本發(fā)明涉及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)元信息處理方法和系統(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)中實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)過程的硬件開銷、能耗和信息處理速度都不容樂觀。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)的脈沖神經(jīng)元信息處理方法，利用歷史膜電位作為泄漏值，用于計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，導(dǎo)致神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在對(duì)于輸入響應(yīng)的靈敏度和穩(wěn)定性方面無法做到很好的平衡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何解決靈敏度和穩(wěn)定性之間的平衡的問題，提供一種自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)元信息處理方法和系統(tǒng)，其中，所述方法包括：

接收前端脈沖神經(jīng)元輸出信息；

讀取當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息包括自適應(yīng)膜電位泄漏信息；

根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息；

根據(jù)所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息；

輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息，包括：前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息、前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重索引；

所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，還包括：當(dāng)前時(shí)間窗寬度、當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列、歷史膜電位信息；

則根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，包括：

根據(jù)所述前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重索引，讀取前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重；

根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列；

根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息；

根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸入信息、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重、所述歷史膜電位信息、所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息，通過脈沖神經(jīng)元計(jì)算模型，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息的步驟之后在，在所述輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息的步驟之前，所述方法還包括：

獲取閾值電位；

將所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述閾值電位進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息，所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息包括：發(fā)放觸發(fā)或發(fā)放不觸發(fā)；當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)，

復(fù)位不應(yīng)期計(jì)時(shí)器，并更新所述歷史膜電位信息為預(yù)設(shè)的復(fù)位膜電位信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括：

當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放不觸發(fā)時(shí)，讀取不應(yīng)期寬度和不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步；

根據(jù)所述不應(yīng)期寬度和所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步，判斷當(dāng)前時(shí)間是否在不應(yīng)期內(nèi)，若當(dāng)前時(shí)間在所述不應(yīng)期內(nèi)，將所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)一個(gè)時(shí)間步，不更新所述歷史膜電位信息；

若當(dāng)前時(shí)間不在應(yīng)期內(nèi)，將所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)一個(gè)時(shí)間步，并更新所述歷史膜電位信息為所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取閾值電位，包括：

讀取隨機(jī)閾值掩模電位、閾值偏置和隨機(jī)閾值；

將所述隨機(jī)閾值和所述隨機(jī)閾值掩模電位進(jìn)行按位與操作，獲取閾值隨機(jī)疊加量；

根據(jù)所述閾值隨機(jī)疊加量和所述閾值偏置，確定所述閾值電位。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息，包括：

讀取靜息膜電位信息和泄漏值縮放因子；

根據(jù)所述靜息膜電位信息、所述泄漏值縮放因子和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，包括：

讀取發(fā)放使能標(biāo)識(shí)，所述發(fā)放使能標(biāo)識(shí)包括允許發(fā)放數(shù)據(jù)或不允許發(fā)放數(shù)據(jù)；當(dāng)所述發(fā)放使能標(biāo)識(shí)為允許發(fā)放數(shù)據(jù)時(shí)，

讀取所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息，當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)；

輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

本發(fā)明所提供的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)元信息處理方法，利用自適應(yīng)的膜電位泄漏信息參與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息的計(jì)算，并利用計(jì)算出的當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息更新所述自適應(yīng)膜電位信息參與下一個(gè)時(shí)間步的計(jì)算。與傳統(tǒng)的固定泄漏值不同，自適應(yīng)泄漏值的設(shè)定方式，每個(gè)時(shí)間步的泄漏值與上一個(gè)時(shí)間步的膜電位相關(guān)，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均有一定的柔性，若當(dāng)前時(shí)間步的膜電位大，則下個(gè)時(shí)間步的泄漏值衰減的多，若當(dāng)前時(shí)間步的膜電位小，則下個(gè)時(shí)間步的泄漏值衰減的少，不會(huì)出現(xiàn)泄漏值衰減到底導(dǎo)致的脈沖神經(jīng)元喪失響應(yīng)能力，也不會(huì)出現(xiàn)泄漏值衰減過慢導(dǎo)致的對(duì)于輸入的響應(yīng)過于靈敏，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靈敏度和穩(wěn)定性之間達(dá)到很好的平衡作用。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息，可以支持具有時(shí)間深度的時(shí)空脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，相比于時(shí)間深度僅僅為一的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案，可以大大提高脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空信息編碼能力，豐富脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用空間。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過設(shè)置發(fā)放使能標(biāo)識(shí)和發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志，確定當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，使得脈沖神經(jīng)元的輸出的可控性更高，發(fā)放使能標(biāo)志可以配置有的神經(jīng)元不允許發(fā)放數(shù)據(jù)，而只用作中間輔助計(jì)算神經(jīng)元，這對(duì)于一些需要多神經(jīng)元協(xié)作完成的功能是非常必要的。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過讀取隨機(jī)閾值掩模電位和閾值偏置，并接收配置寄存器給出的配置值，確定所述閾值電位，使得神經(jīng)元發(fā)放脈沖尖端信息具有一定概率的隨機(jī)性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過設(shè)置泄漏值縮放因子，使得神經(jīng)元自適應(yīng)泄漏值更加可控，也進(jìn)一步提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)靈敏度和穩(wěn)定性之間的平衡。

