(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111559869.6 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 东北大学 地址 110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3 号巷11号 (72)发明人 乔建忠　林树宽　周帅　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 代理人 李在川 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种脉冲神经网络神经 元膜电压 计算方法 (57)摘要 本发明提供一种脉冲神经网络神经元膜电 压计算方法， 涉及脉冲神经网络技术领域， 首先 采用时间编码方法将输入信号转换为脉冲序列， 选取Spike  Response  Model神经元模型做为脉 冲神经网络神经元非不应期时间段的膜电压计 算模型， 再建立突触后神经元不应期时段突触前 神经元的脉冲累积生成的膜电压模 型， 最后建立 脉冲神经网络神经元膜电压计算模 型， 实现突触 后神经元膜电压的计算； 本发明通过计算不应期 突出前神经元输入脉冲的累积， 弥补了输入信息 的丢失， 将本发明方法应用于图像处理， 减少了 信息的损失， 提高了 输入信息的利用率。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114239405 A 2022.03.25 CN 114239405 A 1.一种脉冲神经网络神经 元膜电压计算方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1： 建立输入信号与神经 元之间的映射关系， 将输入信号 转换为脉冲序列； 步骤2： 建立脉冲神经网络神经 元模电压分布计算模型； 步骤3： 计算 突触后神经 元膜电压， 生成突触后神经 元脉冲序列。 2.根据权利要求1所述的一种脉冲神经网络神经元膜电压计算方法， 其特征在于， 所述 步骤1包括： 步骤1.1： 采用首 脉冲编码、 时序脉冲编码或延时编码计算输入信号编码值； 步骤1.2： 根据编码值得到神经 元脉冲发放时间， 生成突触前神经 元发放的脉冲序列。 3.根据权利要求1所述的一种脉冲神经网络神经元膜电压计算方法， 其特征在于， 所述 步骤2包括： 步骤2.1： 选取Spike  Response  Model神经元模型做为脉冲神经网络神 经元非不应期 时间段的膜电压计算模型； 步骤2.2： 建立 突触后神经 元不应期时段突触前神经 元的脉冲累积生成的膜电压模型。 4.根据权利要求3所述的一种脉冲神经网络神经元膜电压计算方法， 其特征在于， 所述 步骤2.1中的脉冲神经网络神经 元非不应期时间段的膜电压计算模型为： 式中， vjc(t)表示突触后神 经元非不应期时段接收突触前神 经元的脉冲累积生成的膜 电压； ti表示突触前神经元i在 到 时间段内发放的脉冲； Δt为突触后神经元j脉 冲发放后的不应期时间长度； wij表示突触前神经元i与突触后神经元j之间的连接权值； 表示突触后神经元j发放 脉冲时间； t表示 到 时间段内的时间； 表示突触后神 经元j发放的前一个脉冲的时间； ε(x)为spi ke响应核函数： 式中， τ表示时间延迟常量； η(x)为不应期核函数： 式中η0、 τr分别为学习率、 不应期常量。 5.根据权利要求3所述的一种脉冲神经网络神经元膜电压计算方法， 其特征在于， 所述 步骤2.2中的突触后神经 元不应期时段突触前神经 元的脉冲累积生成的膜电压模型为： ε(x)为脉冲响应核函数： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114239405 A 2式中， vjn(t)表示突触后神经元j发放脉冲后进入不应期期间， 突触前神经元i的脉冲累 积生成的膜电压； ti表示突触前神经元i在 到 时间段内发放的脉冲； Δt 为突触后 神经元j脉冲发放后的不应期时间长度； wij表示突触前神经元i与突触后神经元j之间的连 接权值； 表示突触后神经元j发放脉冲时间； t表 示 到 时间段内的时间； τ表 示时 间延迟常量。 6.根据权利要求1所述的一种脉冲神经网络神经元膜电压计算方法， 其特征在于， 所述 步骤3包括： 步骤3.1： 构建脉冲神经网络神经 元膜电压计算模型： 式中， vj(t)表示突触后神经 元j在t时刻的膜电压， θ表示脉冲发放的阈值； 步骤3.2： 根据输入的脉冲计算每一时刻的神经元j膜电压vj(t)， 生成突触后神经元脉 冲序列。 7.根据权利要求6所述的一种脉冲神经网络神经元膜电压计算方法， 其特征在于， 所述 步骤3.2包括： 步骤3.2.1： 判断是否计算结束或时间大于等于总脉冲时间T， 是则跳转到步骤3.2.6； 步骤3.2.2： 突触后神经 元j接收输入脉冲， 计算 其膜电压vj(t)； 步骤3.2.3： 判断vj(t)是否大于等于设定阈值θ； 步骤3.2.4： 当vj(t)＜ θ 时， 转到步骤3.2.1； 步骤3.2.5： 当vj(t)≥θ 时， 突触后神经元j发放一个脉冲， 发放时间记为 并加入突触 后神经元j发放的脉冲序列， 随后突触后神经元进入不应期， 不应期时间长度为Δt， 计算膜 电压vjn(t)， 置vj(t)和vjc(t)值为0， 跳转到步骤3.2.1； 步骤3.2.6： 结束计算。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114239405 A 3