JPH041846A - Information processing system - Google Patents

Information processing system

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JPH041846A
JPH041846A JP10370190A JP10370190A JPH041846A JP H041846 A JPH041846 A JP H041846A JP 10370190 A JP10370190 A JP 10370190A JP 10370190 A JP10370190 A JP 10370190A JP H041846 A JPH041846 A JP H041846A
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JP
Japan
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output
input
information
significance
value
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Application number
JP10370190A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Sekine
優年 関根
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To attain various complicated types of learning by providing an output part which outputs the computing result when the computing result of an arithmetic part exceeds the prescribed threshold value and then deciding the continuation of time of the output called the degree of significance based on the state values of both input and output parts. CONSTITUTION:A logic circuit element 1 is provided with an input part 3 where the weighing is applied to the input based on a weighing coefficient, an arithmetic part 5 where the input value given from the part 3 is computed and the state value of the part 3 is obtained, and an output part 7 where an output operation is carried out if the computing result of the part 5 exceeds the prescribed threshold value. The part 5 calculates the input value and sends it to the part 7. If the part 7 is ready to output the input value and the value received from the part 5 exceeds the threshold value, the part 7 performs an output operation and at the same time urges the part 3 carry out the learning. In this case, the degree of significance has the direct relation so that the internal energy value of the element 1 is outputted. Thus an actual element 1 is easily obtained. As a result, both parts 3 and 7 can be controlled and learned independently of each other. Then various types of learning are attained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、論理演算結果のうち有意情報のみを伝搬さ
せて情報処理を行なう情報処理方式に関し、特に入力部
の状態値も一つの要素とする学習方式を実現することが
可能な論理回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an information processing method that performs information processing by propagating only significant information among logical operation results, and particularly relates to an information processing method that performs information processing by propagating only significant information among logical operation results. The present invention relates to a logic circuit that can realize a learning method in which the elements are also one element.

(従来の技術) 従来の情報処理体系では、2値情報例えば“1゛、“0
°の2値により情報をコード化し、コード化された情報
を処理することが、主な処理作業であった。このような
情報処理にあっては、“11.“0”の2値情報のどち
らも同じだけの意味(重み)を有しており、論理演算結
果における“1゛、 “0“はともに上位の処理に伝搬
されていた。
(Prior art) In conventional information processing systems, binary information such as "1", "0"
The main processing work was to encode information using binary values of ° and process the encoded information. In such information processing, both of the binary information of "11."0" have the same meaning (weight), and both "1" and "0" in the logical operation result are high-ranking. was being propagated to the process.

これは、外部から情報を論理体系内に取り込むまでは十
分てあったが、取り込んだ情報を内部で処理する際に、
処理結果が最終段の処理にまで伝搬されてしまう。この
ため、処理内容及び情報量の増加にともなって処理が複
雑になるとともに構成が大型化、複雑化して、処理回路
の設計が困難になっていた。
This was sufficient until information was imported from the outside into the logical system, but when processing the imported information internally,
Processing results are propagated to the final stage of processing. For this reason, as the processing content and amount of information increases, the processing becomes more complex, and the configuration becomes larger and more complicated, making it difficult to design the processing circuit.

また、内部での処理にあっては、情報を正しく表現する
こと以外に、処理の結果で得られた有意な情報、特徴的
な情報等の処理が必要になる。このような処理は、情報
の表現とはまったく異質なものであるため、従来の論理
体系で使用されている、論理積(AND) 、論理和(
OR)等のプル演算式で表現するには不向であった。
Furthermore, in internal processing, in addition to correctly expressing information, it is necessary to process significant information, characteristic information, etc. obtained as a result of processing. This kind of processing is completely different from information representation, so it is difficult to use the logical product (AND) and logical sum (
It was unsuitable to be expressed using a pull operation expression such as OR).

このような情報処理にあって、効率良く情報処理を行な
っていくためには、不要な情報(無意な情報)の伝搬及
び処理を極力抑えて、有意な情報だけを伝搬させて処理
することが必要となる。
In order to process information efficiently, it is necessary to suppress the propagation and processing of unnecessary information (unwanted information) as much as possible, and only propagate and process meaningful information. It becomes necessary.

従来にあっては、情報処理の結果において有意な情報が
得られた場合には、有意な情報が得られた時のみ次段の
処理回路に処理を要求するようにしていた。このような
方式は、従来では要求信号及び了承信号の人出力による
ハンドシェーク方式により行なわれている。
Conventionally, when significant information is obtained as a result of information processing, processing is requested to the next stage processing circuit only when significant information is obtained. Conventionally, such a method has been carried out by a handshake method using human output of a request signal and an approval signal.

しかしながら、このような方式にあっては、処理情報や
処理内容が増大するにしたがって、複雑化し、大規模化
する情報処理のシステムを構成することは、極めて困難
であった。
However, in such a system, it is extremely difficult to construct an information processing system that becomes more complex and larger in scale as the amount of processing information and processing contents increases.

また、従来のしきい鎖素子は入力部と出力部とが分離さ
れておらず、複雑な学習方式を実現する事が難しかった
。従来の学習方式は出力が発生した素子に対して選択的
にしきい値を下げるとか、入力の重み係数を強化するな
どしてきた。
Furthermore, in conventional threshold chain elements, the input section and the output section are not separated, making it difficult to implement a complex learning method. Conventional learning methods have selectively lowered the threshold value for the element that generated the output, or strengthened the input weighting coefficient.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、この学習方式では出力を発生しないが潜
在的に可能性のある素子に対して積極的に強化する事が
できなかった。そのため、入力されるパターンを受動的
に受は入れ、統計分布に従った学習を行うのみであるた
め、学習とは名ばかりで実は統計的な事象を単に回路上
に記憶するのみてあった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, with this learning method, it has not been possible to actively strengthen elements that do not generate output but have potential. Therefore, it only passively accepts input patterns and performs learning according to the statistical distribution, so learning is just a name, but in reality it is simply storing statistical events on the circuit.

すなわち、従来の学習方式は出力が発生した素子に対し
て選択的にしきい値を下げるとか入力の重み係数を強化
するなどしてきた(He b bの学習規則)。しかし
、この学習方式では出力を発生しないが潜在的に可能性
のある素子に対して積極的に強化する事ができず、学習
は統計的な事象を単に記憶するのみとなってしまってい
た。
That is, conventional learning methods have selectively lowered the threshold value or strengthened the input weighting coefficient for the element that generated the output (He b b learning rule). However, with this learning method, it is not possible to actively strengthen elements that do not generate output but have potential, and learning ends up merely memorizing statistical events.

本発明の他の目的は、上述した問題を解決することで、
その目的は、入力部と出力部を分離し、その間に制御構
造を取り込む事で、入力部の学習と出力部の学習とを分
離する事ができいろいろ複雑なタイプの学習を可能とす
る論理回路を提供することである。
Another object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
The purpose of this is to separate the input section and output section and incorporate a control structure between them, which allows the learning of the input section and the learning of the output section to be separated, thereby creating a logic circuit that enables various complex types of learning. The goal is to provide the following.

本発明の他の目的は、入力部の状態値も一つの要素とす
る学習方式を実現する事が可能な論理回路を提供するこ
とである。
Another object of the present invention is to provide a logic circuit that can implement a learning method in which the state value of the input section is also one element.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この発明は、複数の入力端
子を有する入力部と、入力値を用いて所定の計算を行な
う演算部と、この演算部での演算結果が所定のしきい値
を越えた場合には演算結果を出力する出力部とを有し、
有意度と呼ばれる出力の持続時間が前記人力部の状態値
及び前記出力部の状態値に基づき決定される事を特徴と
する。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention includes an input section having a plurality of input terminals, an arithmetic section that performs a predetermined calculation using input values, and an output unit that outputs the calculation result when the calculation result in the calculation unit exceeds a predetermined threshold;
It is characterized in that the duration of the output, called significance, is determined based on the state value of the human power section and the state value of the output section.