本發(fā)明還提供一種自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)元信息處理系統(tǒng)，包括：

前端脈沖神經(jīng)元輸出信息接收模塊，用于接收前端脈沖神經(jīng)元輸出信息；

當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息讀取模塊，用于讀取當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息包括自適應(yīng)膜電位泄漏信息；

當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息；

自適應(yīng)膜電位泄漏信息更新模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息；

當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息輸出模塊，用于輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息，包括：前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息、前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重索引；

所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，還包括：當(dāng)前時(shí)間窗寬度、當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列、歷史膜電位信息；

所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息計(jì)算模塊，包括：

脈沖神經(jīng)元連接權(quán)重讀取單元，用于根據(jù)所述前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重索引，讀取前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重；

時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列更新單元，用于根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列；

前端脈沖神經(jīng)元輸入信息計(jì)算單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息；

脈沖神經(jīng)元輸出信息計(jì)算單元，用于根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸入信息、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重、所述歷史膜電位信息、所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息，通過脈沖神經(jīng)元計(jì)算模型，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括：

閾值電位獲取模塊，用于獲取閾值電位；

發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息確定模塊，用于將所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述閾值電位進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息，所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息包括：發(fā)放觸發(fā)或發(fā)放不觸發(fā)；當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)，

不應(yīng)期計(jì)時(shí)器復(fù)位模塊，用于復(fù)位不應(yīng)期計(jì)時(shí)器，并更新所述歷史膜電位信息為預(yù)設(shè)的復(fù)位膜電位信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括：

當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放不觸發(fā)時(shí)，

不應(yīng)期計(jì)時(shí)器讀取模塊，用于讀取不應(yīng)期寬度和不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步；

不應(yīng)期判斷模塊，用于根據(jù)所述不應(yīng)期寬度和所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步，判斷當(dāng)前時(shí)間是否在不應(yīng)期內(nèi)，若當(dāng)前時(shí)間在所述不應(yīng)期內(nèi)，將所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)一個(gè)時(shí)間步，不更新所述歷史膜電位信息；若當(dāng)前時(shí)間不在應(yīng)期內(nèi)，將所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)一個(gè)時(shí)間步，并更新所述歷史膜電位信息為所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述閾值電位獲取模塊，包括：

閾值信息讀取單元，用于讀取隨機(jī)閾值掩模電位、閾值偏置和隨機(jī)閾值；

隨機(jī)疊加量獲取單元，用于將所述隨機(jī)閾值和所述隨機(jī)閾值掩模電位進(jìn)行按位與操作，獲取閾值隨機(jī)疊加量；

閾值電位確定單元，用于根據(jù)所述閾值隨機(jī)疊加量和所述閾值偏置，確定所述閾值電位。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息更新模塊，包括：

泄漏信息讀取單元，用于讀取靜息膜電位信息和泄漏值縮放因子；

泄漏信息更新單元，用于根據(jù)所述靜息膜電位信息、所述泄漏值縮放因子和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息輸出模塊，包括：

