本發(fā)明涉及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

如今的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究絕大多數(shù)仍是在馮·諾依曼計(jì)算機(jī)軟件并搭配高性能GPGPU(General Purpose Graphic Processing Units通用圖形處理單元)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)過(guò)程的硬件開銷、能耗和信息處理速度都不容樂(lè)觀。為此，近幾年神經(jīng)形態(tài)計(jì)算領(lǐng)域迅猛發(fā)展，即采用硬件電路直接構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從而模擬大腦的功能，試圖實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行、低能耗、可支撐復(fù)雜模式學(xué)習(xí)的計(jì)算平臺(tái)。

然而，傳統(tǒng)的神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要有兩種形態(tài)，一種為脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，兩者對(duì)同樣的輸入信息有著不同的表達(dá)方式，導(dǎo)致人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因處理的信息不同而不能兼容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)兩種不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入的信息不兼容的問(wèn)題，提供一種人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法和系統(tǒng)，所述方法包括：

接收前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息；

判斷所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，當(dāng)所述輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，利用第一轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第一脈沖神經(jīng)元信息，并輸出所述第一脈沖神經(jīng)元信息；

當(dāng)所述輸入模式為單次輸入時(shí)，利用第二轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第二脈沖神經(jīng)元信息，并輸出所述第二脈沖神經(jīng)元信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述當(dāng)所述輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，利用第一轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第一脈沖神經(jīng)元信息，包括：

將第一時(shí)間窗等間隔劃分為多個(gè)時(shí)間步；

在所述第一時(shí)間窗內(nèi)的第一個(gè)時(shí)間步，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息大于等于脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，并根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和發(fā)射遞減值，獲取神經(jīng)元發(fā)射后信息；當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息小于所述脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述人工神經(jīng)元輸入信息確定為神經(jīng)元未發(fā)射信息；

將所述神經(jīng)元發(fā)射后信息或所述神經(jīng)元未發(fā)射信息，確認(rèn)為所述第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息；

在所述第一時(shí)間窗內(nèi)的后續(xù)各時(shí)間步，分別根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息、所述脈沖發(fā)射閾值和所述發(fā)射遞減值，判斷是否發(fā)射脈沖尖峰信息；

將所述第一時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確定為第一脈沖神經(jīng)元信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息、所述脈沖發(fā)射閾值和所述發(fā)射遞減值，判斷是否發(fā)射脈沖尖峰信息，包括：

將所述人工神經(jīng)元輸入信息和所述前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息進(jìn)行累加，獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息；

當(dāng)所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息大于等于所述預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息減去所述預(yù)設(shè)的發(fā)射遞減值，獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元發(fā)射后信息；

當(dāng)所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息小于所述預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息確定為當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元未發(fā)射信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述當(dāng)所述輸入模式為單次輸入時(shí)，利用第二轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第二脈沖神經(jīng)元信息，包括：

根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和第二時(shí)間窗，確定所述第二時(shí)間窗內(nèi)的第四時(shí)長(zhǎng)；

在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述第二時(shí)間窗內(nèi)所有的所述脈沖尖峰信息確認(rèn)為第二脈沖神經(jīng)元信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射脈沖尖峰信息，包括：

在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)連續(xù)發(fā)射脈沖尖峰信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)判斷接收到的前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，將輸入模式為持續(xù)輸入或單次輸入的人工神經(jīng)元輸入信息，別分采用不同的轉(zhuǎn)換模式，轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息。本實(shí)施例不但能夠?qū)⑷斯ど窠?jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息，而且能夠兼容不同的人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于人工神經(jīng)元輸入信息和脈沖神經(jīng)元輸入信息的兼容性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，通過(guò)將時(shí)間窗等間隔劃分為時(shí)間步，在第一個(gè)時(shí)間步，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和脈沖發(fā)射閾值進(jìn)行比較，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，并獲取第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息，在后續(xù)的各時(shí)間步，則根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，最后將所述時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確認(rèn)為轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息。通過(guò)在時(shí)間窗內(nèi)，利用脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，控制是否根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息發(fā)射脈沖尖峰信號(hào)的方式，可以將所述人工神經(jīng)元輸入信息，根據(jù)不同的需求，通過(guò)調(diào)整脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值的方式，給出不同的脈沖神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換結(jié)果，實(shí)施方式簡(jiǎn)單。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息，確定一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)，并根據(jù)發(fā)射的所述脈沖尖峰信息，確定轉(zhuǎn)換后的額脈沖神經(jīng)元信息，本實(shí)施例，用一定時(shí)間窗內(nèi)的脈沖尖峰信息的個(gè)數(shù)，或所述發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)和時(shí)間窗內(nèi)未發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)的比值，確定轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單。

