Стаття. Krasilenko V. G.. The new basic realizations of operations “Equivalence” of neuro-fuzzy and bioinspired neuro-logics to create hardware accelerators of advanced equivalental models of neural structures and machine vision systems Нові базисні реалізації операцій «Еквівалентність» нейро-нечіткої та біоінспірованої нейро-логіки для створення апаратурних прискорювачів прогресивних еквівалентних моделей нейронних структур та машинного зору

Реєстраційний номер

2121U011866, Матеріали видань та локальних репозитаріїв

Категорія

Стаття

Назва роботи

The new basic realizations of operations “Equivalence” of neuro-fuzzy and bioinspired neuro-logics to create hardware accelerators of advanced equivalental models of neural structures and machine vision systems Нові базисні реалізації операцій «Еквівалентність» нейро-нечіткої та біоінспірованої нейро-логіки для створення апаратурних прискорювачів прогресивних еквівалентних моделей нейронних структур та машинного зору

Автор

Krasilenko V. G.
Yurchuk N. P.
Lazarev A. A.
Красиленко В. Г.
Юрчук Н. П.
Лазарєв О. О.
Krasilenko V. G.
Yurchuk N. P.
Lazarev A. A.

Дата публікації

01-01-2021

Постачальник інформації

Вінницький національний технічний університет

Першоджерело

http://ir.lib.vntu.edu.ua/handle/123456789/35112

Видання

Вісник Хмельницького національного університету

Опис

Показано перспективу еквівалентних моделей (ЕМ) нейронних мереж на основі векторно-матричних процедур з операціями неперервної та нейро-нечіткої логіки (еквівалентність, абсолютна різниця). Ємність нейромереж на базі ЕМ перевищувала кількість нейронів у 4-10 разів. Це більше, ніж інші парадигми нейронних мереж (НМ). Кількість нейронів таких НМ на базі ЕМ може становити 10-100 тисяч, а їх базові операції - це нормалізовані операції еквівалентності. Показано сімейство нових операцій «еквівалентність» та «нееквівалентність» нейро-нечіткої логіки, що розроблені на основі узагальнених операцій нечіткої логіки, таких як нечітке доповнення, t-норма та s-норма. Запропоновані правила побудови нових узагальнених функцій (операцій) «еквівалентності» на основі використання операцій t-норм, s-норм та нечіткого доповнення. Незважаючи на велику різноманітність типів операцій над нечіткими множинами та нечіткими відношеннями та пов`язану з ними різноманітність нових синтезованих на їх основі операцій еквівалентності, в роботі обгрунтована можливість та необхідність для їх синтезу вибирати лише три основні базові операції з урахуванням їх функціональної повноти у відповідних алгебрах неперервної логіки та елементи для їх найбільш ефективних схемних реалізацій. До цих елементів віднесено: 1) елемент, що виконує операцію обмеженої різниці; 2) елемент алгебраїчного добутку (підсилювач з регульованим коефіцієнтом передачі або помножувач аналогових сигналів); 3) елемент, що виконує зважене підсумовування (об`єднання) сигналів (у тому числі при їх нормалізації). Базовим елементом піксельних комірок для побудови апаратних прискорювачів ЕМ НМ є вузол на від-дзеркалювачах струму (ВДС), що реалізує операцію обмеженої різниці неперервної логіки. На основі цих базових елементів спроектовані та наведені багатофункціональні структури, які реалізують практично увесь спектр необхідних операцій: t-норм, s-норм та усі нові види узагальнених операцій «еквівалентності». Вони реалізовані на основі КМОП-транзисторних віддзеркалювачів струму та являють собою схеми нелінійної обробки аналогових чи часо-імпульсно-кодованих вхідних сигналів. Показано можливості синтезу схем «еквівалентності» за допомогою сукупності з подібних елементів, що реалізують лише операцію обмеженої різниці. Такі схеми складаються з кількох десятків КМОП-транзисторів, мають низьку напругу живлення (1,8…3,3 В), діапазон вхідного фотоструму 0,1…24 мкА, час трансформації менше 1 мкс, низьке споживання електроенергії (мікроват). Наведені спроектовані структури, схеми їх базових вузлів. Показані результати їх моделювання за допомогою OrCAD. Такі структури мають ряд переваг: однорідність, високу швидкість та надійність, простоту схем, мале енергоспоживання, високий рівень інтеграції для лінійних та матричних структур. На основі набору таких вузлів та ВДС, реалізованих за КМОП-технологією, запропоновані та розглянуті методи побудови базових елементів-комірок скалярно-реляційних векторних процесорів (СРВП) з функціями «еквівалентності» та їх структур в цілому, як прискорювачів.

Додано/оновлено в НРАТ

2026-11-04