JPH06124274A - Signal processor - Google Patents

Signal processor

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Publication number
JPH06124274A
JPH06124274A JP4272583A JP27258392A JPH06124274A JP H06124274 A JPH06124274 A JP H06124274A JP 4272583 A JP4272583 A JP 4272583A JP 27258392 A JP27258392 A JP 27258392A JP H06124274 A JPH06124274 A JP H06124274A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
value
input
neural network
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP4272583A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuji Motomura
修二 本村
Toshiyuki Furuta
俊之 古田
Takashi Kitaguchi
貴史 北口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP4272583A priority Critical patent/JPH06124274A/en
Publication of JPH06124274A publication Critical patent/JPH06124274A/en
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Abstract

PURPOSE:To arbitrarily designate and learn an output value when the pulse density of an input signal is an intermediate value between 0.0 and 1.0 regardless of the output value at the time of inputting the signal whose pulse density is 1.0 and the output value at the time of inputting the signal whose pulse density is 0.0, in a pulse density type neural network. CONSTITUTION:A signal processor in which a network-shaped neural network 1 is formed of plural signal processing units 2, 3, and 4, and signal lines 5 connecting those signal processing units 2, 3, and 4, is equipped with an input signal converting means 6 which inputs the input signal expressed by pulse columns to the neural network 1 by converting it into the combination of the plural pulse columns whose pulse density is 1.0 or 0.0.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、神経回路網の情報処理
機能を人工的に実現することを目指した並列分散型情報
処理装置であって、文字・画像認識、音声認識、ロボッ
ト制御、画像処理、自然言語処理、連想記憶等に利用さ
れる、所謂ニューロコンピュータと称される信号処理装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parallel distributed information processing apparatus aiming at artificially realizing the information processing function of a neural network, including character / image recognition, voice recognition, robot control, and image processing. The present invention relates to a signal processing device called a so-called neurocomputer, which is used for processing, natural language processing, associative memory, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ニューラルネットワークをハード
ウエアにより実現する試みが多くなされている。このよ
うなハードウエア化は、アナログ型とデジタル型とに大
別される。デジタル型の中には、信号をパルス列で表現
する方式のパルス密度型ニューラルネットワークがあ
る。このようなパルス密度型ニューラルネットワーク
は、フォワードプロセスに関しては特開平4−549号
公報を基本とし、学習プロセスに関しては特開平4−1
11185号公報を基本として、種々の改良されたもの
が本出願人により提案されている。本出願人によるもの
以外にも、パルス密度型ニューラルネットワークとして
は、例えば特開平1−244567号公報や米国特許4
893255号明細書に示されるようなものもあるが、
その信号処理の仕方は、各々の種類によって異なる。
2. Description of the Related Art Recently, many attempts have been made to realize a neural network by hardware. Such hardware implementation is roughly classified into an analog type and a digital type. Among the digital type, there is a pulse density type neural network that expresses a signal by a pulse train. Such a pulse density type neural network is based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-549 as a forward process, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-1 as a learning process.
Various improved products have been proposed by the present applicant based on 11185. A pulse density type neural network other than the one by the present applicant is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-244567 or US Pat.
Some of them are shown in the specification of 893255,
The method of signal processing differs depending on each type.

【0003】ここでは、本出願人により提案されている
パルス密度型ニューラルネットワークにおける信号処理
について説明する。まず、パルス列としては、実際には
ビット列を用いる。即ち、値として“0”又は“1”を
とるビットの列でパルス列を表し、値が“1”であるビ
ットで1つのパルスを表し、値が“0”であるビットで
パルスが無いことを表す。
Here, signal processing in the pulse density type neural network proposed by the present applicant will be described. First, a bit train is actually used as the pulse train. That is, a pulse train is represented by a sequence of bits that take "0" or "1" as a value, one pulse is represented by a bit having a value of "1", and there is no pulse at a bit having a value of "0". Represent

