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国家自然科学基金(61372139): 作品数：15 被引量：90H指数：6; 相关作者：王丽丹段书凯胡小方杨玖杨婷更多>>; 相关机构：西南大学香港城市大学浙江大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>; 相关领域：自动化与计算机技术理学电气工程电子电信更多>>

一种反向串联忆阻突触电路的设计及应用被引量：4: 2016年; 忆阻器的记忆效应类似于生物神经系统中突触的功能,其纳米级尺寸、低功耗和高集成度等特性,使得忆阻突触具有仿生智能的信息处理能力,这对构建神经形态系统具有重要意义.本文在改进忆阻器模型的基础上,设计了一种反向串联忆阻开关型突触电路.当开关断开时,周期方波电压对忆阻值(权值)进行调节,实现权值更新;当开关闭合时,突触电路中的忆阻值被用于连接权值来存储信息.该突触电路具有STDP(spike-time-dependent-lasticity)仿生学习能力和阻值线性连续特性.本文将此突触电路应用于交叉阵列的图像存储中,优化了存储方案,讨论了噪声电压对图像存储的影响,进行了数值分析和仿真比较.实验结果表明:所提出的存储方案比单忆阻器交叉阵列存储方法更具有可靠性和鲁棒性.; 杨玖王丽丹段书凯; 关键词：图像存储

双极性脉冲忆阻桥电子突触神经网络及图像处理被引量：3: 2017年; 忆阻器是一种具有天然信息存储能力和纳米级尺寸的类突触元件,由忆阻器构成的桥式突触电路结构简单、控制精确,有望应用于人工神经网络、超大规模集成电路、图像处理、模式识别等领域,然而传统的忆阻桥突触电路在突触模拟的过程中,由于单极性脉冲造成的通量积累会对权值模拟产生一定的误差.本文提出了一种新型的忆阻突触桥电路,该电路有效克服了传统桥电路忆阻值漂移的问题,由该电路构成的新型忆阻神经网络应用于图像处理中有着更为明显的优势,文中通过仿真实验验证了该方案的可行性,说明基于双极性脉冲发生器忆阻桥神经网络具有更加高效的仿生特性,而且集成度更高、模板更易更换,有望更有效解决实时的复杂的智能问题.; 冯广段书凯王丽丹; 关键词：神经网络图像处理

基于STDP规则和忆阻桥突触的神经网络及图像处理被引量：6: 2014年; 忆阻器是具有记忆和类突触特性的非线性电路元件.基于此特性,文中提出了一个基于STDP(spike-time-dependent plasticity)学习规则的忆阻桥突触电路,它具有可以作为人工神经网络突触的优势.根据此优势,将这个新的电路与其他电路和网络结合,构成全新的电路和网络.首先将该忆阻桥突触电路和3个附加的晶体管结合在一起,实现神经网络的突触运算,并构建完整的忆阻桥突触神经网络.然后再将它与细胞神经网络结合用于图像去噪、边缘提取、角检测和汉字识别.最后,通过一系列的仿真实验证实了该方案的可行性,说明基于STDP学习规则的忆阻桥突触神经网络更具仿生特性,而且集成度更高、模板更易更换,有望解决实时的复杂的智能问题.; 王丽丹段美涛段书凯胡小方; 关键词：突触神经网络图像处理

一种改进的WO_x忆阻器模型及其突触特性分析被引量：8: 2015年; 忆阻器被定义为第四种基本电子元器件,其模型的研究呈现多样性.目前,忆阻器模型与忆阻器实际特性的切合程度引起了研究者的广泛关注.通过改变离子扩散项,提出了一种新的WOx忆阻器模型,更好地匹配了忆阻器的实际行为特性.首先,新的模型不仅能够描述忆阻器的一般特性,而且能够俘获记忆丢失行为.另外,将新的忆阻器作为神经突触,分析了脉冲速率依赖可塑性、短期可塑性、长期可塑性,并发现了与生物系统中极为相似的"经验学习"现象.最后,考虑到温度与离子扩散系数的关系,探讨了温度对突触权值弛豫过程的影响.实验表明,新忆阻器模型比原来的模型更切合实际,且更适合作为突触而应用到神经形态系统之中.; 孟凡一段书凯王丽丹胡小方董哲康; 关键词：突触可塑性温度

A Novel PID Neural Network Controller based on Memristor: In this paper,an effective optimize method based on adaptive PID neural network controller is presented.Chaoti...; GENG YangyangDUAN ShukaiDONG ZhekangWANG Lidan; 关键词：MEMRISTOR; 文献传递

基于参数控制的忆阻器组合电路的复合特性研究: 忆阻器作为一种纳米级非线性电路元器件,在非易失性存储,神经网络,智能控制等领域具有独特的优势.相比于单个忆阻器件,多个忆阻器的电路连接形态具备更加丰富的电路特性及应用潜能.本文基于忆阻器对参数的敏感性及依赖性,对忆阻器组...; 董哲康齐冬莲佟艳娟胡小方段书凯; 关键词：组合电路图形用户界面; 文献传递