使能標(biāo)識(shí)讀取單元，用于讀取發(fā)放使能標(biāo)識(shí)，所述發(fā)放使能標(biāo)識(shí)包括允許發(fā)放數(shù)據(jù)或不允許發(fā)放數(shù)據(jù)；當(dāng)所述發(fā)放使能標(biāo)識(shí)為允許發(fā)放數(shù)據(jù)時(shí)，

發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息讀取單元，用于讀取所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息，當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)；

當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息輸出單元，用于輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

本發(fā)明所提供的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)元信息處理系統(tǒng)，利用自適應(yīng)的膜電位泄漏信息參與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息的計(jì)算，并利用計(jì)算出的當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息更新所述自適應(yīng)膜電位信息參與下一個(gè)時(shí)間步的計(jì)算。與傳統(tǒng)的固定泄漏值不同，自適應(yīng)泄漏值的設(shè)定方式，每個(gè)時(shí)間步的泄漏值與上一個(gè)時(shí)間步的膜電位相關(guān)，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均有一定的柔性，若當(dāng)前時(shí)間步的膜電位大，則下個(gè)時(shí)間步的泄漏值衰減的多，若當(dāng)前時(shí)間步的膜電位小，則下個(gè)時(shí)間步的泄漏值衰減的少，不會(huì)出現(xiàn)泄漏值衰減到底導(dǎo)致的脈沖神經(jīng)元喪失響應(yīng)能力，也不會(huì)出現(xiàn)泄漏值衰減過慢導(dǎo)致的對(duì)于輸入的響應(yīng)過于靈敏，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靈敏度和穩(wěn)定性之間達(dá)到很好的平衡作用。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息，可以支持具有時(shí)間深度的時(shí)空脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，相比于時(shí)間深度僅僅為一的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案，可以大大提高脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空信息編碼能力，豐富脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用空間。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過設(shè)置發(fā)放使能標(biāo)識(shí)和發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志，確定當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，使得脈沖神經(jīng)元的輸出的可控性更高，發(fā)放使能標(biāo)志可以配置有的神經(jīng)元不允許發(fā)放數(shù)據(jù)，而只用作中間輔助計(jì)算神經(jīng)元，這對(duì)于一些需要多神經(jīng)元協(xié)作完成的功能是非常必要的。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過讀取隨機(jī)閾值掩模電位和閾值偏置，并接收配置寄存器給出的配置值，確定所述閾值電位，使得神經(jīng)元發(fā)放脈沖尖端信息具有一定概率的隨機(jī)性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過設(shè)置泄漏值縮放因子，使得神經(jīng)元自適應(yīng)泄漏值更加可控，也進(jìn)一步提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)靈敏度和穩(wěn)定性之間的平衡。

附圖說明

圖1為一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法的流程示意圖；

圖2為另一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法的流程示意圖；

圖3為又一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法的流程示意圖；

圖4為再一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法的流程示意圖；

圖5為一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為另一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為又一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法的流程示意圖，如圖1所示的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法，包括：

步驟S100，接收前端脈沖神經(jīng)元輸出信息。

具體的，所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息，是與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接的前端的脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖信息。

步驟S200，讀取當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息包括自適應(yīng)膜電位泄漏信息。

具體的，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，包括當(dāng)前神經(jīng)元存儲(chǔ)的前端脈沖神經(jīng)元發(fā)送的歷史脈沖信息序列，以及自適應(yīng)膜電位泄漏信息。

步驟S300，根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

具體的，當(dāng)前脈沖神經(jīng)元根據(jù)接收到的前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖信息，和讀取到的當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，計(jì)算出當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

步驟S400，根據(jù)所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息。

具體的，根據(jù)所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息，用于下一個(gè)時(shí)間步的當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息的計(jì)算。

步驟S500，輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

本發(fā)明所提供的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)元信息處理方法，利用自適應(yīng)的膜電位泄漏信息參與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息的計(jì)算，并利用計(jì)算出的當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息更新所述自適應(yīng)膜電位信息參與下一個(gè)時(shí)間步的計(jì)算。與傳統(tǒng)的固定泄漏值不同，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靈敏度和穩(wěn)定性之間達(dá)到很好的平衡作用。

圖2為另一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法的流程示意圖，如圖2所示的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法，包括：