本發(fā)明還提供一種人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的系統(tǒng)，包括：

人工神經(jīng)元輸入信息接收模塊，用于接收前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息；

第一轉(zhuǎn)換模塊，用于判斷所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，當(dāng)所述輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，利用第一轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第一脈沖神經(jīng)元信息；

脈沖神經(jīng)元信息輸出模塊，用于輸出所述第一脈沖神經(jīng)元信息；

第二轉(zhuǎn)換模塊，用于當(dāng)所述輸入模式為單次輸入時(shí)，利用第二轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第二脈沖神經(jīng)元信息；

所述脈沖神經(jīng)元信息輸出模塊，用于輸出第二脈沖神經(jīng)元信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一轉(zhuǎn)換模塊，包括：

時(shí)間步劃分單元，用于將第一時(shí)間窗等間隔劃分為多個(gè)時(shí)間步；

第一時(shí)間步處理單元，用于在所述第一時(shí)間窗內(nèi)的第一個(gè)時(shí)間步，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息大于等于脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，并根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和發(fā)射遞減值，獲取神經(jīng)元發(fā)射后信息；當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息小于所述脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述人工神經(jīng)元輸入信息確定為神經(jīng)元未發(fā)射信息；將所述神經(jīng)元發(fā)射后信息或所述神經(jīng)元未發(fā)射信息，確認(rèn)為所述第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息；

后續(xù)時(shí)間步處理單元，用于在所述第一時(shí)間窗內(nèi)的后續(xù)各時(shí)間步，分別根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息、所述脈沖發(fā)射閾值和所述發(fā)射遞減值，判斷是否發(fā)射脈沖尖峰信息；

第一脈沖神經(jīng)元信息確定單元，用于將所述第一時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確定為第一脈沖神經(jīng)元信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述后續(xù)時(shí)間步處理單元，用于將所述人工神經(jīng)元輸入信息和所述前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息進(jìn)行累加，獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息；

當(dāng)所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息大于等于所述預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息減去所述預(yù)設(shè)的發(fā)射遞減值，獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元發(fā)射后信息；

當(dāng)所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息小于所述預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息確定為當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元未發(fā)射信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和第二時(shí)間窗，確定所述第二時(shí)間窗內(nèi)的第四時(shí)長(zhǎng)；

在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述第二時(shí)間窗內(nèi)所有的所述脈沖尖峰信息確認(rèn)為第二脈沖神經(jīng)元信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射脈沖尖峰信息，包括：

在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)連續(xù)發(fā)射脈沖尖峰信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)判斷接收到的前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，將輸入模式為持續(xù)輸入或單次輸入的人工神經(jīng)元輸入信息，別分采用不同的轉(zhuǎn)換模式，轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息。本實(shí)施例不但能夠?qū)⑷斯ど窠?jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息，而且能夠兼容不同的人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于人工神經(jīng)元輸入信息和脈沖神經(jīng)元輸入信息的兼容性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，通過(guò)將時(shí)間窗等間隔劃分為時(shí)間步，在第一個(gè)時(shí)間步，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和脈沖發(fā)射閾值進(jìn)行比較，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，并獲取第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息，在后續(xù)的各時(shí)間步，則根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，最后將所述時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確認(rèn)為轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息。通過(guò)在時(shí)間窗內(nèi)，利用脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，控制是否根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息發(fā)射脈沖尖峰信號(hào)的方式，可以將所述人工神經(jīng)元輸入信息，根據(jù)不同的需求，通過(guò)調(diào)整脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值的方式，給出不同的脈沖神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換結(jié)果，實(shí)施方式簡(jiǎn)單。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息，確定一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)，并根據(jù)發(fā)射的所述脈沖尖峰信息，確定轉(zhuǎn)換后的額脈沖神經(jīng)元信息，本實(shí)施例，用一定時(shí)間窗內(nèi)的脈沖尖峰信息的個(gè)數(shù)，或所述發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)和時(shí)間窗內(nèi)未發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)的比值，確定轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法的流程示意圖；