基于串并联磁控忆阻器的耦合行为研究被引量：1: 2015年; 忆阻器是纳米级器件,其功耗低,集成度高,有着巨大的应用潜能.单个器件具有丰富的电学性质,其串并联电路更展现了丰富的动力学行为.然而,忆阻器在高密度集成的环境下,其耦合效应不可忽视.因此,本文首先基于磁控忆阻器推导了耦合忆阻器的数学模型.其次,在考虑不同极性连接和耦合强度的前提下,讨论两个磁控忆阻器串并联的耦合情况,进行了详细的理论分析,并通过数值仿真探索了耦合效应对忆阻系统的影响.同时,设计了基于Matlab的图形用户界面,直观地展示了不同参数下的耦合特性曲线.进一步,本文展示了有无耦合情况下,初始阻值对忆阻器正常工作范围的影响.最后,构建耦合忆阻器的Pspice仿真器,从电路的角度再次验证了忆阻器间的耦合效应.实验结果表明:同极性耦合增强了阻值的改变,相反极性的耦合减缓了阻值的改变.这些动力学特性可以很好地应用于忆阻网络中,也为全面考虑忆阻系统电路的设计提供了强大的理论基础.; 王颜杨玖王丽丹段书凯; 关键词：图形用户界面 PSPICE

基于word embedding和CNN的情感分类模型被引量：19: 2016年; 尝试将word embedding和卷积神经网络(CNN)相结合来解决情感分类问题。首先,利用skip-gram模型训练出数据集中每个词的word embedding,然后将每条样本中出现的word embedding组合为二维特征矩阵作为卷积神经网络的输入,此外每次迭代训练过程中,输入特征也作为参数进行更新;其次,设计了一种具有三种不同大小卷积核的神经网络结构,从而完成多种局部抽象特征的自动提取过程。与传统机器学习方法相比,所提出的基于word embedding和CNN的情感分类模型成功地将分类正确率提升了5.04%。; 蔡慧苹王丽丹段书凯; 关键词：卷积神经网络自然语言处理情感分类

纳米级尺寸参数对钛氧化物忆阻器的特性影响被引量：2: 2015年; 随着忆阻器研究的不断深入,忆阻器的研究已经进入微观阶段,包括忆阻器内部结构的探究、内部粒子间的运动规律、各参数对忆阻器特性的影响等.然而,这些成果中没有关于尺寸参数对忆阻器特性影响的研究,而尺寸参数是忆阻器成功制备的关键因素之一,这大大限制了忆阻器的发展和实际应用.本文从欧姆电阻定律入手,从理论角度详细分析了尺寸参数对惠普忆阻器以及自旋忆阻器的性能影响.在此基础上进行了一系列电路仿真实验,得到不同尺寸参数下忆阻器的相关特性曲线.文中各选取其中最具代表性的四组实验结果进行展示,对这些结果进行了详细分析,得到了惠普忆阻器工作的最佳尺寸范围在8—12 nm之间以及自旋忆阻器工作的最佳尺寸范围在500—600 nm之间的结论.实验结果不仅可为实际运用提供有力的支持,同时也将为进一步研制钛氧化物忆阻器器件和相关理论工作提供重要的实验基础和理论依据.; 郭羽泉段书凯王丽丹; 关键词：尺寸参数

基于改进忆阻细胞神经网络的彩色图像边缘提取被引量：14: 2017年; 细胞神经网络具有局部互联结构和高速并行处理的能力,被广泛应用于图像处理.然而,一方面,现有处理方法大多采用固定模板,在处理实际复杂图像时难以得到较好的效果.另一方面,因传统CMOS工艺发展瓶颈,利用其实现大规模细胞神经网络变得不切实际.本文首先以人眼感知原理为基础,考虑图像中各个像素空间分布的影响,提出了一种新型阈值自适应算法,其克服了传统边缘提取算法的局限性.利用具有独特开关转换机制、非易失性和纳米级尺寸等优点的新型非线性两端电路元件忆阻器来解决CNN的硬件实现难题.将自旋忆阻器与细胞神经网络相结合形成忆阻细胞神经网络作为算法的硬件.最后,对彩色图像的边缘提取进行数值仿真,抗噪性检测,与传统边缘提取算法对比分析,并计算各算法边缘提取结果的FOM(figure of merit)值和峰值信噪比(PSNR),验证了基于像素空间分布的阈值自适应忆阻细胞神经网络在彩色图像边缘提取中的有效性.; 杨婷段书凯王丽丹董哲康胡小方; 关键词：细胞神经网络彩色图像处理自适应阈值

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