步驟S100b，接收前端脈沖神經(jīng)元輸出信息，包括：前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息、前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重索引。

具體的，所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重索引，是前端神經(jīng)元與所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息一同發(fā)送的權(quán)重索引，用于指示當(dāng)前神經(jīng)元權(quán)重的提取。所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，為前端脈沖神經(jīng)元發(fā)送的脈沖尖端信號(hào)(spike)。

步驟S200b，讀取當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，還包括：當(dāng)前時(shí)間窗寬度、當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列、歷史膜電位信息和自適應(yīng)膜電位泄漏信息。

具體的，所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，是指在所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度內(nèi)，將過去一定范圍內(nèi)的時(shí)間步接收到的脈沖尖端信息，按時(shí)間順序依次緩存的一個(gè)信息序列。

步驟S300b，根據(jù)所述前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重索引，讀取前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重。

具體的，所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重索引，是一個(gè)地址信息，當(dāng)前神經(jīng)元根據(jù)接收到的所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重索引，在當(dāng)前神經(jīng)元內(nèi)的存儲(chǔ)器中，讀取到前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重，根據(jù)所述的連接權(quán)重信息，可以將前端神經(jīng)元的輸出信息，在參與當(dāng)前神經(jīng)元輸出信息的計(jì)算過程中，更準(zhǔn)確的反應(yīng)出前端神經(jīng)元的輸出信息的權(quán)重，攜帶更豐富的信息。

步驟S400b，根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列。

具體的，所述脈沖尖端信息序列，在每個(gè)脈沖神經(jīng)元的操作步，在序列頭存儲(chǔ)一個(gè)新的脈沖尖端信息后，刪除一個(gè)序列尾位置上的脈沖尖端信息，更新一次所述脈沖尖端序列。

步驟S500b，根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息。

具體的，利用計(jì)算所述前端脈沖神經(jīng)元輸入信息，其中，T_w為所述時(shí)間窗寬度，δ_j為前端神經(jīng)元j在當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)發(fā)放spike后，在所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列內(nèi)的時(shí)間步。K(Δt)為一個(gè)衰減函數(shù)，隨著Δt增大而迅速減小，t為當(dāng)前時(shí)刻，所述Δt為時(shí)間變化值。

步驟S600b，根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸入信息、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重、所述歷史膜電位信息、所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息，通過脈沖神經(jīng)元計(jì)算模型，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

具體的，利用如下公式表示前端脈沖神經(jīng)元輸入信息的計(jì)算：

其中W_ij為所述前端脈沖神經(jīng)元j和當(dāng)前脈沖神經(jīng)元i的連接權(quán)重，T_w為所述時(shí)間窗寬度，δ_j為前端神經(jīng)元j在當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)發(fā)放spike后，在所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列內(nèi)的時(shí)間步。K(Δt)為一個(gè)衰減函數(shù)，隨著Δt增大而迅速減小。在胞體處的基本模型可以簡化為：

V_SNN＝f(V+V_input+V_leak)

發(fā)放模型和復(fù)位模型不變，其中V是存儲(chǔ)器保存的歷史膜電位信息，V_input是當(dāng)前拍累加的輸入，等效于上述的V_leak為自適應(yīng)泄漏值信息。所述V_leak根據(jù)當(dāng)前膜電位、靜息膜電位信息和泄漏值放縮因子計(jì)算得出。

在本實(shí)施例中，根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息，可以支持具有時(shí)間深度的時(shí)空脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，相比于時(shí)間深度僅僅為一的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案，可以大大提高脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空信息編碼能力，豐富脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用空間。

圖3為又一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法的流程示意圖，如圖3所示的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法，包括：

步驟S100c，計(jì)算出當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息和閾值電位。

步驟S200c，判斷所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息是否大于等于所述閾值電位，根據(jù)所述比較結(jié)果確定發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息，所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息包括發(fā)放觸發(fā)或發(fā)放不觸發(fā)，當(dāng)確定發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)，接步驟S300c，當(dāng)確定發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放不觸發(fā)時(shí)，跳至步驟S400c。

具體的，根據(jù)所述閾值電位，與所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果確定發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息。只有所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息大于所述閾值電位時(shí)，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息才會(huì)被發(fā)送。