本発明の他の特徴は、前記有意度をベクトル空間を張る
基底ベクトルの射影値とみなし、ベクトル空間内での演
算を行なうことにより前記有意度を求めることを特徴と
する。
Another feature of the present invention is that the degree of significance is determined by regarding the degree of significance as a projection value of a basis vector spanning a vector space, and performing calculations within the vector space.

(作用) 本発明においては、第1に素子が入力部と出力部とに分
離されており、それぞれが独立した状態を持っている事
である。第2には、それぞれの動作特性が学習操作によ
り変化させる事ができる事である。この2つの構成要素
は入力を受は取る事象と出力を出すという事象とは別々
の事であることに対応している。第3には、出力を抑制
制御する機能を持たせる事で、出力事象を選択できる事
となり、出力部の学習を制御可能とするものである。
(Function) The first feature of the present invention is that the element is separated into an input section and an output section, each having an independent state. Second, each operating characteristic can be changed through learning operations. These two components correspond to the fact that the event of receiving input and the event of producing output are two different things. Thirdly, by providing a function to suppress and control the output, it is possible to select an output event, and the learning of the output section can be controlled.

上記構成において、本発明は、論理回路素子を構成要素
として学習可能な論理回路を構成する事て強力な学習能
力を持ったシステムを構成する事が可能である。出力部
の抑制や学習と入力部の抑制や学習を分離独立して行う
事ができるので多用な学習が可能である。
In the above configuration, the present invention makes it possible to configure a system with strong learning ability by configuring a learnable logic circuit using logic circuit elements as constituent elements. Since the suppression and learning of the output section and the suppression and learning of the input section can be performed separately and independently, versatile learning is possible.

すなわち、本発明の論理回路素子はいまだ出力を行って
いない論理回路素子に対しても、人カバターンに対して
その感度を向上させる事ができるため、入カバターンの
積極的な取り込みが可能になる。この特性によって、生
物本来が持っている注視する機構を容易に持つ事ができ
る。
That is, since the logic circuit element of the present invention can improve the sensitivity to human cover turns even for logic circuit elements that have not yet outputted, it is possible to actively incorporate input patterns. Due to this characteristic, it is possible to easily acquire the gazing mechanism inherent in living things.

(実施例) まず、本発明に従う論理回路を説明する前に本発明の論
理回路動作の基本となる情報処理方式について、第1図
〜第6図を参照して説明する。
(Example) First, before explaining the logic circuit according to the present invention, the information processing system which is the basis of the operation of the logic circuit according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 6.

第1図(a)はその情報処理方式におけるシステムの概
念を示す模式図である。
FIG. 1(a) is a schematic diagram showing the concept of the system in the information processing method.

第1図(a)において、この情報処理方式は、情報処理
結果において有意な情報のみを次段の処理回路に伝搬し
、演算処理の途中において不要になった無意な情報を次
段に伝搬させず、後段での処理を行なわないようにして
いる。すなわち、初段の処理回路の処理出力A、B、C
のうち、入力情報の処理結果において例えば処理出力A
Cに有意な結果が得られると、処理出力A、Cを例えば
“1°レベルの有意情報として、この有意情報のみを次
段の処理回路に出力する。次段の処理回路では、前段か
ら与えられた有意情報において処理か行なわれ、有意な
結果か得られたならば、その処理出力を有意情報として
次段に伝搬する。このように、有意情報だけを次段の処
理に供するようにすればよいので、処理回路は有意情報
のみに注目して、その処理を行なうようにすればよい。
In Fig. 1(a), this information processing method propagates only significant information in the information processing result to the next stage processing circuit, and propagates unnecessary information that becomes unnecessary during the calculation process to the next stage. First, processing at a later stage is not performed. That is, the processing outputs A, B, C of the first stage processing circuit
Among them, in the processing result of input information, for example, processing output A
When a significant result is obtained for C, the processing outputs A and C are treated as, for example, 1° level significant information, and only this significant information is output to the next stage processing circuit. Processing is performed on the significant information obtained, and if a significant result is obtained, the processing output is propagated to the next stage as significant information.In this way, only significant information can be submitted to the next stage of processing. Therefore, the processing circuit may focus only on significant information and process it.

そこで、有意性のある一致結果だけに重点を置いた論理
演算体系を構築するために、従来の論理演算体系におけ
るプール演算に対して、情報を時間方向に拡張した新し
いプール演算処理を行なう論理回路を導入する。
Therefore, in order to construct a logic operation system that focuses only on meaningful matching results, we developed a logic circuit that performs a new pool operation process that expands information in the time direction, compared to the pool operation in the conventional logic operation system. will be introduced.

プール演算を可能とするためには、2値情報が必要にな
るため、ここでは、有意結果(有意情報)を“1“とし
、無意な結果(無意情報)を“0”とする。“0”は無
意情報であるので、「否定しても無意情報である」とす
る。論理演算では否定が必要な場合があるので、否定は
論理回路の入力端にのみ限られ、有意情報“1゛のみを
否定する半否定演算(NOT)を導入する。したがって
、半否定演算は、第2図に示すような真理値にしたがっ
て演算する。
Since binary information is required to enable the pool operation, here, a significant result (significance information) is set to "1", and a meaningless result (significance information) is set to "0". Since "0" is meaningless information, it is assumed that "even if it is denied, it is meaningless information". Since negation is sometimes required in logical operations, we introduce a half-negation operation (NOT) that negates only the significant information "1", with negation limited only to the input terminal of the logic circuit. Therefore, the half-negation operation is Calculations are performed according to truth values as shown in FIG.

また、伝搬されるのは有意の情報゛1”のみであるため
に、有意結果は一定の時間だけ存続し、その後“0”に
なる。このため、新しいプール演算結果は一定時間後は
すべて“O”となる。さらに、伝搬される有意情報“1
”は、そのまま入力されるか、あるいは入力端で半否定
演算されて“0”となり入力される。
Also, since only the significant information "1" is propagated, the significant result lasts for a certain period of time and then becomes "0". Therefore, all new pool operation results are "1" after a certain period of time. In addition, the significant information “1” to be propagated is
” is input as is, or it is half negated at the input terminal to become “0” and input.

このように動作する論理回路は、その出力値は演算結果
が“1″となった時点と、演算結果が“1′になってか
ら一定時間の間を除いて“0゜となる。このため、この
有意情報を保持する記憶回路及び有意情報を記憶回路に
転送する転送回路が必要となる。
In a logic circuit that operates in this manner, the output value is "0°" except at the time when the calculation result becomes "1" and for a certain period of time after the calculation result becomes "1". Therefore, a storage circuit that holds this significant information and a transfer circuit that transfers the significant information to the storage circuit are required.

したがって、このような論理回路を用いることにより、
すべての演算処理は実時間で処理され、入力値と入力値
の半否定との間において行なわれ、出力結果が“1°の
有意情報である時にのみ次段へ出力され、出力結果にお
ける“0”の無意情報は次段に出力されず抑制される。
Therefore, by using such a logic circuit,
All arithmetic processing is processed in real time, and is performed between the input value and the half-negation of the input value, and is output to the next stage only when the output result is significant information of "1 degree," and "0" in the output result. ” is suppressed without being output to the next stage.