【0004】信号の値は、パルス列中のパルス密度、即
ち、ビット列中の値“1”のビットの密度で表す。例え
ば、ビット列の長さを10ビットとすると、このニュー
ラルネットワークに値0.6の信号を入力したとき、こ
のニューラルネットワークには10個のビットの内、6
個が値“1”であり、残り4個が値“0”であるビット
列が入ることになる。密度は1.0を越えることはない
ので、信号の値の最大値は1.0である。
The value of the signal is represented by the pulse density in the pulse train, that is, the density of bits having the value "1" in the bit train. For example, assuming that the bit string has a length of 10 bits, when a signal having a value of 0.6 is input to this neural network, 6 out of 10 bits are input to this neural network.
Bit strings of which the value is “1” and the remaining four are of the value “0” are input. Since the density never exceeds 1.0, the maximum value of the signal is 1.0.

【0005】ニューラルネットワーク内の各ニューロン
ユニットへは、ニューラルネットワークの外から、又
は、ニューラルネットワーク内の他の幾つかのニューロ
ンユニットから送られたビット列が入力信号として入っ
てくる。ニューロンユニットと他のニューロンユニット
との結合の強さを表す結合係数も、ビット列で表し、入
力信号の結合係数による重み付けは、入力ビット列と結
合係数ビット列との論理積をとることにより行う。ニュ
ーロンユニットは、このように重み付けされた入力信号
を幾つかのグループに分け、各グループ毎に個別に、こ
れらの重み付けされた入力信号同士の論理和を演算す
る。ついで、各グループ毎に得られた論理和結果のビッ
ト列に対して、所定の論理演算を施して、新たなビット
列を生成し、そのビット列を出力信号としてニューロン
ユニットの外に出力する。このようなニューロンユニッ
トからの出力信号は、ニューラルネットワーク内の他の
幾つかのニューロンユニットへ送られてそのニューロン
ユニットの入力信号となったり、或いは、ニューラルネ
ットワーク外に出力されてニューラルネットワーク自身
の出力信号となる。
Each neuron unit in the neural network receives as an input signal a bit string sent from outside the neural network or from some other neuron unit in the neural network. The coupling coefficient representing the strength of coupling between the neuron unit and another neuron unit is also represented by a bit string, and weighting by the coupling coefficient of the input signal is performed by taking the logical product of the input bit string and the coupling coefficient bit string. The neuron unit divides the weighted input signal into several groups, and individually calculates the logical sum of these weighted input signals for each group. Then, a predetermined logical operation is performed on the bit string of the logical sum result obtained for each group to generate a new bit string, and the new bit string is output to the outside of the neuron unit as an output signal. The output signal from such a neuron unit is sent to some other neuron unit in the neural network to be an input signal to that neuron unit, or is output outside the neural network and output from the neural network itself. Become a signal.