步驟S300c，復(fù)位不應(yīng)期計(jì)時(shí)器，并更新所述歷史膜電位信息為預(yù)設(shè)的復(fù)位膜電位信息。

具體的，當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息被發(fā)送，不應(yīng)期計(jì)時(shí)器被復(fù)位后，重新計(jì)算不應(yīng)期，并更新所述歷史膜電位信息為預(yù)設(shè)的膜電位信息，且所述的歷史膜電位信息更新，根據(jù)配置的復(fù)位類型，選擇性將膜電位復(fù)位為當(dāng)前膜電位、當(dāng)前膜電位和閾值電位差值，或固定復(fù)位電壓。

步驟S400c，讀取不應(yīng)期寬度和不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步。

具體的，當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放不觸發(fā)時(shí)，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息不被發(fā)送，進(jìn)一步判斷當(dāng)前是否在不應(yīng)期內(nèi)。所述不應(yīng)期寬度為不應(yīng)期的時(shí)長范圍，所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器利用時(shí)間步的方式計(jì)時(shí)。

步驟S500c，根據(jù)所述不應(yīng)期寬度和所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步，判斷當(dāng)前時(shí)間是否在不應(yīng)期內(nèi)，若當(dāng)前時(shí)間在所述不應(yīng)期內(nèi)，接步驟S600c，否則跳至步驟S700c。

具體的，根據(jù)所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步的累計(jì)計(jì)算，可以判斷出當(dāng)前時(shí)間步是否還在不應(yīng)期內(nèi)。

步驟S600c，將所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)一個(gè)時(shí)間步，不更新所述歷史膜電位信息。

具體的，若當(dāng)前時(shí)間在所述不應(yīng)期內(nèi)，根據(jù)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿生特點(diǎn)，不對(duì)所述脈沖神經(jīng)輸出信息進(jìn)行任何回應(yīng)，不更新歷史膜電位信息，所述歷史膜電位信息，是下一個(gè)時(shí)間步的脈沖神經(jīng)元需要讀取的信息，即在不應(yīng)期內(nèi)，本次計(jì)算出的脈沖神經(jīng)元輸出信息不參與下一個(gè)時(shí)間步的計(jì)算。

步驟S700c，將所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)一個(gè)時(shí)間步，并更新所述歷史膜電位信息為所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

具體的，如在不應(yīng)期外，則將所述歷史膜電位信息為所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，參與下一個(gè)時(shí)間步的計(jì)算。

在本實(shí)施例中，根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息，可以支持具有時(shí)間深度的時(shí)空脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，相比于時(shí)間深度僅僅為一的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案，可以大大提高脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空信息編碼能力，豐富脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用空間。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取閾值電位，包括：讀取隨機(jī)閾值掩模電位、閾值偏置和隨機(jī)閾值；將所述隨機(jī)閾值和所述隨機(jī)閾值掩模電位進(jìn)行按位與操作，獲取閾值隨機(jī)疊加量；根據(jù)所述閾值隨機(jī)疊加量和所述閾值偏置，確定所述閾值電位。

具體的，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)閾值V_rand，利用所述隨機(jī)閾值與預(yù)設(shè)的隨機(jī)閾值掩模電位V_mask按位取與操作，產(chǎn)生閾值隨機(jī)疊加量，再將所述閾值隨機(jī)疊加量與預(yù)設(shè)的閾值偏置V_th0相加，產(chǎn)生真正的閾值電位V_th。其中，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的初始種子由配置寄存器V_seed給出。掩模電位V_mask用于限制閾值增量的范圍：若V_mask＝0，則閾值隨機(jī)疊加量也為0，發(fā)放模式退化為固定閾值發(fā)放，固定閾值為V_th0；若V_mask≠0，則發(fā)放模式為部分概率閾值發(fā)放。當(dāng)極端情況V_th0＝0，則發(fā)放模式為完全概率閾值發(fā)放。

