Головна

Оптична мережа Хопфілда, що використовує об'ємні голограми

  1. Питання. Гідравлічні об'ємні перетворювачі, призначення, принцип дії, схеми перетворювачів.
  2. Для чого потрібно представляти об'ємні образи
  3. Ішемічна оптична нейропатія
  4. Ликвороциркуляции і внутрішньочерепні об'ємні взаємини
  5. об'ємні голограми
  6. оптична ізомерія
  7. оптична пірометрія

В роботі [12] описана повністю оптична рекурентное нейронна мережа, сконструйована з використанням об'ємних голограм. Мережа являє собою оптичну реалізацію мережі Хопфілда, що встановлює мінімум на оптично згенерованої енергетичної поверхні. Коли пред'являється зашумленний або неповний вхідний образ, система сходиться до найбільш схожим запам'ятовуваному зображенню, тим самим функціонуючи як оптична асоціативна пам'ять.

Мал. 9.7 представляє спрощену конфігурацію системи. Резонансна петля включає масив оптичних нейронів, оптичну матрицю внутрішніх зв'язків і відповідні оптичні компоненти. Зображення (пред'являються як вектори) проходять через контур зі зворотним зв'язком в обумовленому масивами напрямку, посилюючись в процесі обробки. Це є точною аналогією функціонування мережі Хопфілда. Оптичний масив нейронів підсумовує вхідні сигнали і сигнали зворотного зв'язку і потім реалізує сигмоїдальну функцію активації, оптична матриця внутрішніх зв'язків виконує векторно-матричне множення.

Коли вхідний вектор (можливо представляє собою зображення) прикладається справа, він потрапляє через дільник променя BS2 на масив оптичних нейронів. Тут він посилюється, і за допомогою насичує двухлучевого підсилювача обчислюється сигмоїдальна функція. Стиснутий вихідний вектор частково відбивається дільником променя BS1 на лінзу L1 і потім вводиться в оптичну матрицю внутрішніх зв'язків. Частина вихідного світлового потоку проходить через BS1 і утворює вихід системи.

Оптична матриця внутрішніх зв'язків складається з двох об'ємних голограм, які зберігають зразкові зображення у вигляді записаних лазерними променями дифракційних образів. Вони служать вагами вхідних компонент і направляють кожну зважену суму на відповідний елемент оптичного вихідного вектора.

Мал. 9.7. Оптична мережа Хопфілда

Оптичний нейрон. На рис. 9.8 показана конструкція типового елемента масиву оптичних нейронів. Він функціонує як оптично накачує двопроменевий насичує підсилювач в кристалі BaTiO3. Лазерний накачують промінь, прикладений під кутом ?, Взаємодіє з вхідним променем для вироблення посиленою копії вхідного сигналу з подальшим обчисленням сигмоидальной функції активації, аналогічної показаної на рис. 9.9. З використанням цієї техніки було досягнуто оптичне посилення приблизно в 60 разів. Зауважимо, що на рис. 9.9 кут ? між вхідним променем і лінією осі кристала С критичний для правильного функціонування цього пристрою.

Оптична матриця внутрішніх зв'язків. У оптичної матриці внутрішніх зв'язків вихідний сигнал масиву оптичних нейронів потрапляє в оптичну систему, яка містить дві об'ємні голограми. Оптичне перетворення Фур'є вхідного сигналу проводиться з використанням стандартної оптичної техніки Фур'є. Потім сигнал надходить на першу об'ємну голограму, в якій зберігаються зразкові вектори в фазокодірованном просторі Фур'є. Вихід цієї голограми надходить на вхід двухлучевого оптичного підсилювача, аналогічного підсилювача оптичного нейрона, але працює в ненасиченому режимі. В результаті посилення піднімається до рівня, в якому можлива циклічна регенерація. Потім оптично виконується зворотне перетворення Фур'є посиленого сигналу і результат подається на другу об'ємну голограму, в якій зберігаються ті ж зразкові зображення, але на цей раз в об'єктному просторі (а не в фазокодірованном просторі Фур'є). Виходом системи є суперпозиція векторно-матричних творів вхідного вектора і запам'ятали зразкових векторів. Цей оптичний образ виробляється оптичної матрицею внутрішніх зв'язків і прикладається до масиву оптичних нейронів, замикаючи контур зворотного зв'язку.

Мал. 9.8. Масив оптичних нейронів

Обговорення оптичної матриці внутрішніх зв'язків тут сильно спрощено; деталі реалізації включають складну оптичну техніку функціонування, що виходить за рамки даної роботи. Зацікавлені читачі відсилаються до робіт [12] і [5].

Мал. 9.9. Сигмоїдальна функція активації



Попередня   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   Наступна

Функціонування мережі APT в процесі класифікації | Функціонування мереж APT | ПРИКЛАД НАВЧАННЯ МЕРЕЖІ APT | Ініціалізація вагових векторів Т | ВИСНОВОК | Глава 9. Оптичні нейронні мережі | Векторні-МАТРИЧНІ умножителю | Електронно-оптичні матричні помножувачі | Мережі Хопфілда на базі електронно-оптичних матричних умножителей | ГОЛОГРАФІЧНІ коррелятором |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати