神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中的多普勒效應(yīng)處理的制作方法
【專利說明】神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中的多普勒效應(yīng)處理
[000。 背景 [000^ 領(lǐng)域
[0003] 本公開的某些方面一般設(shè)及神經(jīng)系統(tǒng)工程，并且尤其設(shè)及在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中使用 多普勒效應(yīng)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 可包括一群互連的人工神經(jīng)元（即，神經(jīng)元模型）的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種計(jì)算設(shè)備 或者表示將由計(jì)算設(shè)備執(zhí)行的方法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可具有生物學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的對應(yīng)的結(jié)構(gòu) 和/或功能。然而，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可為其中傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)是麻煩的、不切實(shí)際的、或不勝任的 某些應(yīng)用提供創(chuàng)新且有用的計(jì)算技術(shù)。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能從觀察中推斷出功能，因此運(yùn) 樣的網(wǎng)絡(luò)在因任務(wù)或數(shù)據(jù)的復(fù)雜度使得通過常規(guī)技術(shù)來設(shè)計(jì)該功能較為麻煩的應(yīng)用中是 特別有用的。由此，期望提供用于基于頻率隨時(shí)間的增大或減小來計(jì)算對象的速度和/或速 率的神經(jīng)元形態(tài)接收機(jī)。
[0005] 概述
[0006] 在本公開的一個(gè)方面，公開了一種無線通信方法。該方法包括將第一信號映射到 第一組頻槽W及將第二信號映射到第二組頻槽。第一信號對應(yīng)于第一時(shí)間，且第二信號對 應(yīng)于第二時(shí)間。第一組神經(jīng)元(至少部分地)基于第一組頻槽的內(nèi)容被激發(fā)。第二組神經(jīng)元 (至少部分地)基于第二組頻槽的內(nèi)容被激發(fā)。第一組神經(jīng)元對應(yīng)于第一組頻槽，且第二組 神經(jīng)元對應(yīng)于第二組頻槽。另外，第一組神經(jīng)元和第二組神經(jīng)元對應(yīng)于尖峰發(fā)放網(wǎng)絡(luò)的第 一層神經(jīng)元。第一組神經(jīng)元和第二組神經(jīng)元的激發(fā)基于對象的相對速度。
[0007] 另一方面公開了具有存儲器W及禪合至該存儲器的至少一個(gè)處理器的無線通信。 該處理器被配置成將第一信號映射到第一組頻槽W及將第二信號映射到第二組頻槽。第一 信號對應(yīng)于第一時(shí)間，且第二信號對應(yīng)于第二時(shí)間。該處理器被進(jìn)一步配置成基于第一組 頻槽的內(nèi)容來激發(fā)第一組神經(jīng)元，W及基于第二組頻槽的內(nèi)容來激發(fā)第二組神經(jīng)元。第一 組神經(jīng)元對應(yīng)于第一組頻槽，且第二組神經(jīng)元對應(yīng)于第二組頻槽。另外，第一組神經(jīng)元和第 二組神經(jīng)元對應(yīng)于尖峰發(fā)放網(wǎng)絡(luò)的第一層神經(jīng)元。此外，第一組神經(jīng)元和第二組神經(jīng)元的 激發(fā)基于對象的相對速度。
[000引在另一方面，公開了一種裝備，其包括用于將第一信號映射到第一組頻槽的裝置。 該裝備還包括用于將第二信號映射到第二組頻槽的裝置。第一信號對應(yīng)于第一時(shí)間，且第 二信號對應(yīng)于第二時(shí)間。該裝備還包括用于基于第一組頻槽的內(nèi)容來激發(fā)第一組神經(jīng)元的 裝置、W及用于至少部分地基于第二組頻槽的內(nèi)容來激發(fā)第二組神經(jīng)元的裝置。第一組神 經(jīng)元對應(yīng)于第一組頻槽，且第二組神經(jīng)元對應(yīng)于第二組頻槽。另外，第一組神經(jīng)元和第二組 神經(jīng)元對應(yīng)于尖峰發(fā)放網(wǎng)絡(luò)的第一層神經(jīng)元。此外，第一組神經(jīng)元和第二組神經(jīng)元的激發(fā) 基于對象的相對速度。
[0009]另一方面公開了一種具有非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的用于無線網(wǎng)絡(luò)中的無線通信 的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上記錄有非瞬態(tài)程序代碼，運(yùn)些程序代碼在由處理 器執(zhí)行時(shí)使該處理器執(zhí)行W下操作:將第一信號映射到第一組頻槽W及將第二信號映射到 第二組頻槽。第一信號對應(yīng)于第一時(shí)間，且第二信號對應(yīng)于第二時(shí)間。該程序代碼進(jìn)一步使 該處理器基于第一組頻槽的內(nèi)容來激發(fā)第一組神經(jīng)元，W及至少部分地基于第二組頻槽的 內(nèi)容來激發(fā)第二組神經(jīng)元。第一組神經(jīng)元對應(yīng)于第一組頻槽，且第二組神經(jīng)元對應(yīng)于第二 組頻槽。另外，第一組神經(jīng)元和第二組神經(jīng)元對應(yīng)于尖峰發(fā)放網(wǎng)絡(luò)的第一層神經(jīng)元。第一組 神經(jīng)元和第二組神經(jīng)元的激發(fā)基于對象的相對速度。