また、このような論理処理体系にあっては、すべての論
理式は、否定演算と論理積(AND)又は論理和(OR
)演算とで構成されるので、基本的にはこのような論理
演算を行なう論理回路たけて十分であるが、実用上は他
の論理回路も必要になると考えられる。しかしながら、
その構成は基本的に同一の拡張方法によって拡張するこ
とができる。
In addition, in such a logical processing system, all logical expressions include a negation operation and a logical product (AND) or a logical sum (OR).
) operations, so it is basically sufficient to have a logic circuit that performs such logical operations, but in practice other logic circuits may also be required. however,
The configuration can be expanded using essentially the same expansion methods.

上述したような論理回路のうち、AND回路及びOR回
路は、第3図及び第4図に示す真理値にしたがって動作
する。第3図及び第4図において、A (t) 、  
B (t)は、時間tでの入力値てあり、c (Bは時
間tての入力値A、Bに対する出力値、C(t−1)は
時間tに対する一定時間前の出力値であり、C(t+D
t)は時間tに対する一定時間後の出力値である。
Among the logic circuits described above, the AND circuit and the OR circuit operate according to the truth values shown in FIGS. 3 and 4. In FIGS. 3 and 4, A (t),
B (t) is the input value at time t, c (B is the output value for input values A and B at time t, and C (t-1) is the output value a certain time before time t. , C(t+D
t) is an output value after a certain period of time with respect to time t.

ここでこれらの論理回路をしきい鎖素子として取り扱っ
た場合について考える。即ち第1図(b)に示す様に、
n人力のうち五入力以上に1が立つと1が出力される。
Let us now consider the case where these logic circuits are treated as threshold elements. That is, as shown in FIG. 1(b),
If 1 is set for five or more inputs out of n human power, 1 is output.

例えば人力をA I 、A 2とした場合、i−1は0
「の機能を表し、A1またはA2の要素からの人力のう
ち少なくとも一つか真ならば、論理式A1orA2を真
にすることを示している。同様に、i+=allの場合
には、andの機能を示している。1個の入力が1の時
に真を確信して1を出力すると類推できる。
For example, if human power is A I and A 2, i-1 is 0
``If at least one of the elements A1 or A2 is true, it indicates that the logical expression A1 or A2 is true.Similarly, if i+=all, the function of and It can be analogized that when one input is 1, it is believed to be true and outputs 1.

第3図及び第4図において、出力値C(t)は従来のA
ND回路あるいはOR回路の出力値と同様であるが、時
間tに対する一定時間前後では、出力値は入力値にかか
わらずすべて“0′となる。
3 and 4, the output value C(t) is
This is similar to the output value of an ND circuit or an OR circuit, but all output values become "0" before and after a certain time relative to time t, regardless of the input value.

また、入力側の“Ooは前段から伝搬された有意情報の
“1”が入力端で否定されて得られたものである。出力
側の°0”は意味を有さず、演算結果としての有意結果
″1”のみが次段に伝搬される。
In addition, "Oo" on the input side is obtained by negating "1" of the significant information propagated from the previous stage at the input end. °0" on the output side has no meaning and is used as the calculation result. Only the significant result "1" is propagated to the next stage.

このような論理回路を用いた論理体系にあっては、 ■何時、何処から何処へ1が伝搬されるか。In a logic system using such logic circuits, ■When and where is 1 propagated?

■有意信号の同時性。■Significant signal simultaneity.

■有意信号間の有意度の強度分布。■Intensity distribution of significance between significant signals.

か重要となる。したかって、情報の有意度を半分にした
代わりに双方向の情報の伝搬を考えて、情報の伝達は双
方向の情報の流れの相互作用の結果として実現される。
or become important. Therefore, considering two-way information propagation instead of halving the significance of information, information transmission is realized as a result of the interaction of two-way information flows.

このため、情報処理はこの相互作用により互いに制御し
あって処理が実行される。例えば、第5図に示すように
、情報量を“−″で表わすとすると、AからB及びXか
らYへの2つの情報の流れDI、D2は、ta互に制御
しあい、DI、D2の流れのそれぞれの情報は処理後に
意味を持つ有意な情報が特徴抽出されて情報量は減少す
る。
Therefore, information processing is executed by mutually controlling each other through this interaction. For example, as shown in FIG. 5, if the amount of information is represented by "-", the two information flows DI and D2 from A to B and from X to Y are controlled by each other, and DI and D2 are controlled by each other. After each piece of information in the flow is processed, significant information that has meaning is extracted as a feature, and the amount of information is reduced.

このような論理処理体系では、有意性かすべて“1”表
現されて伝搬されるために、複数の有意情報間の比較や
演算処理の多様化を実現することは困難となる。
In such a logical processing system, all significance values are expressed as "1" and propagated, making it difficult to perform comparisons between a plurality of pieces of significant information or to diversify arithmetic processing.

そこで、有意度を示す尺度が必要となる。この尺度はど
れだけ後段の処理回路に有意性を伝搬することができる
かである。このような性質を実現する量としては、ある
概念に対応する情報が有する有意情報“1”の数、ある
いは有意情報“1゛の出力持続時間や出力光の数であり
、このような出力頻度によって有意性の度合を表現する
ことができる。
Therefore, a measure of significance is needed. This measure is how much significance can be propagated to subsequent processing circuits. The quantity that realizes this property is the number of significant information "1" that information corresponding to a certain concept has, or the output duration of significant information "1" or the number of output lights, and such output frequency The degree of significance can be expressed by

このような有意度を導入することにより、入力情報間の
順序付けや、この順序付けに基づく入力情報間の制御が
行なわれる。すなわち、情報は入力されてから次段の処
理回路へと伝搬されていく過程にあって、その情報の持
つ有意性、情報間の関係が持つ有意性、情報の処理結果
から生じる新たな有意情報等により後段の処理回路に有
意情報が伝搬されていく。
By introducing such a degree of significance, input information can be ordered and input information can be controlled based on this ordering. In other words, information is in the process of being input and propagated to the next processing circuit, and the significance of that information, the significance of the relationships between pieces of information, and the new meaningful information that arises from the processing results of the information are important. Significant information is propagated to subsequent processing circuits.

このような有意情報の伝搬にあっては、それぞれの処理
回路において、有意情報の選択が有意度にもとづいて行
なわれる。例えば、有意情報の数を出力頻度として、有
意情報“1゛の数が多い情報を選択する。このような選
択動作を行なうためには、有意度を算出する演算子が必
要となる。
In propagating such significant information, the selection of significant information is performed in each processing circuit based on the degree of significance. For example, with the number of significant information as the output frequency, information with a large number of significant information "1" is selected. In order to perform such a selection operation, an operator for calculating significance is required.

この演算子をC(z) とすると、Ctz)多種多様の
ものが考えられるが、簡単な例としては次式のものがあ
る。各人力の添字を【として、C1z)−Σizi ここで、ziは各人力1iに対する一致度である。例え
ば、入力情報を“1011−とすると、この入力情報は
有意度を算比するために予め記憶された基準パターンP
(例えば“1010”)と比較され、一致したビットを
“1°、不一致のビットを“0“とすると、1ビツト目
(i−1)の21は“0”  2ビツト目〜4ビツト目
(1−2〜4)の22〜z4はすべて“1”となり、C
−3となる。このようにして有意性を算出し、有意性の
高い方を選択して、後段の処理回路へと伝搬させていく
。なお、有意度の算出動作において、情報の有意度を学
習により変化させるようにしても良い。
Assuming that this operator is C(z), Ctz), a wide variety of operators can be considered, but a simple example is the following expression. Assuming that the subscript of each human power is [C1z)-Σizi, zi is the degree of coincidence with respect to each human power 1i. For example, if the input information is "1011-", this input information is a reference pattern P stored in advance for calculating the significance level.
(for example, "1010"), and if the matched bit is set to "1°" and the mismatched bit is set to "0", 21 of the 1st bit (i-1) is "0", and the 2nd to 4th bits ( 22 to z4 in 1-2 to 4) are all “1”, and C
-3. In this way, the significance is calculated, and the one with higher significance is selected and propagated to the subsequent processing circuit. Note that in the significance calculation operation, the significance of information may be changed by learning.