圖2為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法的流程示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法的流程示意圖；

圖4為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法的流程示意圖；

圖5一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法的計(jì)算核的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法中第一脈沖神經(jīng)元信息的示意圖；

圖7為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的系統(tǒng)中第一轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法中第二脈沖神經(jīng)元信息的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1為一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法的流程示意圖，如圖1所示的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法包括：

步驟S100，接收前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息。

具體地，脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元之間的連接采用Spike(1比特)實(shí)現(xiàn)，并帶有一定的時(shí)間深度。在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，脈沖發(fā)放的頻率和模式代表著不同的信息。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)元之間的連接采用多比特量(例如8比特)實(shí)現(xiàn)，且沒(méi)有時(shí)間深度。當(dāng)一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)路處理的任務(wù)，即需要處理脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息，也需要處理脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)，兩種不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的信息不兼容。

所述接收前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息，包括采用多比特量(例如8比特量)實(shí)現(xiàn)的，不具有時(shí)間深度的神經(jīng)元輸入信號(hào)，是所述前繼人工神經(jīng)元輸入的膜電位。

步驟S200,判斷所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，當(dāng)所述輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，接步驟S300a，當(dāng)所述輸入模式為單次輸入時(shí)，跳至步驟S300b。

具體地，所述前繼人工神經(jīng)元輸入的膜電位，有兩種輸入模式，一直為持續(xù)輸入模式，即在預(yù)設(shè)的輸入時(shí)段內(nèi)，保持所述的膜電位的輸入不變，另一種為單次的輸入，即所述膜電位的輸入，不是持續(xù)一段時(shí)間的輸入，而是在某設(shè)定好的輸出時(shí)刻進(jìn)行單次輸入。

步驟S300a，利用第一轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第一脈沖神經(jīng)元信息。

具體地，所述第一轉(zhuǎn)換模式，用于將持續(xù)輸入的人工神經(jīng)元輸入信息，根據(jù)膜電位持續(xù)輸入的特征，轉(zhuǎn)換為第一脈沖神經(jīng)元信息，如利用高于預(yù)設(shè)發(fā)射閾值的膜電位的釋放動(dòng)作發(fā)送脈沖信號(hào)，并進(jìn)行釋放后的膜電位累積以判斷是否繼續(xù)釋放從而發(fā)送脈沖信號(hào)。

步驟S300b，利用第二轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第二脈沖神經(jīng)元信息。

具體地，所述第二轉(zhuǎn)換模式，用于將單次輸入的所述人工神經(jīng)元輸入信息，利用單次輸入的特征，轉(zhuǎn)換為第二脈沖神經(jīng)元信息，如利用設(shè)定的脈沖信號(hào)發(fā)送頻率和人工神經(jīng)元膜電位之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定不同的脈沖信號(hào)的發(fā)送頻率表達(dá)不同的人工神經(jīng)元膜電位信息，或利用預(yù)設(shè)時(shí)段內(nèi)的固定發(fā)送頻率的脈沖信號(hào)的發(fā)送時(shí)長(zhǎng)和預(yù)設(shè)時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)的比值，來(lái)表示人工神經(jīng)元膜電位信息。