[0010] 附圖簡述
[0011] 在結(jié)合附圖理解下面闡述的詳細(xì)描述時(shí)，本公開的特征、本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加 明顯，在附圖中，相同附圖標(biāo)記始終作相應(yīng)標(biāo)識。
[0012] 圖1解說了根據(jù)本公開的某些方面的示例神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。
[0013] 圖2解說了根據(jù)本公開的某些方面的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)(神經(jīng)系統(tǒng)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）的處理單元 (神經(jīng)元)的示例。
[0014] 圖3解說了根據(jù)本公開的某些方面的尖峰定時(shí)依賴可塑性(STDP)曲線的示例。
[0015] 圖4解說了根據(jù)本公開的某些方面的用于定義神經(jīng)元模型的行為的正態(tài)相和負(fù)態(tài) 相的示例。
[0016] 圖5解說了根據(jù)本公開的一方面的音調(diào)拓?fù)鋱D的示例。
[0017] 圖6-8解說了根據(jù)本公開的各方面的尖峰發(fā)放神經(jīng)元和輸出神經(jīng)元的示例。
[0018] 圖9解說了根據(jù)本公開的某些方面的使用通用處理器來設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示例實(shí) 現(xiàn)。
[0019] 圖10解說了根據(jù)本公開的某些方面的設(shè)計(jì)其中存儲器可W與個(gè)體分布式處理單 元對接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示例實(shí)現(xiàn)。
[0020] 圖11解說了根據(jù)本公開的某些方面的基于分布式存儲器和分布式處理單元來設(shè) 計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示例實(shí)現(xiàn)。
[0021] 圖12解說了根據(jù)本公開的某些方面的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示例實(shí)現(xiàn)。
[0022] 圖13是解說根據(jù)本公開的一方面的用于處理多普勒效應(yīng)的方法的框圖。
[0023] 圖14是解說示例性設(shè)備中的不同模塊/裝置/組件之間的數(shù)據(jù)流的概念性數(shù)據(jù)流 圖。
[0024] 詳細(xì)描述
[0025] W下結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述旨在作為各種配置的描述，而無意表示可實(shí)踐本文 中所描述的概念的僅有的配置。本詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)W便提供對各種概念的透徹理 解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，沒有運(yùn)些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐運(yùn)些概念。在 一些實(shí)例中，W框圖形式示出眾所周知的結(jié)構(gòu)和組件W避免煙沒此類概念。
[0026] 基于本教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會，本公開的范圍旨在覆蓋本公開的任何方面， 不論其是與本公開的任何其他方面相獨(dú)立地還是組合地實(shí)現(xiàn)的。例如，可W使用所闡述的 任何數(shù)目的方面來實(shí)現(xiàn)裝置或?qū)嵺`方法。另外，本公開的范圍旨在覆蓋使用作為所闡述的 本公開的各個(gè)方面的補(bǔ)充或者與之不同的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或者結(jié)構(gòu)及功能性來實(shí)踐的 此類裝置或方法。應(yīng)當(dāng)理解，所披露的本公開的任何方面可由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)元素 來頭施。
[0027] 措辭"示例性"在本文中用于表示"用作示例、實(shí)例或解說"。本文中描述為"示例 性"的任何方面不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他方面。
[0028] 盡管本文描述了特定方面，但運(yùn)些方面的眾多變體和置換落在本公開的范圍之 內(nèi)。雖然提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點(diǎn)，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、 用途或目標(biāo)。相反，本公開的各方面旨在能寬泛地應(yīng)用于不同的技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng)絡(luò)和協(xié) 議，其中一些作為示例在附圖W及W下對優(yōu)選方面的描述中解說。詳細(xì)描述和附圖僅僅解 說本公開而非限定本公開，本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等效技術(shù)方案來定義。