有意情報の選択動作にあっては有意情報は一定時間後に
すべて“O”になるので、有意情報を出力する時点と人
力された有意情報を評価選択する時点とが一致しなけれ
ばならない。しかしながら、このようなタイミングで情
報の伝搬及び処理を行なうことは困難となるために、例
えば第6図に示すように、次段の処理回路にあっては、
前段の処理回路に対して有意情報を再度算出することを
要求指示する再算出指示機能を備えている。これにより
、前段の処理回路は次段からの指示により、記憶回路に
保持された有意情報から再び有意情報を選択して、選択
した有意情報を有意結果として再度次段の処理回路に出
力する。
In the operation of selecting significant information, since all the significant information becomes "O" after a certain period of time, the time point at which the significant information is outputted and the time point at which the manually inputted significant information is evaluated and selected must coincide. However, since it is difficult to propagate and process information at such timing, for example, as shown in FIG.
It has a recalculation instruction function that requests and instructs the preceding processing circuit to calculate significant information again. As a result, the previous stage processing circuit again selects significant information from the significant information held in the storage circuit according to instructions from the next stage, and outputs the selected significant information as a significant result to the next stage processing circuit again.

有意度の観点からは有意度が時間軸方向に展開されてい
るので、ある瞬間のビット列は正確な意味を持っていな
い。有意度はある区間内での積分値及び各成分間の相対
値に意味がある。各情報が担っている有意度が集合され
て次段の素子を駆動するのが有意論理回路の基本原理と
なっている。
From the perspective of significance, the significance is developed in the time axis direction, so a bit string at a certain moment does not have an exact meaning. Significance has meaning in the integral value within a certain interval and the relative value between each component. The basic principle of a significant logic circuit is that the significance carried by each piece of information is aggregated to drive the next stage element.

その上で、情報が担う有意度を各成分に分解し各出力光
に分配する基本構成法が理解される。演算は基本的には
数学で馴染みのある射影演算を発展させたものと考えら
れる。したがって、プール代数系とは異なり、「ベクト
ル空間上の写像を直接回路化する」ようなシステムの設
計法がこの有意度を表現量として導入した有意論理回路
により実現できる。
Based on this, the basic construction method of decomposing the significance of information into each component and distributing it to each output light will be understood. The operation is basically considered to be a development of the projection operation that is familiar in mathematics. Therefore, unlike the pool algebra system, a system design method that ``directly converts a mapping on a vector space into a circuit'' can be realized by a significant logic circuit that introduces this significance as an expression quantity.

このような一致演算を含む論理処理体系にあって、論理
回路の具体的な設計手法における記述例としては、例え
ば以下に示すようなものが考えられる。
In a logic processing system including such a matching operation, the following may be considered as an example of a description in a specific design method of a logic circuit.

リテラルをx、y、zとし、Xを人力する入力部を l
x>、yを出力とする出力部を 〈yと表し、Xとyの
一致演算を z−<xly>とする。ここて、Xとyが
一致するとはz−1が成り立つことを意味する。演算子
をOpとして、単項演算は Opl x> ;  二項
演算は 1x〉0ply>  などと表す。また、入力
をX、演算処理をop、出力をyとする回路は <yl
opX〉 と表される。ここで、くI〉には以下の関係
が成り立つ。
The literals are x, y, z, and the input part where X is input manually is l
x>, the output unit that outputs y is expressed as <y, and the matching operation between X and y is expressed as z-<xly>. Here, when X and y match, it means that z-1 holds true. Letting the operator be Op, a unary operation is expressed as Opl x>; a binary operation is expressed as 1x>0ply>, etc. Also, a circuit whose input is X, arithmetic processing is op, and output is y is <yl
opX〉 Here, the following relationship holds true for I>.

1−<0 0>−<1 1> 0−<Ol 1>−<1 I O> 一般に、情報処理は情報の判定、情報の加工の繰り返し
である。この判定は、情報の一致操作とその結果の評価
に他ならない。
1-<0 0>-<1 1>0-<Ol1>-<1IO> Generally, information processing is a repetition of information determination and information processing. This determination is nothing but an information matching operation and evaluation of the results.

ここで、入カバターンをpl、出カバターンをp2、入
力Xから出力yへの写像をf(x:piy:p2)とす
る。plの空間方向の展開は10011011101>
  の様なリテラル列で表し、時間軸方向の展開は 1
100;111;101〉 と「;」で区切る。このp
lをXに入力する操作を<x l pl>と記述する。
Here, the input cover turn is pl, the output cover turn is p2, and the mapping from input X to output y is f(x:piy:p2). The expansion of pl in the spatial direction is 10011011101>
It is expressed as a literal sequence like , and the expansion in the time axis direction is 1
100;111;101〉 and separated by “;”. This p
The operation of inputting l into X is written as <x l pl>.

fに対する演算列をfopとするとfは <p21y><ylfoplx><xlpl>である。If the operation sequence for f is fop, then f is <p21y><ylfoplx><xlpl>.

この記述は、「Xとplの一致演算か成功する時は、f
opの演算が実行され、演算結果がp2となった時にp
2が出力される」といった処理を実行する回路の動作を
表している。
This description says, ``When the matching operation between X and pl is successful, f
When the operation of op is executed and the operation result becomes p2, p
2 is output.

例えば、 fop禦AND 。for example, fop AND.

/*2人力1出力1*/ pi  −100;  01;  11;  10>;
        /*4クロック*/p 2 −〈0、
0 ; 0、0 ; 1、0 : 0、0/*8*1/
2クロツク*/ として、接続記述を書いてみると、 x>−1x><xlpl>; Y>−1y><y]ANDlx>; out>−1out><p21y>; fopを射影演算子で展開すると y><ylfoplx><xl=n+  al  Pr
0J     。
/*2 human power 1 output 1*/ pi -100; 01; 11; 10>;
/*4 clocks*/p 2 −〈0,
0; 0, 0; 1, 0: 0, 0/*8*1/
If you write a connection description as 2 clocks */, x>-1x><xlpl>;Y>-1y><y]ANDlx>;out>-1out><p21y>; Expand fop with a projection operator Then y><ylfoplx><xl=n+ al Pr
0J.

E+ a+ <p21Proj’  lpl>:となる
。有意度はこの各成分の射影値として分解することがで
き、有意度を素直に特徴空間へ拡張できる。入力の有意
度をE、成分の有意度をeとするとE=(el、・・・
、en);となる@したがって、有意度量の演算は特徴
空間内でのベクトルの回転と見なすことができる。
E+ a+ <p21Proj'lpl>:. The degree of significance can be decomposed as the projection value of each component, and the degree of significance can be easily extended to the feature space. If the significance of the input is E and the significance of the component is e, then E=(el,...
, en); @ Therefore, the operation of the significance quantity can be regarded as the rotation of a vector within the feature space.

有意度をEl、E2とする。有意度量の演算としてAN
D、ORの他に次の演算f (El、E2)が考えられ
る。
Let the significance be El and E2. AN as a calculation of significance quantity
In addition to D and OR, the following operation f (El, E2) can be considered.