步驟S400，輸出所述第一脈沖神經(jīng)元信息或第二脈沖神經(jīng)元信息。

在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體實(shí)現(xiàn)中，如圖5所示，本發(fā)明的方法通過(guò)一個(gè)計(jì)算核來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，計(jì)算核接收前繼ANN(人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))輸入的人工神經(jīng)元輸入信息，將其轉(zhuǎn)換為SNN(脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))信息后，發(fā)送給后續(xù)的SNN網(wǎng)路使用。在計(jì)算核中，軸突模塊輸入用于接收人工神經(jīng)元輸入信息，樹突模塊用于具體地信號(hào)的累計(jì)計(jì)算，包括積分計(jì)算等，胞體模塊發(fā)放用于發(fā)放轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息。通過(guò)神經(jīng)核的計(jì)算和處理，將前繼的ANN網(wǎng)絡(luò)和后續(xù)的SNN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了無(wú)縫連接。

在本實(shí)施例中，通過(guò)判斷接收到的前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，將輸入模式為持續(xù)輸入或單次輸入的人工神經(jīng)元輸入信息，別分采用不同的轉(zhuǎn)換模式，轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息。本實(shí)施例不但能夠?qū)⑷斯ど窠?jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息，而且能夠兼容不同的人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于人工神經(jīng)元輸入信息和脈沖神經(jīng)元輸入信息的兼容性。

圖2為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法中，第一轉(zhuǎn)換模式下的方法的流程示意圖，如圖2所示的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法包括：

步驟S310a，將第一時(shí)間窗等間隔劃分為多個(gè)時(shí)間步。

具體地，所述第一轉(zhuǎn)換模式，為根據(jù)持續(xù)輸入的人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換脈沖神經(jīng)元信息，根據(jù)所述持續(xù)輸入的特征，將時(shí)長(zhǎng)為第一時(shí)長(zhǎng)的第一時(shí)間窗，等間隔劃分為時(shí)長(zhǎng)為第二時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間步，在每個(gè)時(shí)間步判斷是否發(fā)送脈沖尖峰信號(hào)，然后將整個(gè)時(shí)間發(fā)送的脈沖尖峰信號(hào)，確定為轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息即可。本實(shí)施例中給出的轉(zhuǎn)換模式，轉(zhuǎn)換出的脈沖尖峰信息，也是等間隔的。

步驟S320a，在所述第一時(shí)間窗內(nèi)的第一個(gè)時(shí)間步，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息大于等于脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，并根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和發(fā)射遞減值，獲取神經(jīng)元發(fā)射后信息；當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息小于所述脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述人工神經(jīng)元輸入信息確定為神經(jīng)元未發(fā)射信息。

具體地，根據(jù)預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值，在第一個(gè)時(shí)間步內(nèi)，所述人工神經(jīng)元輸入信息大于等于脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，小于所述脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖端信息。

當(dāng)發(fā)射脈沖尖峰信息時(shí)，將所述人工神經(jīng)元輸入信息減去發(fā)射遞減值后，獲取一個(gè)神經(jīng)元發(fā)射后信息的信息，所述神經(jīng)元發(fā)射后信息的膜電位值小于所述人工神經(jīng)元輸入信息的膜電位值。

當(dāng)不發(fā)射脈沖尖峰信息時(shí)，所述人工神經(jīng)元輸入信息，不和所述的發(fā)射遞減值進(jìn)行計(jì)算。

如圖6所示，將一個(gè)時(shí)間窗等間隔劃分為時(shí)間步后，在第一個(gè)時(shí)間步，發(fā)放時(shí)，根據(jù)膜電位值V_j與脈沖發(fā)射閾值V_th的關(guān)系，判定是否發(fā)放：

其中，F(xiàn)ire＝1表示發(fā)射脈沖尖峰信息，F(xiàn)ire＝0表示不發(fā)射脈沖尖峰信息，V_j為當(dāng)前時(shí)間步j(luò)的膜電位信息，V_th為脈沖發(fā)射閾值。

若Fire＝1，則V_x＝V_j-ΔV，其中V_x為當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元發(fā)射后信息；