【0006】ついで、このようなパルス密度型ニューラ
ルネットワークにおける学習について説明する。本出願
人提案タイプによるパルス密度型ニューラルネットワー
クは、階層型ニューラルネットワーク構成を基本として
おり、学習は、階層型のニューラルネットワークに対し
て広く用いられている誤差逆伝播法に従い実行される。
まず、出力層のニューロンユニットが出力した出力信号
と教師信号とから、この出力層のニューロンユニットに
与える誤差信号を生成し、この誤差信号を出力層のニュ
ーロンユニットに与える。ついで、出力層のニューロン
ユニットが、受取ったこの誤差信号を基に中間層のニュ
ーロンユニットに与える誤差信号を生成し、この誤差信
号を中間層のニューロンユニットに与える。以下、同様
である。このように、出力層から入力層へ向かって誤差
信号を各層のニューロンユニットで生成しながら順に前
の層へ与えていき、同時に、各層では受取った誤差信号
を基に、自己のニューロンユニットと前の層のニューロ
ンユニットとの間の結合係数を更新するという学習法で
ある。教師信号と誤差信号は、入力信号や出力信号と同
じく、ビット列表現によるものであり、ビット列のパル
ス密度で表現される。
Next, learning in such a pulse density type neural network will be described. The pulse density type neural network proposed by the applicant is based on a hierarchical neural network configuration, and learning is performed according to the backpropagation method which is widely used for the hierarchical neural network.
First, an error signal to be given to the neuron unit of the output layer is generated from the output signal output from the neuron unit of the output layer and the teacher signal, and this error signal is given to the neuron unit of the output layer. Then, the neuron unit in the output layer generates an error signal to be given to the neuron unit in the intermediate layer based on the received error signal, and gives this error signal to the neuron unit in the intermediate layer. The same applies hereinafter. In this way, from the output layer to the input layer, the error signal is sequentially given to the previous layer while being generated by the neuron unit of each layer, and at the same time, each layer is based on the received error signal and its own neuron unit. This is a learning method in which the coupling coefficient between the neuron unit in the layer and is updated. Like the input signal and the output signal, the teacher signal and the error signal are represented by a bit string and are represented by the pulse density of the bit string.

【0007】このようなパルス密度型ニューラルネット
ワークにおいて、値が0.0又は1.0なる信号と、値
がその中間なる信号とについて考えてみる。前述したよ
うに、信号の値はビット列中の値“1”のビットの密度
で表す。従って、ビットは“0”か“1”かの2値しか
とらないが、信号自体は0以上1以下の値をとる。ここ
では、ビットの値との混同を避けるため、信号の値0を
0.0と表現し、信号の値1を1.0と表現するものと
する。このような信号の値0.0と1.0とは、他の値
(例えば、0.5)に比べ、特別な意味を持つ。即ち、
信号の値が1.0であるということは、信号のパルス密
度が1.0であることを意味するので、その信号を構成
しているパルス列中のビットの全ての値が“1”のビッ
トであり、値“0”のビットが1つもないことを表す。
同様に、信号の値が0.0であるということは、その信
号が値“0”のビットのみから成っていることを意味す
る。これに対し、信号の値が0.0と1.0との間にあ
る場合には、その信号を構成しているパルス列中に値
“1”のビットと値“0”のビットとが混在しており、
同じ値の信号であっても複数の異なるビット配置をとり
得ることを意味する。例えば、信号のパルス長を10と
し、信号の値を0.8とした場合、 ビット配置1) 1111111100 ビット配置2) 1010111111 ビット配置3) 1110111011 といったような異なるビット配置をとり得る。しかる
に、値が0.0及び1.0なる信号は、上記のように、
全てのビットが“0”又は“1”であるので、そのビッ
ト配置も1通りしか持たないことになる。
In such a pulse density type neural network, consider a signal having a value of 0.0 or 1.0 and a signal having a value in between. As described above, the value of the signal is represented by the density of bits having the value "1" in the bit string. Therefore, the bit takes only two values of "0" and "1", but the signal itself takes a value of 0 or more and 1 or less. Here, in order to avoid confusion with the bit value, the signal value 0 is expressed as 0.0, and the signal value 1 is expressed as 1.0. The values 0.0 and 1.0 of such a signal have a special meaning compared to other values (for example, 0.5). That is,
A signal having a value of 1.0 means that the signal has a pulse density of 1.0. Therefore, all the bits in the pulse train constituting the signal have a value of "1". Which means that there is no bit of value "0".
Similarly, a signal value of 0.0 means that the signal consists only of bits of value "0". On the other hand, when the value of the signal is between 0.0 and 1.0, the bit train having the value "1" and the bit having the value "0" are mixed in the pulse train forming the signal. And
This means that signals having the same value can have a plurality of different bit arrangements. For example, when the pulse length of the signal is 10 and the value of the signal is 0.8, different bit arrangements such as bit arrangement 1) 1111111100 bit arrangement 2) 10101111111 bit arrangement 3) 1110111011 can be taken. However, the signals whose values are 0.0 and 1.0 are, as described above,
Since all the bits are “0” or “1”, there is only one bit arrangement.