(1)比較:El−E2>TH→ Eou t−El−E2 ; El−E2(TH→ no   Eout; (2)選択: El−E2>TH− Eout=E1; El−E2<TH→ Eout−E2; (3)強化:E1+E2>TH− Eou t−E1+E2 ; (4)  ゲ − ト :TH=OEl−”Throu
gh;TH−HighE1→ Inhibit  ・ 以上の基本的な演算を構成してデコーダ、ALUなど複
雑な機能素子を構成できる。Elに複雑な情報を乗せ解
読するにはTI(が制御できなければならないがそれと
同等な効果をE2を代えることで得ることができる。
(1) Comparison: El-E2>TH→ Eout-El-E2; El-E2(TH→ no Eout; (2) Selection: El-E2>TH- Eout=E1; El-E2<TH→ Eout- E2; (3) Reinforcement: E1+E2>TH- Eout-E1+E2; (4) Gate: TH=OEl-"Through
gh; TH-HighE1→Inhibit - Complicated functional elements such as decoders and ALUs can be constructed by configuring the above basic operations. In order to put complex information on El and decipher it, it is necessary to be able to control TI (TI), but the same effect can be obtained by replacing E2.

入カリチラルをベクトル化してX、Y、その有意度をE
とする。結合マトリックス入出力素子間の結線関係を表
し、そのマトリックス要素は結合の重みを示している。
Vectorize the input calculus and calculate X, Y, and its significance as E
shall be. A coupling matrix represents the connection relationship between input and output elements, and the matrix elements indicate the weights of the couplings.

[M]  =  l  Y><X 有意度の変換関係はマトリックス[M]を使い、[E 
(Y)] −[M]  [E (X)]  ;と表され
る。初期マトリックスは素子間の初期結合数を示し、学
習により結合係数が変化し[M゛〕になるものとする。
[M] = l Y><X For the transformation relationship of significance, use matrix [M] and [E
(Y)] - [M] [E (X)] ; The initial matrix indicates the initial number of connections between elements, and it is assumed that the connection coefficient changes due to learning and becomes [M゛].

この変換により対角化されれば入力Xの有意度E (X
)は基底成分に射影され出力としてE (Y)か得られ
ることとなる。したかって、入力情報の持つ有意度は各
特徴成分の有意度から構成できる。
If diagonalized by this transformation, the significance level E (X
) is projected onto the base component, and E (Y) is obtained as an output. Therefore, the significance of input information can be constructed from the significance of each feature component.

次に、神経細胞をモデルとして、InからOutまての
処理の流れを考える。
Next, the flow of processing from In to Out will be considered using a neuron as a model.

人力in、aを持つ入力回路をlin、a>とじ、出力
を【とする出力回路をくfIとし、fの接続関係マトリ
ックスをIf><flとする。初段の出力光が単一であ
る二段からなる回路は次式方式% この式の意味は、まず、inとaが入力段で処理されf
が出力される。次段ではfが処理されOUtが出力され
る。つぎに、この流れを制御するため、さらに処理回路
PL、P2、制御信号Uを代入すると、 ot>−at><ot  Pl  u  f><fpH
in、a> となる。
Let lin, a> be an input circuit with human power in, a, let fI be an output circuit whose output is [, and let If><fl be the connection relation matrix of f. A circuit consisting of two stages in which the first stage outputs a single light is expressed by the following formula.% The meaning of this formula is that first, in and a are processed in the input stage,
is output. At the next stage, f is processed and OUT is output. Next, in order to control this flow, further substituting the processing circuits PL, P2, and the control signal U, ot>-at><ot Plu f><fpH
in, a>.

この式で、今P1によりfが有意であるとすると、次に
Plが実行され、さらに有意な結果が得られればotが
出力される。このことは、Pl。
In this equation, if f is now significant due to P1, then P1 is executed, and if a more significant result is obtained, ot is output. This means that Pl.

Plから成るプログラムが実行されたことを意味する。This means that the program consisting of Pl has been executed.

反対に、fが無意の時はPlは実行されずotは出力さ
れない。Pl、Plはinからoutとは逆方向の制御
信号Uにより支配されている。
Conversely, when f is insignificant, Pl is not executed and ot is not output. Pl and Pl are controlled by a control signal U in the opposite direction from in to out.

このように、二つの信号はPI、Plで相互に関係を持
ち、相手方に影響を及ぼしあう。
In this way, the two signals have a mutual relationship at PI and Pl, and influence each other.

次に条件分岐の定式化を試みる。Plにより多出力と成
る場合は、ui、fiの同じ添え字iに対して和をとる
規約を用いる。これにより、ot>−1ot><otl
P21ui、fi>く薗IpHin、a> となる。
Next, we will try to formulate a conditional branch. When multiple outputs are required due to Pl, a convention is used in which the sum is calculated for the same subscript i of ui and fi. This gives ot>-1ot><otl
P21ui, fi> Kuzono IpHin, a>.

ここて、ui−u、uj−not (u)  とすると
、Uの値によってfi、fjが選択てきたことになる。
Here, if ui-u and uj-not (u), then fi and fj have been selected depending on the value of U.

同様に、f i−f、  f j−not (f)とす
ると、Uに対してPlを作用させるかどうか制御できた
ことになる。
Similarly, if f i-f, f j-not (f), it is possible to control whether or not Pl acts on U.

これらのことは今までのランダム・ロジック回路でも実
現でき単に表現を変えただけにととまらず、データ制御
の本質を示すものである。ここで、Uとして期待値から
の誤差をとればバックワード・プロパゲーションの方法
となる。
These things can be achieved with conventional random logic circuits, and are not just a change in expression; they demonstrate the essence of data control. Here, if the error from the expected value is taken as U, it becomes a backward propagation method.

このように、この情報処理方式では、有意情報のみに注
目して情報処理を行なえばよいので、情報量や処理内容
が増大しても、処理作業を大幅に低減して簡単にするこ
とかできるようになる。
In this way, with this information processing method, information processing can be performed by focusing only on significant information, so even if the amount of information and processing content increases, the processing work can be significantly reduced and simplified. It becomes like this.

次に、上記有意度E(エネルギー)を導入した本発明に
従う論理処理の概念について述べる。
Next, the concept of logical processing according to the present invention that introduces the above-mentioned significance E (energy) will be described.

まず、一致処理を考える。最も簡単な比較は1か0かの
判定でAND演算子で実現できる。次に複雑なものは複
数の入力する信号間で順位付けを行うものである。さら
に、複雑な比較演算処理では、ある時刻に入力する1の
個数や入力頻度と否定されて入力されるOの個数を入力
頻度とに対して畳込みを行い出力値を決定する。ここで
は、簡単な一致演算を使い有意度を定義する。いま、等
しいビット幅の記憶データyと入力データXに対しビッ
トごとの一致演算を行い、等しいビットの数を一致度と
定義する。各ビットごとの演算結果はzi−<yilx
i>であるから、一致度はC(zl−Σiziと与えら
れる。
First, let's consider matching processing. The simplest comparison is to determine whether it is 1 or 0, which can be accomplished using the AND operator. The next more complex method involves ranking among multiple input signals. Furthermore, in a complex comparison calculation process, the number of 1's input at a certain time or the input frequency is convolved with the input frequency of the number of O's that are negated and input, and an output value is determined. Here, we define significance using a simple matching operation. Now, a bit-by-bit matching operation is performed on the storage data y and the input data X having the same bit width, and the number of equal bits is defined as the matching degree. The operation result for each bit is zi-<yilx
i>, the degree of coincidence is given as C(zl-Σizi.

