不応期ニューロンとスパースコーディングを用いた自己相関連想記憶に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14780308
• Research Institution: Kurume National College of Technology
• Principal Investigator: 小田 幹雄 久留米工業高等専門学校, 制御情報工学科, 助手 (80300648)
• Keywords: ニューラルネットワーク / 連想記憶 / スパースコーディング / 不応期 / ハードウエア / FPGA

Research Abstract

ニューラルネットワークを用いた自己相関連想記憶の記憶容量を改善するために,コーディング法およびダイナミクスの改良の視点から研究を行った。コーディング法としてスパースなコーディングを行うと無相関パタンと比較し,飛躍的に記憶容量が向上することが知られているが,このコーディング法に研究者が提案したニューロンに不応期を導入する手法を適用し,その実用性と有効性を検討した。スパースコーディングモデルのニューロンに不応性を適用する場合,非同期回路網に対しては無相関パターンと同様,不応しきい値の設定は容易であるが,同期回路網に対しては不応しきい値の設定が困難であることが得られた。計算機を用いたシミュレーション実験の結果により,スパース性が大きくなるほどニューロンの不応性の効果は減少するものの,スパースコーディングに対する提案モデルの有効性が示された。
これまでの研究成果は,平成15年電子情報通信学会総合大会にて「不応期をもつニューロンによる相関パターンの連想記憶」として口頭発表した。また,国際会議ICONIP'03にて「Associative Memory Using Refractory Period of Neurons for Correlated Patterns」として平成16年度に発表予定である。
次に,提案連想記憶モデルのハードウエア化の基礎研究として,Xilinx社のFPGAチップへの実装方法を検討した。主として,アナログニューロンをデジタル回路へ実装する手法を検討した結果,アナログ情報をパルス列として伝達する手法が良いとの結論を得た。平成15年度は,この方法を採用した小規模な回路網を設計する予定である。