【0008】上記のような本出願人提案方式によるパル
ス密度型ニューラルネットワークの場合、信号同士を論
理演算することにより、信号処理を行っている。このた
め、同じパルス密度の信号であっても、そのビット配置
が異なるとそれらの信号に対する論理演算の結果は異な
るものとなる。ビット配置の違いによりニューラルネッ
トワークの出力が異なると使いにくいので、本出願人に
よる改良提案例では、入力信号や結合係数のビット配置
をランダムに変えながら信号処理を実施し、それらの結
果の平均値を信号処理の結果の値として採用するように
している。
In the case of the pulse density type neural network according to the method proposed by the present applicant, signal processing is performed by logically operating signals. Therefore, even if the signals have the same pulse density, the result of the logical operation for those signals will be different if the bit arrangement is different. It is difficult to use if the output of the neural network is different due to the difference in bit arrangement, so in the improved proposal example by the applicant, signal processing is performed while randomly changing the bit arrangement of the input signal and the coupling coefficient, and the average value of those results. Is adopted as the value of the result of signal processing.

【0009】パルス密度型ニューラルネットワークにパ
ルス列からなる入力信号を入力させた場合、その入力信
号の値が0.0と1.0との間にある場合は、ある瞬間
には、値“1”のビットが入り、別の瞬間には値“0”
のビットが入ることになる。値“1”のビットに対する
ニューラルネットワークの出力は、ニューラルネットワ
ークの中でそのビットと論理演算される結合係数等のビ
ット列のビット配置の変動の影響を受けて変動する。そ
の平均値を知るには、値“1”のビットを何度もニュー
ラルネットワークに入力して出力の平均値をとればよ
い。これは、値1.0の信号に対するニューラルネット
ワークの出力を見ることと同じことである。同様に、値
“0”のビットに対するニューラルネットワークの出力
の平均値は、値0.0の信号に対するニューラルネット
ワークの出力に等しい。
When an input signal composed of a pulse train is input to the pulse density type neural network, if the value of the input signal is between 0.0 and 1.0, the value "1" is obtained at a certain moment. Bit is entered and the value is "0" at another moment
Will be entered. The output of the neural network for the bit of the value "1" fluctuates under the influence of the fluctuation of the bit arrangement of the bit string such as the coupling coefficient which is logically operated with the bit in the neural network. In order to know the average value, it suffices to input the bit of the value "1" into the neural network many times and take the average value of the outputs. This is the same as looking at the output of the neural network for a signal of value 1.0. Similarly, the average value of the output of the neural network for a bit of value "0" is equal to the output of the neural network for a signal of value 0.0.

