、211……拡大結像系、
212……多重結像系、213……逆多重結像
系、221〜228……ハーフミラー、231〜
238……反射鏡、S1,S2,S3……シヤツ
タ。
FIG. 1 is a block diagram of an associative memory device according to the present invention, and FIGS. 2, 3, 4, and 5 are examples of optical systems of the associative memory device of the present invention using spatial light modulation tubes. 6 is a diagram for explaining the configuration of a spatial light modulation tube, which is a basic component in an embodiment of the associative memory device according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram for explaining the structure of a spatial light modulation tube between spatial light modulation devices. Figures 8 and 9 are diagrams for explaining secondary electron emission characteristics and writing and erasing; Figures 8 and 9 are diagrams for explaining AND operation using the real-time hard clip function of the space modulation tube;
The figures are diagrams for explaining an enlargement system, FIG. 11 is a diagram for explaining multiplexing, and FIG. 12 is a diagram for explaining a demultiplexing system. 1... Image, 2... Lens, 3... Photocathode, 4
...Microchannel plate, 5...Mesh electrode, 6...Crystal, 61...Charge storage surface, 7...
...half mirror, 8...monochromatic light, 9...analyzer,
10...Output light, 101...Enlargement system, 102...
...Multiplexing system, 103... First arithmetic unit, 104...
...Memory, 105...Second arithmetic unit, 106...
Demultiplexing system, 107... Threshold memory, 201-2
04...Spatial light modulation tube, 211...Enlarged imaging system,
212...Multiple imaging system, 213...Inverse multiple imaging system, 221-228...Half mirror, 231-
238...Reflector, S1, S2, S3...Shutter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 入力またはフイードバツク信号を多重化させ
て出力する多重化系と、入力またはフイードバツ
ク信号を拡大化させて出力する拡大化系と、多重
化系の出力と拡大化系の出力を乗算して出力する
第1の演算器と、2次元の情報を記憶し、必要に
応じてその内容に加減算を行うと共に、記憶内容
を出力するメモリと、多重化系出力とメモリの出
力を乗算する第2の演算器と、第2の乗算器との
出力を逆多重化させて出力する逆多重化系と、逆
多重化系からの出力に閾値操作を行いながら記憶
し、必要に応じて読み出すことの可能な閾値メモ
リと、出力結果を入力へ戻すフイードバツク系と
からなる記銘想起部を有する連想記憶装置。
1. A multiplexing system that multiplexes input or feedback signals and outputs the result, an expansion system that expands and outputs the input or feedback signal, and multiplies the output of the multiplexing system and the output of the expansion system and outputs the result. A first arithmetic unit, a memory that stores two-dimensional information, performs addition and subtraction on the content as necessary, and outputs the stored content, and a second arithmetic unit that multiplies the output of the multiplexing system and the output of the memory. and a demultiplexing system that demultiplexes and outputs the outputs of the first multiplier and the second multiplier, and a demultiplexing system that performs threshold operation on the output from the demultiplexing system and stores it and reads it out as necessary. An associative memory device having a memorization and recall section consisting of a threshold memory and a feedback system that returns output results to input.
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JP21813287A JPS6478491A (en) 1987-06-10 1987-09-01 Associative storage device
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JP14434187 1987-06-10
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