若Fire＝0，則V_y＝V_j，其中V_y為當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元未發(fā)射信息。

步驟S330a，將所述神經(jīng)元發(fā)射后信息或所述神經(jīng)元未發(fā)射信息，確認(rèn)為所述第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息。

具體地，在所述時(shí)間窗的后續(xù)時(shí)間步中，第一個(gè)時(shí)間步獲取到的神經(jīng)元未發(fā)射信息和神經(jīng)元未發(fā)射信息，均作為第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息，參加后續(xù)時(shí)間步的計(jì)算。

將神經(jīng)元發(fā)射后信息V_x和神經(jīng)元未發(fā)射信息V_y為當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息V_i。

步驟S340a，在所述第一時(shí)間窗內(nèi)的后續(xù)各時(shí)間步，分別根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息、所述脈沖發(fā)射閾值和所述發(fā)射遞減值，判斷是否發(fā)射脈沖尖峰信息。

具體地，在后續(xù)的各時(shí)間步，要分別根據(jù)人工神經(jīng)元輸入信息，和所述第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息，判斷是否發(fā)射脈沖尖峰信息。

步驟S350a，將所述第一時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確定為第一脈沖神經(jīng)元信息。

具體地，當(dāng)一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的時(shí)間步都完成脈沖尖峰信息發(fā)射或不發(fā)射的動(dòng)作后，將所述時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有的脈沖尖峰信息，確定為所述第一時(shí)間窗的第一脈沖神經(jīng)元信息。

在本實(shí)施例中，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，通過(guò)將時(shí)間窗等間隔劃分為時(shí)間步，在第一個(gè)時(shí)間步，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和脈沖發(fā)射閾值進(jìn)行比較，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，并獲取第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息，在后續(xù)的各時(shí)間步，則根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，最后將所述時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確認(rèn)為轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息。通過(guò)在時(shí)間窗內(nèi)，利用脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，控制是否根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息發(fā)射脈沖尖峰信號(hào)的方式，可以將所述人工神經(jīng)元輸入信息，根據(jù)不同的需求，通過(guò)調(diào)整脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值的方式，給出不同的脈沖神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換結(jié)果，實(shí)施方式簡(jiǎn)單。

圖3為一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法中，在第一時(shí)間窗內(nèi)的除第一個(gè)時(shí)間步的后續(xù)時(shí)間步的脈沖轉(zhuǎn)換方法的的流程示意圖，如圖3所示的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法包括：

步驟S341a，將所述人工神經(jīng)元輸入信息和所述前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息進(jìn)行累加，獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息。

具體地，在第一個(gè)時(shí)間步后的后續(xù)各時(shí)間步，將接收到的前續(xù)人工神經(jīng)元的人工神經(jīng)元輸入信息，和上一個(gè)時(shí)間步獲取的神經(jīng)元中間信息進(jìn)行累加，后獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息。由于所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式是持續(xù)輸入的，在每個(gè)時(shí)間步獲取到的膜電位信息都是持續(xù)的，相等的。

根據(jù)當(dāng)前時(shí)間步接收到的前續(xù)人工神經(jīng)元輸入的膜電位值V_j，前一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息V_i累加后，判斷其與脈沖發(fā)射閾值V_th的關(guān)系，判定是否發(fā)放，

步驟S342a，當(dāng)所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息大于等于所述預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息減去所述預(yù)設(shè)的發(fā)射遞減值，獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元發(fā)射后信息。

具體地，將每個(gè)時(shí)間步獲取到的神經(jīng)元累加信息，和預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述神經(jīng)元累加信息大于所述脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信號(hào)，并將所述神經(jīng)元累加信息減去所述預(yù)設(shè)的發(fā)射遞減值后進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間步的計(jì)算。

步驟S343a，當(dāng)所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息小于所述預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息確定為當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元未發(fā)射信息。

具體地，不發(fā)射脈沖尖峰信息時(shí)，將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息確定為當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元未發(fā)射信息，并參與后續(xù)的時(shí)間步的計(jì)算即可。