【0010】従って、例えば値0.8の信号をニューラ
ルネットワークに入力した場合は、値“1”のビットと
値“0”のビットとを0.8:0.2の割合でニューラ
ルネットワークに入力することになるから、その時の出
力は、値1.0の信号を入力した場合の出力と値0.0
の信号を入力した場合の出力とを、0.8:0.2の割
合で足し合わせたものとなる。例えば、値1.0の信号
を入力した場合の出力が1.0で、値0.0の信号を入
力した場合の出力が0.5である場合、値0.8の信号
を入力した場合の出力は、1.0×0.8+0.5×
0.2=0.8+0.1=0.9となる。また、この
時、値0.6の信号を入力した場合には、値1.0の信
号を入力した場合の出力と値0.0の信号を入力した場
合の出力とを0.6:0.4の割合で足し合わせた値
0.8となる。
Therefore, for example, when a signal of value 0.8 is input to the neural network, bits of value "1" and bits of value "0" are input to the neural network at a ratio of 0.8: 0.2. Therefore, the output at that time is the output when the signal of the value 1.0 is input and the value 0.0
And the output when the signal is input at a ratio of 0.8: 0.2. For example, when a signal with a value of 1.0 is input, the output is 1.0, when a signal with a value of 0.0 is input, the output is 0.5, and when a signal with a value of 0.8 is input. Output is 1.0 x 0.8 + 0.5 x
0.2 = 0.8 + 0.1 = 0.9. Further, at this time, when the signal of the value 0.6 is input, the output when the signal of the value 1.0 is input and the output when the signal of the value 0.0 is input are 0.6: 0. The total value is 0.8 at a ratio of 0.4.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このように、値が0.
0と1.0との中間にある信号を入力した場合の出力
は、値1.0の信号を入力した場合の出力と値0.0の
信号を入力した場合の出力とから決まってしまう。この
ことは、逆に言うと、値が0.0と1.0との中間にあ
る信号を入力した場合には、値1.0の信号を入力した
場合の出力値と値0.0の信号を入力した場合の出力値
とに無関係に任意の値を出力するように学習させること
ができない、ことを意味する。例えば、入力信号の数が
1個のみのニューラルネットワークに、値0.8の信号
を入力した時、0.9を出力し、値0.6の信号を入力
した時、0.8を出力するように学習させると、自動的
に値1.0の信号を入力した場合の出力が1.0で、値
0.0の信号を入力した場合の出力が0.5に決まって
しまうので、さらに、値0.4の信号を入力した時、
0.3以外の値、例えば0.2を出力するように学習さ
せることはできない。このように、値が0.0と1.0
との中間にある信号を入力してある望ましい出力値を出
すように学習させたい場合には、値1.0の信号を入力
した場合にどのような出力値を出し、値0.0の信号を
入力させた場合どのような出力値を出すように学習させ
たかということとは無関係には学習させることができな
い。
As described above, when the value is 0.
The output when a signal in the middle of 0 and 1.0 is input is determined from the output when a signal of value 1.0 is input and the output when a signal of value 0.0 is input. Conversely, this means that when a signal with a value between 0.0 and 1.0 is input, the output value and the value of 0.0 when the signal with a value of 1.0 is input. This means that it is not possible to learn to output an arbitrary value regardless of the output value when a signal is input. For example, when a value 0.8 signal is input to a neural network having only one input signal, 0.9 is output, and when a value 0.6 signal is input, 0.8 is output. , The output when a signal with a value of 1.0 is automatically input is 1.0, and the output when a signal with a value of 0.0 is input is 0.5. , When a signal with a value of 0.4 is input,
It cannot be learned to output a value other than 0.3, for example 0.2. Thus, the values are 0.0 and 1.0
If you want to learn to input a signal in the middle of and output a desired output value, what output value is output when a signal of value 1.0 is input, and a signal of value 0.0 is output. When inputting, the output value cannot be learned regardless of what output value is learned.

【0012】ところが、値が0.0と1.0との中間に
ある信号をそのまま直接入力して学習させることができ
るようにニューラルネットワークがなっていると、この
制約に触れてしまう入力データを入れてしまって学習に
失敗するというケースが発生し得る。
However, if the neural network is designed so that a signal having a value between 0.0 and 1.0 can be directly input and learned as it is, the input data that comes into contact with this constraint is A case may occur in which the user fails to learn after inserting it.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】パルス列で表現された入
力信号とパルス列で表現された結合係数との論理積を演
算する論理積演算手段と、この論理積演算手段による演
算結果を複数のグループに分け、各々のグループ毎に前
記演算結果同士の論理和を演算する論理和演算手段と、
これらの論理和演算手段による演算結果に対して論理演
算を施して出力信号を生成する論理演算手段とを備えた
複数個の信号処理ユニットと、これらの信号処理ユニッ
ト間を結合する信号線とにより網状のニューラルネット
ワークを形成した信号処理装置において、パルス列で表
現された前記ニューラルネットワークへの入力信号をパ
ルス密度が1.0又は0.0の複数個のパルス列の組合
せに変換して入力させる入力信号変換手段を設けた。
A logical product calculating means for calculating a logical product of an input signal expressed by a pulse train and a coupling coefficient expressed by a pulse train, and calculation results by the logical product calculating means are divided into a plurality of groups. And a logical sum calculation means for calculating a logical sum of the calculation results for each group,
By a plurality of signal processing units provided with a logical operation means for performing an logical operation on the operation result by these logical sum operation means to generate an output signal, and a signal line connecting these signal processing units. An input signal for converting a signal input to the neural network represented by a pulse train into a combination of a plurality of pulse trains having a pulse density of 1.0 or 0.0 and inputting the signal in a signal processing device having a mesh-like neural network. A conversion means was provided.