在本實(shí)施例中，通過讀取隨機(jī)閾值掩模電位和閾值偏置，并接收配置寄存器給出的配置值，確定所述閾值電位，使得神經(jīng)元發(fā)放脈沖尖端信息具有一定概率的隨機(jī)性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，包括：讀取發(fā)放使能標(biāo)識(shí)，所述發(fā)放使能標(biāo)識(shí)包括允許發(fā)放數(shù)據(jù)或不允許發(fā)放數(shù)據(jù)；當(dāng)所述發(fā)放使能標(biāo)識(shí)為允許發(fā)放數(shù)據(jù)時(shí)，讀取所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息，當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)；輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在本實(shí)施例中，通過設(shè)置發(fā)放使能標(biāo)識(shí)和發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志，確定當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，使得脈沖神經(jīng)元的輸出的可控性更高，發(fā)放使能標(biāo)志可以配置有的神經(jīng)元不允許發(fā)放數(shù)據(jù)，而只用作中間輔助計(jì)算神經(jīng)元，這對(duì)于一些需要多神經(jīng)元協(xié)作完成的功能是非常必要的。

圖4為再一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法的流程示意圖，如圖4所示的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理方法，包括：

步驟S410，讀取靜息膜電位信息和泄漏值縮放因子。

具體的，所述靜息膜電位信息和所述泄漏值縮放因子，是一個(gè)任務(wù)開始時(shí)，根據(jù)需求設(shè)定的值。

步驟S420，根據(jù)所述靜息膜電位信息、所述泄漏值縮放因子和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息。

具體的，所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息V_leak跟當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息有關(guān)，具有自適應(yīng)能力。每個(gè)時(shí)間步會(huì)進(jìn)行自適應(yīng)泄漏信息的更新：V_leak＝C_leak·(V_rest-V_SNN)，其中C_leak為泄漏值縮放因子、V_rest為靜息膜電位信息，V_SNN為當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。簡單來說，(V_rest-V_SNN)不再是固定常數(shù)泄漏值V_leak，意味著V_SNN越小(越靠近靜息電位V_rest)則泄漏值越小，而V_SNN越大(越遠(yuǎn)離靜息電位V_rest)則泄漏值越大。這種柔性泄漏值的方式，可以有效地維持胞體膜電位的平衡，使得膜電位不會(huì)因?yàn)樾孤┻^大而對(duì)外界刺激失去響應(yīng)，也不會(huì)因?yàn)樾孤┻^小而對(duì)外界刺激過于靈敏，對(duì)于神經(jīng)元膜電位的靈敏度和穩(wěn)定性十分關(guān)鍵，對(duì)于復(fù)雜模式的學(xué)習(xí)同樣至關(guān)重要。

在本實(shí)施例中，通過設(shè)置泄漏值縮放因子，使得神經(jīng)元自適應(yīng)泄漏值更加靈活可控。

圖5為一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)包括：

前端脈沖神經(jīng)元輸出信息接收模塊100，用于接收前端脈沖神經(jīng)元輸出信息。所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息，包括：前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息、前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重索引。

當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息讀取模塊200，用于讀取當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息包括自適應(yīng)膜電位泄漏信息。所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，還包括：當(dāng)前時(shí)間窗寬度、當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列、歷史膜電位信息。

當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息計(jì)算模塊300，用于根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

自適應(yīng)膜電位泄漏信息更新模塊400，用于根據(jù)所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息，包括：泄漏信息讀取單元，用于讀取靜息膜電位信息和泄漏值縮放因子；泄漏信息更新單元，用于根據(jù)所述靜息膜電位信息、所述泄漏值縮放因子和所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息，更新所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息。

當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息輸出模塊500，用于輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。包括：使能標(biāo)識(shí)讀取單元，用于讀取發(fā)放使能標(biāo)識(shí)，所述發(fā)放使能標(biāo)識(shí)包括允許發(fā)放數(shù)據(jù)或不允許發(fā)放數(shù)據(jù)；當(dāng)所述發(fā)放使能標(biāo)識(shí)為允許發(fā)放數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息讀取單元，用于讀取所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息，當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)；當(dāng)前脈沖神經(jīng)元信息輸出單元，用于輸出所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