如圖6所示，在一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的各時(shí)間步，通過(guò)是否發(fā)射脈沖尖峰信息，獲取多個(gè)脈沖尖峰信息組成的脈沖信號(hào)。根據(jù)輸入的人工神經(jīng)元輸入信息的不同，發(fā)射脈沖尖峰信息的間隔不同，轉(zhuǎn)換的脈沖神經(jīng)元信息也不同。

在本實(shí)施例中，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，在除第一個(gè)時(shí)間步外的后續(xù)的各時(shí)間步，則根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，最后將所述時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確認(rèn)為轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息。通過(guò)在時(shí)間窗內(nèi)，利用脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，控制是否根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息發(fā)射脈沖尖峰信號(hào)的方式，可以將所述人工神經(jīng)元輸入信息，根據(jù)不同的需求，通過(guò)調(diào)整脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值的方式，給出不同的脈沖神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換結(jié)果，實(shí)施方式簡(jiǎn)單。

圖4為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法中，第二轉(zhuǎn)換模式下的方法的流程示意圖，如圖4所示的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的方法包括：

步驟S310b，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和第二時(shí)間窗，確定所述第二時(shí)間窗內(nèi)的第四時(shí)長(zhǎng)。

具體地，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式為單次輸入時(shí)，輸入的膜電位不是持續(xù)輸入，需要將所述單次輸入的非持續(xù)的膜電位信息，轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息。

步驟S320b，在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述第二時(shí)間窗內(nèi)所有的所述脈沖尖峰信息確認(rèn)為第二脈沖神經(jīng)元信息。

具體地，在一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息的膜電位值，來(lái)確定發(fā)射和不發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)的比值。所述在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射脈沖尖峰信息，包括連續(xù)發(fā)送，或在第四時(shí)長(zhǎng)的開始和結(jié)束時(shí)刻，各發(fā)送一個(gè)脈沖尖峰信息即可。所述連續(xù)發(fā)送方式，包括：在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)連續(xù)發(fā)射脈沖尖峰信息。所述連續(xù)發(fā)射脈沖尖峰信息，包括連續(xù)等間隔發(fā)送，和連續(xù)不等間隔發(fā)送。

如圖9所示，通過(guò)在第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)連續(xù)發(fā)送脈沖尖峰信息，并根據(jù)第四時(shí)長(zhǎng)和第二時(shí)間窗時(shí)長(zhǎng)之間的關(guān)系的比值，確定第二脈沖神經(jīng)元信息。

在本實(shí)施例中，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息，確定一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)，并根據(jù)發(fā)射的所述脈沖尖峰信息，確定轉(zhuǎn)換后的額脈沖神經(jīng)元信息，本實(shí)施例，用一定時(shí)間窗內(nèi)的脈沖尖峰信息的個(gè)數(shù)，或所述發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)和時(shí)間窗內(nèi)未發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)的比值，確定轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單。

圖7為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的系統(tǒng)，包括：

人工神經(jīng)元輸入信息接收模塊100，用于接收前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息；

輸入模式判斷模塊200，用于判斷所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式；

第一轉(zhuǎn)換模塊300，用于當(dāng)所述輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，利用第一轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第一脈沖神經(jīng)元信息；

第二轉(zhuǎn)換模塊400，用于當(dāng)所述輸入模式為單次輸入時(shí)，利用第二轉(zhuǎn)換模式將所述人工神經(jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為第二脈沖神經(jīng)元信息；所述第二轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和第二時(shí)間窗，確定所述第二時(shí)間窗內(nèi)的第四時(shí)長(zhǎng)；在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述第二時(shí)間窗內(nèi)所有的所述脈沖尖峰信息確認(rèn)為第二脈沖神經(jīng)元信息。所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射脈沖尖峰信息，包括在所述第四時(shí)長(zhǎng)內(nèi)連續(xù)發(fā)射脈沖尖峰信息。