しきい値論理と同しように、このCがしきい値THを越
えると出力値1が得られる。Boo 1演算とは異なり
、有意論理回路の出力は一定時間後に消失するので有意
度Eはある時間単位内での1の出力持続時間、或いはあ
る時間単位内での1の出力頻度と定義することができる
。問題を簡単にするために、単に有意論理素子の出力と
しては、1が有意度Eの間、持続する素子を考える。有
意論理素子を入力段と出力段とに分は以下のようなモデ
ルを考える。
Similar to threshold logic, when this C exceeds the threshold TH, an output value of 1 is obtained. Unlike the Boo 1 operation, the output of a significant logic circuit disappears after a certain period of time, so the significance level E can be defined as the duration of the 1 output within a certain time unit, or the output frequency of 1 within a certain time unit. I can do it. To simplify the problem, simply consider an element whose output is 1 for a period of significance E. Consider the following model in which significant logic elements are divided into input stage and output stage.

有意度は素子の内部エネルギーのうち出力段の出力エネ
ルギーEOと関係する。ここで、内部エネルギーと素子
周辺のポテンシャルとの差を出力エネルギーとする。出
力エネルギーがしきい値THOTを越えると出力が始ま
り、出力エネルギーがすべて放出されると出力は停止す
る。人力段での演算の結果、入力エネルギーEINが発
生する。
The degree of significance is related to the output energy EO of the output stage out of the internal energy of the element. Here, the difference between the internal energy and the potential around the element is defined as the output energy. Output begins when the output energy exceeds the threshold THOT, and stops when all the output energy is released. As a result of the calculation in the manual stage, input energy EIN is generated.

入力段での演算は色々考えられるか、単なる重み付は加
算を考える。このエネルギー値がしきい値THINを越
えると出力か始まり、出力側に蓄えられていたエネルギ
ーEOか放出される。エネルギー放出後、出力エネルギ
ーEOが蓄えられるまで入力端での演算は禁止される(
不感応期)。入力端には減衰機構があり、人力エネルギ
ーEINがしきい値THOTを越えない場合、一定時間
の後に演算結果は消失する。
Various calculations can be considered at the input stage, or addition may be considered for simple weighting. When this energy value exceeds the threshold value THIN, the output starts, and the energy EO stored on the output side is released. After energy is released, calculations at the input end are prohibited until the output energy EO is stored (
refractory period). There is a damping mechanism at the input end, and if the human power energy EIN does not exceed the threshold THOT, the calculation result disappears after a certain period of time.

この動作をプログラムした例を以下に示す。An example of programming this behavior is shown below.

<HP(IGT:(PROC>IGT4S(PT、CP
、CN、JO,J 1.10 、I 1.+2.13.
) ; <SIG>PT<0:3)、CN、CP、Jj、Ij:
<INT>Pi−4,TH=3.EOT−1,EIN−
0,QO−8,Ql−8(SPART> IF  EOT−)THTHEN EOT−EOT−(QO*5Tl(JO)+Ql*5T
I(Jl))/2IF  EOT(<OTHEN  E
OT−0:ENDIF;IF  EOT)>THE  
THENQO−QO+IF  QO(<24  THE
N  5TI(JO)ELSE  ロ ENDIP・E
NDIP  ; ENDIF: IF  EIN−<TI(T)IBIIIIF  EO
T>>THTl(EN EIN−(Pi*5Tl(If)−3TI(PT))/
4;ELSE EIN−OEOT−EOT+1:END
IF; IF  EIN−<THTHEN 胆N−EIN−1:ELSE  EDT−EOT+EI
N:ENDIPIF  TGT  −IBOTHEN 
 IGT−IBO・ENDIFELSE IF EOT>>THE THEN IF IGT’−
IBI THEN IGT−IBI:IF  If  
THEN  IF  Pi<く12  THEN  P
i−Pi+1;ENDIFELSE IF Pi>>4
 THEN PI−Pi−1:ENDIF:ENDIF
:ENDIP:EOT−ENT−2; ELSE EIN−0: EOT−0;ENDIF:E
ND I P 。
<HP(IGT:(PROC>IGT4S(PT,CP
, CN, JO, J 1.10 , I 1. +2.13.
); <SIG>PT<0:3), CN, CP, Jj, Ij:
<INT>Pi-4, TH=3. EOT-1, EIN-
0,QO-8,Ql-8(SPART>IF EOT-)THTHEN EOT-EOT-(QO*5Tl(JO)+Ql*5T
I(Jl))/2IF EOT(<OTHEN E
OT-0:ENDIF;IF EOT)>THE
THENQO-QO+IF QO(<24 THE
N 5TI(JO)ELSE RO ENDIP・E
NDIP; ENDIF: IF EIN-<TI(T)IBIIIF EO
T>>THTl(EN EIN-(Pi*5Tl(If)-3TI(PT))/
4;ELSE EIN-OEOT-EOT+1:END
IF; IF EIN-<THTHEN N-EIN-1:ELSE EDT-EOT+EI
N:ENDIPIF TGT-IBOTHEN
IGT-IBO・ENDIFELSE IF EOT>>THE THEN IF IGT'-
IBI THEN IGT-IBI:IF If
THEN IF Pi<ku12 THEN P
i-Pi+1;ENDIFELSE IF Pi>>4
THEN PI-Pi-1:ENDIF:ENDIF
:ENDIP:EOT-ENT-2; ELSE EIN-0: EOT-0; ENDIF:E
NDIP.

このモデルの実現はMOS)ランシスターと容量で簡単
に構成できる。入力端の重みはEPROMによりMOS
のドライバビリティを変えることて実現てきる。Heb
bの学習規則を与えて、シミュレーションを行った結果
、通常のシグモイド素子を使ったニューラル・ネットと
同様の振舞いをした。素子の結合を仕方により競合学習
や誤差逆伝搬モデルなどの動作も同様に可能である。結
合係数や素子出力のディジタル化と学習の収束性との関
係は猪股他が次のように報告している。
This model can be easily implemented using MOS) run sisters and capacitors. The weight at the input end is set to MOS by EPROM.
This can be achieved by changing the drivability of the vehicle. Heb
As a result of a simulation given the learning rule b, the behavior was similar to that of a neural net using normal sigmoid elements. Operations such as competitive learning and error backpropagation models are also possible depending on how the elements are combined. The relationship between the digitization of coupling coefficients and element outputs and the convergence of learning is reported by Inomata et al. as follows.

(1)結合係数は数ビット、出力は0,1の1ビツトま
で減らせる。また、シグモイド関数の代わりにしきい値
関数でもよい。
(1) The coupling coefficient can be reduced to several bits, and the output can be reduced to one bit of 0 and 1. Also, a threshold function may be used instead of the sigmoid function.

(2)誤差伝搬アルゴリズムを変形し、1次微係数の代
わりに微小定数を用いる。そのほか、最適の安定点に収
束させるなどの条件として検討結果がまとめられている
(2) Modify the error propagation algorithm and use a minute constant instead of the first-order differential coefficient. In addition, the study results are summarized as conditions such as convergence to an optimal stable point.

諸般、性向、申出、“ディジタル形誤差逆伝搬モデルに
おけるビット数削減の検討”、信学技報、NC89−4
1、pp、51−56 (1989)。
General, Tendency, Proposal, “Study on reducing the number of bits in digital error backpropagation model”, IEICE Technical Report, NC89-4
1, pp. 51-56 (1989).

本モデルでの報告と同様に、出力が1.0にディジタル
化しであるので、収束性が悪く収束点の回りで振動する
振舞いがみられる。
As reported in this model, since the output is digitized to 1.0, the convergence is poor and there is oscillation around the convergence point.