[0029] 示例神經(jīng)系統(tǒng)、訓(xùn)練及操作
[0030] 圖1解說了根據(jù)本公開的某些方面的具有多級神經(jīng)元的示例人工神經(jīng)系統(tǒng)100。神 經(jīng)系統(tǒng)100可具有神經(jīng)元級102,該神經(jīng)元級102通過突觸連接網(wǎng)絡(luò)104(即，前饋連接)來連 接到另一神經(jīng)元級106。為簡單起見，圖1中僅解說了兩級神經(jīng)元，盡管神經(jīng)系統(tǒng)中可存在更 少或更多級神經(jīng)元。應(yīng)注意，一些神經(jīng)元可通過側(cè)向連接來連接至同層中的其他神經(jīng)元。此 夕h-些神經(jīng)元可通過反饋連接來后向連接至先前層中的神經(jīng)元。
[0031 ]如圖1所解說的，級102中的每一個(gè)神經(jīng)元可W接收可由前級的神經(jīng)元巧在圖1中 示出）生成的輸入信號108。信號108可表示級102的神經(jīng)元的輸入電流。該電流可在神經(jīng)元 膜上累積W對膜電位進(jìn)行充電。當(dāng)膜電位達(dá)到其闊值時(shí)，該神經(jīng)元可激發(fā)并生成輸出尖峰， 該輸出尖峰將被傳遞到下一級神經(jīng)元(例如，級106)。此類行為可在硬件和/或軟件(包括模 擬和數(shù)字實(shí)現(xiàn)，諸如W下所述那些實(shí)現(xiàn)）中進(jìn)行仿真或模擬。
[0032] 在生物學(xué)神經(jīng)元中，在神經(jīng)元激發(fā)時(shí)生成的輸出尖峰被稱為動(dòng)作電位。該電信號 是相對迅速、瞬態(tài)的神經(jīng)脈沖，其具有約為IOOmV的振幅和約為Ims的歷時(shí)。在具有一系列連 通的神經(jīng)元(例如，尖峰從圖1中的一級神經(jīng)元傳遞至另一級神經(jīng)元）的神經(jīng)系統(tǒng)的特定實(shí) 施例中，每個(gè)動(dòng)作電位都具有基本上相同的振幅和歷時(shí)，并且因此該信號中的信息可僅由 尖峰的頻率和數(shù)目、或尖峰的時(shí)間來表示，而不由振幅來表示。動(dòng)作電位所攜帶的信息可由 尖峰、發(fā)放了尖峰的神經(jīng)元、W及該尖峰相對于一個(gè)或數(shù)個(gè)其他尖峰的時(shí)間來確定。尖峰的 重要性可由向各神經(jīng)元之間的連接所應(yīng)用的權(quán)重來確定，如W下所解釋的。
[0033] 尖峰從一級神經(jīng)元向另一級神經(jīng)元的傳遞可通過突觸連接(或簡稱"突觸"）網(wǎng)絡(luò) 104來達(dá)成，如圖1中所解說的。關(guān)于突觸104,級102的神經(jīng)元可被視為突觸前神經(jīng)元，而級 106的神經(jīng)元可被視為突觸后神經(jīng)元。突觸104可接收來自級102的神經(jīng)元的輸出信號（即， 尖峰），并根據(jù)可調(diào)節(jié)突觸權(quán)重>^^+1^> 蛛{^^1^來按比例縮放那些信號，其中？是級102 的神經(jīng)元與級106的神經(jīng)元之間的突觸連接的總數(shù)，并且i是神經(jīng)元級的指示符。例如，在圖 1的示例中，i表示神經(jīng)元級102并且i+1表示神經(jīng)元級106。此外，經(jīng)按比例縮放的信號可被 組合W作為級106中每個(gè)神經(jīng)元的輸入信號。級106中的每個(gè)神經(jīng)元可基于對應(yīng)的組合輸入 信號來生成輸出尖峰110。可使用另一突觸連接網(wǎng)絡(luò)（圖1中未示出）將運(yùn)些輸出尖峰110傳 遞到另一級神經(jīng)元。
[0034] 生物學(xué)突觸可被分類為電的或化學(xué)的。電突觸主要用于發(fā)送興奮性信號，而化學(xué) 突觸可調(diào)停突觸后神經(jīng)元中的興奮性或抑制性(超極化)動(dòng)作，并且還可用于放大神經(jīng)元信 號。興奮性信號使膜電位去極化(即，相對于靜息電位增大膜電位）。如果在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)接 收到足夠的興奮性信號W使膜電位去極化到高于闊值，則在突觸后神經(jīng)元中發(fā)生動(dòng)作電 位。相反，抑制性信號一般使膜電位超極化（即，降低膜電位）。抑制性信號如果足夠強(qiáng)則可 抵消掉興奮性信號之和并阻止膜電位到達(dá)闊值。除了抵消掉突觸興奮W外，突觸抑制還可 對自發(fā)活躍神經(jīng)元施加強(qiáng)力的控制。自發(fā)活躍神經(jīng)元是指在沒有進(jìn)一步輸入的情況下（例 如，由于其動(dòng)態(tài)或反饋而)發(fā)放尖峰的神經(jīng)元。通過壓制運(yùn)些神經(jīng)元中的動(dòng)作電位的自發(fā)生 成，突觸抑制可對神經(jīng)元中的激發(fā)模式進(jìn)行定形，運(yùn)一般被稱為雕刻。取決于期望的行為， 各種突觸104可充當(dāng)興奮性或抑制性突觸的任何組合。
[0035] 神經(jīng)系統(tǒng)100可由通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場 可編程口陣列(FP