脈沖神經(jīng)元信息輸出模塊500，用于輸出所述第一脈沖神經(jīng)元信息或第二脈沖神經(jīng)元信息。

在本實(shí)施例中，通過(guò)判斷接收到的前繼人工神經(jīng)元輸入的人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，將輸入模式為持續(xù)輸入或單次輸入的人工神經(jīng)元輸入信息，別分采用不同的轉(zhuǎn)換模式，轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息。本實(shí)施例不但能夠?qū)⑷斯ど窠?jīng)元輸入信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息，而且能夠兼容不同的人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式，提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于人工神經(jīng)元輸入信息和脈沖神經(jīng)元輸入信息的兼容性。根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息，確定一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)，并根據(jù)發(fā)射的所述脈沖尖峰信息，確定轉(zhuǎn)換后的額脈沖神經(jīng)元信息，本實(shí)施例，用一定時(shí)間窗內(nèi)的脈沖尖峰信息的個(gè)數(shù)，或所述發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)和時(shí)間窗內(nèi)未發(fā)射脈沖尖峰信息的時(shí)長(zhǎng)的比值，確定轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單。

圖8為另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的系統(tǒng)中第一轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8另一個(gè)實(shí)施例的人工神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換為脈沖神經(jīng)元信息的系統(tǒng)包括：

時(shí)間步劃分單元210，用于將第一時(shí)間窗等間隔劃分為多個(gè)時(shí)間步。

第一時(shí)間步處理單元220，用于在所述第一時(shí)間窗內(nèi)的第一個(gè)時(shí)間步，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息大于等于脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，并根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和發(fā)射遞減值，獲取神經(jīng)元發(fā)射后信息；當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息小于所述脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述人工神經(jīng)元輸入信息確定為神經(jīng)元未發(fā)射信息；將所述神經(jīng)元發(fā)射后信息或所述神經(jīng)元未發(fā)射信息，確認(rèn)為所述第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息；

后續(xù)時(shí)間步處理單元230，用于在所述第一時(shí)間窗內(nèi)的后續(xù)各時(shí)間步，分別根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息、所述脈沖發(fā)射閾值和所述發(fā)射遞減值，判斷是否發(fā)射脈沖尖峰信息；用于將所述人工神經(jīng)元輸入信息和所述前一個(gè)時(shí)間步的所述神經(jīng)元中間信息進(jìn)行累加，獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息；當(dāng)所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息大于等于所述預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值時(shí)，發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息減去所述預(yù)設(shè)的發(fā)射遞減值，獲取當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元發(fā)射后信息；當(dāng)所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息小于所述預(yù)設(shè)的脈沖發(fā)射閾值時(shí)，不發(fā)射脈沖尖峰信息，并將所述當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元累加信息確定為當(dāng)前時(shí)間步的神經(jīng)元未發(fā)射信息。

第一脈沖神經(jīng)元信息確定單元240，用于將所述第一時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確定為第一脈沖神經(jīng)元信息。

在本實(shí)施例中，當(dāng)所述人工神經(jīng)元輸入信息的輸入模式為持續(xù)輸入時(shí)，通過(guò)將時(shí)間窗等間隔劃分為時(shí)間步，在第一個(gè)時(shí)間步，根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息和脈沖發(fā)射閾值進(jìn)行比較，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，并獲取第一個(gè)時(shí)間步的神經(jīng)元中間信息，在后續(xù)的各時(shí)間步，則根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息、脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，確定是否發(fā)射脈沖尖峰信息，最后將所述時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的所有脈沖尖峰信息，確認(rèn)為轉(zhuǎn)換后的脈沖神經(jīng)元信息。通過(guò)在時(shí)間窗內(nèi)，利用脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值，控制是否根據(jù)所述人工神經(jīng)元輸入信息發(fā)射脈沖尖峰信號(hào)的方式，可以將所述人工神經(jīng)元輸入信息，根據(jù)不同的需求，通過(guò)調(diào)整脈沖發(fā)射閾值和發(fā)射遞減值的方式，給出不同的脈沖神經(jīng)元信息轉(zhuǎn)換結(jié)果，實(shí)施方式簡(jiǎn)單。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。