また、一定時間後に出力は1から0になるので回路動作
の解釈は少し異なってくる。各素子間では出力動作の同
期を取っていないこと、素子の周期は出力エネルギーに
関係するので、各素子毎に異なるので、素子グループ全
体の動作は準周期的にならざるを得ない。その動作は一
見エルゴート的で同一人力を回路に印加し続けても全て
の出カバターンをなぞるように見える回路を構成するこ
ともできる。回路を構成することできる。回路全体とし
て特定の入出力関係を獲得するためには素子の入力端で
の重み付けだけでは不十分で素子間の相互作用が必須で
ある。抑制型の効果を入力に加えてその効果を調べてみ
ると抑制が効きすぎると系全体としての活性度か鈍り反
対に弱すぎると系全体が活性化してしまう傾向がある。
Furthermore, since the output changes from 1 to 0 after a certain period of time, the interpretation of the circuit operation will be slightly different. The output operation of each element is not synchronized, and the period of the element is related to the output energy, so it differs for each element, so the operation of the entire element group has to be quasi-periodic. Its operation is ergodic at first glance, and it is possible to construct a circuit that appears to follow all output patterns even if the same human power is continuously applied to the circuit. Able to configure circuits. In order to obtain a specific input/output relationship for the entire circuit, weighting at the input terminals of the elements alone is not sufficient; interaction between the elements is essential. When we examine the effect of adding a suppressive effect to the input, we find that if the suppressor is too strong, the system as a whole becomes less active, whereas if the suppressor is too weak, the system as a whole tends to be activated.

実際、脳の神経細胞の中で抑制型神経細胞の割合がある
範囲にとどまっているのはこの傾向に対応しているので
あろう。
In fact, this tendency may be reflected in the fact that the proportion of inhibitory neurons among neurons in the brain remains within a certain range.

この有意度演算を制御する方法としては、(1)しきい
値を変動させ素子の活性化レベルを変化させる、(2)
記憶データを書き換える、二通りの方法が考えられる。
Methods for controlling this significance calculation include (1) varying the threshold value to change the activation level of the element; (2)
There are two possible ways to rewrite the stored data.

動的な制御は(1)の方法で行い、回路変更に対応する
長期的な変化として(2)の方法を使用する。
Dynamic control is performed using method (1), and method (2) is used for long-term changes corresponding to circuit changes.

入力信号の内で上記の制御に関係するものを区別するた
めに、(1)に関係するものを“()。
In order to distinguish input signals related to the above control, those related to (1) are denoted by "()."

で囲み、(2)に関係するものは“[]”で囲むことと
する。
Items related to (2) are enclosed in “[]”.

<u、cl  [mem]、(thrl、thr2)i
l、i2.i3> 入力データと比較する記憶されているデータを陽に記述
する場合は“# #”で記憶データを囲むこととする。
<u, cl [mem], (thrl, thr2)i
l, i2. i3> When explicitly describing stored data to be compared with input data, surround the stored data with "#".

<u、cl#010:# [mem]、(thrl。<u, cl#010:# [mem], (thrl.

thr2)、 il、  i2.  i3>同様に出力
データを陽に記述すると、 <u、c#111#l#o10# [mem] 。
thr2), il, i2. i3> Similarly, if the output data is written explicitly, <u, c#111#l#o10# [mem].

(thrl、thr2)、il、t2.i3>となる。(thrl, thr2), il, t2. i3>.

伝搬パターンは初期エネルギー(初期有意度)をもって
生成され、情報処理システム内を伝搬する間にシステム
との間でエネルギーのやり取りをするモデルを考える。
A propagation pattern is generated with initial energy (initial significance), and a model is considered in which energy is exchanged with the information processing system while propagating within the system.

システムがパターンの処理をした結果、パターンは変換
されて新たなパターンPJが生成される。
As a result of the system processing the pattern, the pattern is converted and a new pattern PJ is generated.

PJ−IP><Pj l int lpo>;パターン
の(有意度)エネルギーはE(PJ)と表す。パターン
の経路をWとして経路の(有意度)エネルギーは同様に
E (W)とする。力学系と同様に安定な経路上の安定
なパターンは(有意度)エネルギーが一定である。以下
、(有意度)エネルギーを単にエネルギーと呼ぶ。
PJ-IP><Pj l int lpo>; The (significance level) energy of the pattern is expressed as E(PJ). Similarly, let the path of the pattern be W and the (significance) energy of the path be E (W). Similar to dynamical systems, a stable pattern on a stable path has constant energy (significance). Hereinafter, the (significance level) energy will be simply referred to as energy.

次に、第7図〜第10図を参照して、本発明に従う論理
回路について説明する。
Next, a logic circuit according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 7 to 10.

第7図は本発明を実施した論理回路素子の構成図である
。従来の素子は本発明の入力部の入力状態値計算部のみ
と学習規則から構成されていた。
FIG. 7 is a configuration diagram of a logic circuit element embodying the present invention. The conventional element was comprised only of the input state value calculation section of the input section of the present invention and the learning rule.

第7図に示す如く、この論理回路素子1は、人力に重み
付は係数によって重み付けを行う入力部3と、上記人力
部3よりの入力値を演算する演算して入力部の状態値を
得る。演算部5と、上記演算部5よりの値がしきい値を
越えているならば出力動作を行う出力部7とを有してい
る。
As shown in FIG. 7, this logic circuit element 1 includes an input section 3 that weights human power using a coefficient, and an input section 3 that calculates input values from the human power section 3 to obtain a state value of the input section. . It has an arithmetic section 5 and an output section 7 which performs an output operation if the value from the arithmetic section 5 exceeds a threshold value.

この論理回路の動作は次の如くである。The operation of this logic circuit is as follows.

(1)入力値と重み係数とから入力全体の値を求め入力
状態値とする。
(1) Find the value of the entire input from the input value and weighting coefficient and use it as the input state value.

(2)人力部3の現状態と入力状態値から次の状態を求
め次状態に遷移する。
(2) Find the next state from the current state of the human power unit 3 and the input state value and make a transition to the next state.

(3)もし状態が学習可能状態にあるならば入力部3の
重み係数を変更する。
(3) If the state is in a learnable state, change the weighting coefficient of the input section 3.

(4)次に入力値を演算部5に送り入力状態を初期化す
る。
(4) Next, send the input value to the calculation unit 5 and initialize the input state.

(5)演算部5では入力値の演算を行い出力部7に送る
(5) The calculation unit 5 calculates the input value and sends it to the output unit 7.

(6)もし、出力部7か出力可能な状態にありかつ演算
部からの値かしきい値を越えているならば出力動作を行
う。同時に入力部3に学習を促す。
(6) If the output unit 7 is in an output-enabled state and the value from the calculation unit exceeds the threshold value, perform the output operation. At the same time, the input unit 3 is prompted to learn.

(7)出力後に初期状態に戻り出力状態を初期化する。(7) After output, return to the initial state and initialize the output state.

有意度は素子の内部エネルギー値を出力させるようにと
直接関係させであるので、実際の素子を容易に構成でき
よう。同時に出力値は01の2値に制限しであるのでU
LS I化も可能である。
Since the significance level is directly related to the output of the internal energy value of the element, the actual element can be easily constructed. At the same time, the output value is limited to two values of 01, so U
LS I implementation is also possible.

第8図はCMO3回路で第7図に示す論理回路素子1を
実現した例である。入力部3及び出力部7の状態値はそ
れぞれMOSのドレインの寄生容jlci、Coを利用
しである。出力部7のaカ状態はフリップフロップFF
て記憶してあり容量COが放電する事で初期状態に落ち
るようにFFのチャンネル幅を変えである。状態を外部
から制御する制御回路に付いては単に容量の充放電を行
う回路で良いので省略しである。
FIG. 8 shows an example in which the logic circuit element 1 shown in FIG. 7 is implemented using a CMO3 circuit. The state values of the input section 3 and the output section 7 are obtained using parasitic capacitances jlci and Co of the drains of the MOS, respectively. The a state of the output section 7 is a flip-flop FF.
The channel width of the FF is changed so that the stored capacitance CO is discharged and returns to the initial state. The control circuit for controlling the state from the outside is omitted since it can be a circuit that simply charges and discharges the capacitance.