【0014】[0014]

【作用】値が0.0と1.0との中間にある信号を入力
して、ある望ましい出力値を出すように学習させたい場
合には、代わりに、その入力信号を入力信号変換手段に
よって値(パルス密度)が1.0又は0.0の複数個の
パルス列の組合せに変換した信号として入力し学習させ
れば、値が0.0と1.0との中間にある入力信号を入
力した場合の出力値として、値が1.0の信号を入力し
た場合の出力値と値が0.0の信号を入力した場合の出
力値とに無関係に任意の値を出力するように指定して学
習させることが可能となる。
When a signal having a value between 0.0 and 1.0 is input and it is desired to learn to output a desired output value, the input signal is instead converted by the input signal converting means. If input as a signal converted into a combination of multiple pulse trains with a value (pulse density) of 1.0 or 0.0 and learning, input an input signal with a value between 0.0 and 1.0. As the output value when the value is set, specify an arbitrary value to be output regardless of the output value when a signal with a value of 1.0 is input and the output value when a signal with a value of 0.0 is input. It becomes possible to learn by doing.

【0015】即ち、値が0.0と1.0との中間にある
入力信号を入力した場合の出力値は、値が1.0の信号
及び値が0.0の信号を入力した時の出力信号値から決
まってしまうので、同時に学習させる入出力対の数と同
数だけ値が1.0又は0.0のパルス列信号をニューラ
ルネットワークに入力し得るように、ニューラルネット
ワークの入力数を確保しておけば、このような学習法に
よって中間値入力と出力との対を何個でも学習すること
ができる。
That is, the output value when an input signal having a value between 0.0 and 1.0 is input is a value when a signal having a value of 1.0 and a signal having a value of 0.0 are input. Since it is decided from the output signal value, secure the number of inputs of the neural network so that the same number of pulse train signals as 1.0 or 0.0 can be input to the neural network as the number of input / output pairs to be learned at the same time. If this is done, any number of pairs of intermediate value input and output can be learned by such a learning method.

【0016】[0016]

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、実施例の説明に先立ち、本発明の基本思想に
よる処理例の概略を説明する。例えば、下記のような3
組の入出力対 入力 出力 0.2 0.7 0.5 0.3 0.7 0.5 をパルス密度型ニューラルネットワークで同時に学習さ
せる場合を考える。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, prior to the description of the embodiments, an outline of a processing example according to the basic idea of the present invention will be described. For example, the following 3
Let us consider a case where a pair of input / output pair input output 0.2 0.7 0.5 0.3 0.7 0.5 are simultaneously learned by a pulse density neural network.