本發(fā)明所提供的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)元信息處理系統(tǒng)，利用自適應(yīng)的膜電位泄漏信息參與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息的計(jì)算，并利用計(jì)算出的當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息更新所述自適應(yīng)膜電位信息參與下一個(gè)時(shí)間步的計(jì)算。與傳統(tǒng)的固定泄漏值不同，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的靈敏度和穩(wěn)定性之間達(dá)到很好的平衡作用。在本實(shí)施例中，通過設(shè)置泄漏值縮放因子，使得神經(jīng)元自適應(yīng)泄漏值更加可控，也進(jìn)一步提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)靈敏度和穩(wěn)定性之間的平衡。

圖6為另一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)，所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息計(jì)算模塊300，包括：

脈沖神經(jīng)元連接權(quán)重讀取單元100b，用于根據(jù)所述前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重索引，讀取前端神經(jīng)元與當(dāng)前神經(jīng)元的連接權(quán)重。

時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列更新單元200b，用于根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列。

前端脈沖神經(jīng)元輸入信息計(jì)算單元300b，用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息。

脈沖神經(jīng)元輸出信息計(jì)算單元400b，用于根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸入信息、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重、所述歷史膜電位信息、所述自適應(yīng)膜電位泄漏信息，通過脈沖神經(jīng)元計(jì)算模型，計(jì)算當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在本實(shí)施例中，根據(jù)所述前端脈沖神經(jīng)元輸出的脈沖尖端信息，和所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，更新所述當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息序列，獲取當(dāng)前時(shí)間窗內(nèi)脈沖尖端信息更新序列，根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)間窗寬度、所述前端脈沖神經(jīng)元與當(dāng)前脈沖神經(jīng)元的連接權(quán)重，通過衰減函數(shù)計(jì)算前端脈沖神經(jīng)元輸入信息，可以支持具有時(shí)間深度的時(shí)空脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，相比于時(shí)間深度僅僅為一的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案，可以大大提高脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空信息編碼能力，豐富脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用空間

圖7為又一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示的自適應(yīng)泄漏值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)，還包括：

閾值電位獲取模塊600，用于獲取閾值電位，包括閾值信息讀取單元，用于讀取隨機(jī)閾值掩模電位、閾值偏置和隨機(jī)閾值；隨機(jī)疊加量獲取單元，用于將所述隨機(jī)閾值和所述隨機(jī)閾值掩模電位進(jìn)行按位與操作，獲取閾值隨機(jī)疊加量；閾值電位確定單元，用于根據(jù)所述閾值隨機(jī)疊加量和所述閾值偏置，確定所述閾值電位。

發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息確定模塊700，用于將所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息和所述閾值電位進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息，所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息包括：發(fā)放觸發(fā)或發(fā)放不觸發(fā)；當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放觸發(fā)時(shí)。

不應(yīng)期計(jì)時(shí)器復(fù)位模塊800，用于復(fù)位不應(yīng)期計(jì)時(shí)器，并更新所述歷史膜電位信息為預(yù)設(shè)的復(fù)位膜電位信息。

當(dāng)所述發(fā)放觸發(fā)標(biāo)志信息為發(fā)放不觸發(fā)時(shí)，

不應(yīng)期計(jì)時(shí)器讀取模塊900，用于讀取不應(yīng)期寬度和不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步；

不應(yīng)期判斷模塊1000，用于根據(jù)所述不應(yīng)期寬度和所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器的當(dāng)前時(shí)間步，判斷當(dāng)前時(shí)間是否在不應(yīng)期內(nèi)，若當(dāng)前時(shí)間在所述不應(yīng)期內(nèi)，將所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)一個(gè)時(shí)間步，不更新所述歷史膜電位信息；若當(dāng)前時(shí)間不在應(yīng)期內(nèi)，將所述不應(yīng)期計(jì)時(shí)器累加計(jì)時(shí)一個(gè)時(shí)間步，并更新所述歷史膜電位信息為所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息。

在本實(shí)施例中，通過自適應(yīng)閾值電位，使得神經(jīng)元發(fā)放脈沖尖端信息與上一個(gè)時(shí)間步是否發(fā)放了所述當(dāng)前脈沖神經(jīng)元輸出信息相關(guān)，可以有效均衡整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)神經(jīng)元的發(fā)放頻率，使得每個(gè)神經(jīng)元都可以在處理信息時(shí)發(fā)揮作用，大大提高脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息處理能力。

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)人員來說，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)。