上記論理回路素子1を第9図に示すように多層に並べ各
層間を配線することて構成される論理回路も同様な動作
を行う。人力信号は各階層で重み付は処理及び種々の演
算を施されて、信号の有意性が求められていく。有意度
かある程度大きい出力を受は取った後段の論理回路素子
は、比刃先の素子の学習を促すように制御信号を出力す
る。あるいは、前段の出力状態をスキャンして必要なら
ば出力の増幅を指示する事か可能である。この二つの制
御は共に論理回路素子の入力部或いは出力部の状態値を
簡単に制御する事で容易に実現できる。
A logic circuit constructed by arranging the logic circuit elements 1 in multiple layers and wiring between each layer as shown in FIG. 9 also operates in a similar manner. The human signal is subjected to weighting processing and various calculations at each layer, and the significance of the signal is determined. The subsequent logic circuit element that receives an output with a certain degree of significance outputs a control signal to encourage the element at the tip of the comparison to learn. Alternatively, it is possible to scan the output state of the previous stage and instruct amplification of the output if necessary. Both of these types of control can be easily realized by simply controlling the state values of the input section or output section of the logic circuit element.

人力指向型の論理回路を実現するには、論理回路素子の
人力部の学習感度を上げれば良い。すなわち入力部の状
態を容易に学習可能な状態に遷移させられるように制御
すれば良く、たとえば、学習可能状態のしきい値を低下
させれば良い。同様に8カ指向型の論理回路を実現する
には、論理回路素子の8力部の学習感度を上げれば良い
。演算指向型の論理回路は、“演算とは入出力関係であ
る”事を考えれば、人力部、出力部ともに、同等の学習
感度を持てば良い。このように、学習感度の観点から、
各層の機能を分離し前段部、中段部、後段部の3つにす
る事か可能である。前段部から後段部に向けて、論理素
子の入力部の学習感度を低下させる。これとは反対に出
力部の学習感度は、前段から後段に向けて学習感度を向
上させる。この両者の感度の変化率を制御する事で各部
の割合を容易に制御する事が可能である。
In order to realize a human-powered logic circuit, it is sufficient to increase the learning sensitivity of the human-powered part of the logic circuit element. That is, it is sufficient to control the state of the input unit so that it can easily transition to a learnable state, for example, by lowering the threshold value of the learnable state. Similarly, in order to realize an 8-power-oriented logic circuit, it is sufficient to increase the learning sensitivity of the 8-power portion of the logic circuit element. In an arithmetic-oriented logic circuit, considering that "arithmetic operation is an input/output relationship," it is sufficient that both the human power section and the output section have the same learning sensitivity. In this way, from the perspective of learning sensitivity,
It is possible to separate the functions of each layer and create three layers: a front section, a middle section, and a rear section. The learning sensitivity of the input section of the logic element is decreased from the front stage to the rear stage. On the contrary, the learning sensitivity of the output section improves from the front stage to the rear stage. By controlling the rate of change in sensitivity between the two, it is possible to easily control the ratio of each part.

また、第10図に示す如くに、上記多層構造の論理回路
を分割し、各ブロックごとに学習感度及び制御方式を変
えることで入力部、制御部、出力部とに分け、より複雑
な処理を行う基本単位の論理回路を構成することもてき
る。
Furthermore, as shown in Figure 10, by dividing the multi-layered logic circuit and changing the learning sensitivity and control method for each block, it is divided into an input section, a control section, and an output section, and more complex processing can be performed. It is also possible to construct a logic circuit for the basic unit of operation.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、入力部と出力部を分けて
状態を把握できるため入力値の積極的なとり込みが可能
になる。また、入力部と出力部の抑制や学習を分離独立
して行なうことができるため多用な学習か可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the status of the input section and the output section can be grasped separately, input values can be actively captured. Furthermore, since suppression and learning can be performed separately and independently for the input section and the output section, versatile learning is possible.

【図面の簡単な説明】 第1図(a)はこの発明の基本概念である情報処理方式
の概念を示す構成ブロック図、第1図(b)は第1図に
示す情報処理方式により得られる真理値を示す図、 第2図乃至第4図は第1図に示す処理回路に用いられる
論理演算回路の真理値を示す図、第5図は第1図に示す
処理方式における情報処理の流れを示す図、 第6図は、第1図に示す処理方式における処理回路の一
機能を示す図、 第7図は、本発明に従う論理回路素子の実施例を示す構
成ブロック図、 第8図は、第7図に示す論理回路素子の一具体例を示す
図、 第9図は、第7図に示す論理回路素子を多層構造に並べ
て構成した論理回路の構成図、第10図は、第9図に示
す多層論理回路を構造化して人力部、演算部、出力部に
分化させた回路のブロック図である。 1・・論理回路素子 3 ・・ 人力部 5・−・演算部 7・・出力部
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1(a) is a configuration block diagram showing the concept of an information processing method which is the basic concept of this invention, and FIG. 1(b) is a block diagram of the information processing method obtained by the information processing method shown in FIG. Figures 2 to 4 are diagrams showing the truth values of the logical operation circuit used in the processing circuit shown in Figure 1. Figure 5 is the flow of information processing in the processing method shown in Figure 1. 6 is a diagram showing one function of the processing circuit in the processing method shown in FIG. 1, FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the logic circuit element according to the present invention, and FIG. , a diagram showing a specific example of the logic circuit element shown in FIG. 7, FIG. 9 is a block diagram of a logic circuit configured by arranging the logic circuit elements shown in FIG. FIG. 2 is a block diagram of a circuit in which the multilayer logic circuit shown in the figure is structured and divided into a human power section, an arithmetic section, and an output section. 1... Logic circuit element 3... Human power section 5... Arithmetic section 7... Output section

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の入力端子を有する入力部と、入力値を用い
て所定の計算を行なう演算部と、この演算部での演算結
果が所定のしきい値を越えた場合には演算結果を出力す
る出力部とを有し、有意度と呼ばれる出力の持続時間が
前記入力部の状態値及び前記出力部の状態値に基づき決
定される事を特徴とする情報処理方式。
(1) An input section with multiple input terminals, an arithmetic section that performs predetermined calculations using input values, and outputs the arithmetic result when the arithmetic result of this arithmetic section exceeds a predetermined threshold. An information processing method, characterized in that the duration of the output called significance is determined based on the state value of the input section and the state value of the output section.
(2)前記有意度をベクトル空間を張る基底ベクトルの
射影値とみなし、ベクトル空間内での演算を行なうこと
により前記有意度を求めることを特徴とする請求項1記
載の情報処理方式。
(2) The information processing method according to claim 1, wherein the degree of significance is determined by regarding the degree of significance as a projection value of a basis vector spanning a vector space and performing calculations within the vector space.
JP10370190A 1989-09-30 1990-04-19 Information processing system Pending JPH041846A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8400466B2 (en) 2007-03-13 2013-03-19 Ricoh Company, Ltd. Image retrieval apparatus, image retrieving method, and storage medium for performing the image retrieving method in the image retrieval apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8400466B2 (en) 2007-03-13 2013-03-19 Ricoh Company, Ltd. Image retrieval apparatus, image retrieving method, and storage medium for performing the image retrieving method in the image retrieval apparatus

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