【0017】この場合、入力信号を下記のように変換
し、入力層のニューロンユニット数が3個、出力層のニ
ューロンユニット数が1個のニューラルネットワーク
に、変換された入力信号と教師信号との対を与えて学習
させる。 ただし、(1.0,0.0,0.0) は入力層の第1のニューロン
ユニットへの入力信号の値が1.0、第2のニューロン
ユニットへの入力信号の値が0.0、第3のニューロン
ユニットへの入力信号の値が0.0であることを意味し
ている。他の変換した入力信号についても同様である。
In this case, the input signal is converted as follows, and the converted input signal and the teacher signal are converted into a neural network having three neuron units in the input layer and one neuron unit in the output layer. Give a pair to learn. However, (1.0,0.0,0.0) is the value of the input signal to the first neuron unit of the input layer is 1.0, the value of the input signal to the second neuron unit is 0.0, and the third neuron unit It means that the value of the input signal to is 0.0. The same applies to other converted input signals.

【0018】このような入力信号の変換によって、値が
0.0と1.0との中間にある信号を入力する代わり
に、値が1.0の信号或いは値が0.0の信号を入力さ
せることにより学習させることができる。
With such conversion of the input signal, instead of inputting a signal having a value between 0.0 and 1.0, a signal having a value of 1.0 or a signal having a value of 0.0 is input. You can learn by doing.

【0019】学習後のニューラルネットワークに入力信
号を入れて出力値を得たい場合は、その入力信号の値を
学習させた時と同じように変換して入力すればよい。
When inputting an input signal to the learned neural network to obtain an output value, the value of the input signal may be converted and input in the same manner as when learning.

【0020】このような入力信号を値が1.0又は0.
0の複数個のパルス列の組合せに変換するためには、元
の入力信号とニューラルネットワークに実際に入力され
る変換後の入力信号との対応テーブルを作成しておけば
よい。
A value of 1.0 or 0.
In order to convert into a combination of a plurality of pulse trains of 0, it is sufficient to create a correspondence table between the original input signal and the converted input signal actually input to the neural network.

【0021】このような思想に基づく構成例を図1に示
す。1は前述したような本出願人既提案方式によるパル
ス密度型ニューラルネットワーク(ニューラルネットワ
ーク)1であり、例えば3層の階層型構成であり、ここ
では上記処理例に対応させて入力層には3個のニューロ
ンユニット(信号処理ユニット)2が設けられ、中間層
には適宜数(ここでは、5個)のニューロンユニット3
が設けられ、出力層には1個のニューロンユニット4が
設けられ、各々信号線5により接続されている。もっと
も、各層のニューロンユニット数は、このような数に限
らず、適宜個数とされる。しかして、このようなパルス
密度型ニューラルネットワーク1の入力部には、入力デ
ータ変換部(入力信号変換手段)6が設けられ、信号線
7からパルス密度型ニューラルネットワーク1に入力さ
れる入力信号を変換テーブル記憶部8に格納された変換
テーブルに基づき、変換された入力信号として入力層の
ニューロンユニット2に与えるように構成されている。
変換テーブルは前述したように、値が0.0以上で1.
0以下の入力信号を、値(密度)が0.0なるパルス列
と1.0なるパルス列とを複数個組合せてなるデータに
関連付けるものである。
FIG. 1 shows a structural example based on such an idea. Reference numeral 1 is a pulse density type neural network (neural network) 1 according to the method already proposed by the present applicant and has, for example, a three-layer hierarchical structure. A number of neuron units (signal processing units) 2 are provided, and an appropriate number (here, 5) of neuron units 3 are provided in the intermediate layer.
Are provided, and one neuron unit 4 is provided in the output layer, and each neuron unit 4 is connected by a signal line 5. However, the number of neuron units in each layer is not limited to such a number, and may be set appropriately. Then, an input data conversion unit (input signal conversion means) 6 is provided at the input unit of such a pulse density neural network 1, and an input signal input to the pulse density neural network 1 from the signal line 7 is input. Based on the conversion table stored in the conversion table storage unit 8, the converted input signal is given to the neuron unit 2 in the input layer.
As described above, the conversion table has a value of 0.0 or more and 1.
An input signal of 0 or less is associated with data formed by combining a plurality of pulse trains having a value (density) of 0.0 and a pulse train having a value of 1.0.

【0022】ここに、このような変換テーブルの構成例
として、2例を表1及び表2に示す。
Two examples of the configuration of such a conversion table are shown in Tables 1 and 2.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】これは、変換された入力信号中の値1.0
のパルス列の存在する個所で、元の入力信号の数値を表
現するように、対応付けたものである。
This is the value 1.0 in the converted input signal.
Where the pulse train exists, the values are associated so as to represent the numerical value of the original input signal.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】これは、元の入力信号の数値を2進数表現
で対応付けたものである。
This corresponds to the numerical values of the original input signal in binary notation.

【0027】もっとも、これらの対応付けに限らず、適
宜対応付けをとり得るものであり、要は、元の入力信号
値と実際にニューラルネットワークに入力される変換後
の入力信号とが1:1で対応していればよい。
Of course, the correspondence is not limited to these, but the correspondence can be made as appropriate. The point is that the original input signal value and the converted input signal actually input to the neural network are 1: 1. It is sufficient if it corresponds.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は、上述したように、パルス密度
型ニューラルネットワークに対して、パルス列で表現さ
れた入力信号をパルス密度が1.0又は0.0の複数個
のパルス列の組合せに変換して入力させる入力信号変換
手段を設けたので、パルス密度が0.0と1.0との中
間にあるような入力信号を入力した場合の出力値とし
て、パルス密度が1.0の信号を入力した場合の出力値
とパルス密度が0.0の信号を入力した場合の出力値と
に無関係に任意の値を出力するように指定して学習させ
ることが可能となり、中間値に対してもパルス密度型ニ
ューラルネットワークの学習機能を充分に発揮させるこ
とができる。
As described above, the present invention converts the input signal represented by a pulse train into a combination of a plurality of pulse trains having a pulse density of 1.0 or 0.0 for the pulse density type neural network. Since the input signal converting means for inputting the signal is provided, a signal having a pulse density of 1.0 is output as an output value when an input signal having a pulse density between 0.0 and 1.0 is input. It becomes possible to specify and output an arbitrary value regardless of the output value when inputting and the output value when inputting a signal with a pulse density of 0.0. Even for intermediate values The learning function of the pulse density type neural network can be fully exerted.

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

【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ニューラルネットワーク 2〜4 信号処理ユニット 5 信号線 6 入力信号変換手段 1 Neural network 2-4 Signal processing unit 5 Signal line 6 Input signal conversion means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルス列で表現された入力信号とパルス
列で表現された結合係数との論理積を演算する論理積演
算手段と、この論理積演算手段による演算結果を複数の
グループに分け、各々のグループ毎に前記演算結果同士
の論理和を演算する論理和演算手段と、これらの論理和
演算手段による演算結果に対して論理演算を施して出力
信号を生成する論理演算手段とを備えた複数個の信号処
理ユニットと、これらの信号処理ユニット間を結合する
信号線とにより網状のニューラルネットワークを形成し
た信号処理装置において、パルス列で表現された前記ニ
ューラルネットワークへの入力信号をパルス密度が1.
0又は0.0の複数個のパルス列の組合せに変換して入
力させる入力信号変換手段を設けたことを特徴とする信
号処理装置。
1. A logical product calculating means for calculating a logical product of an input signal expressed by a pulse train and a coupling coefficient expressed by a pulse train, and a calculation result by the logical product calculating means are divided into a plurality of groups, and A plurality of logical sum calculation means for calculating the logical sum of the calculation results for each group, and a logical calculation means for performing a logical calculation on the calculation results by these logical sum calculation means to generate an output signal In a signal processing device in which a net-like neural network is formed by a signal processing unit of No. 1 and a signal line connecting these signal processing units, the input signal to the neural network expressed by a pulse train has a pulse density of 1.
A signal processing device comprising an input signal converting means for converting into a combination of a plurality of pulse trains of 0 or 0.0 and inputting.
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