Optoelektroniczne sieci neuronowe

Mikołaj Olszewski

Plan prezentacji

• Sieci neuronowe ogólnie

• Wielomodowa, światłowodowa transmisja danych

• Cyfrowa sieć neuronowa

• Przetwarzanie obrazów

• Stałe połączenia holograficzne

• Refrakcyjna sieć o dużej pojemności

• Bibliografia

Wielomodowa, światłowodowa transmisja

danych• Zwiększenie przesyłu danych (37

razy w por. z jednomod.)• Naturalna równoległość• Przeszkody• Odszyfrowanie wyjścia przy

pomocy sieci neuronowej• Algorytm backpropagation

Cyfrowa sieć neuronowa

• Stosowanie obwodów CMOS z optycznymi we, wy typu SEED lub wy typu VCSEL

• Bardzo wysoka precyzja• Mała wydajność• Polepszenie wydajności dzięki

elementom optycznym

Przetwarzanie obrazów

• Filtracja obrazów• Zakończenia, przecięcia,

nieciągłości, regularność• Korelacja wzorca i odpowiedniego

hologramu

Stałe połączenia holograficzne

• Elektroniczne progowanie sygnału

• Subhologramy

• 64 gałęzie(8 x 8)

• Diody laserowe• Dwa detektory• (0, 1) -> (-1, 1)

Refrakcyjna siećo dużej pojemności I

• Implementacja mapy Kohonena• Pamięci holograficzne 109

• Odczyt co 1 ms -> 1012 oper./s

• Kryształy refraktooptyczne – zmiana wag w czasie rzeczywistym

Refrakcyjna siećo dużej pojemności II

• Wektor wejściowy – wiązki odniesienia

• Wektor wag – hologramy• Nauka wektorów z bazy danych

• Modyfikacja tylko wag jednego neuronu poprzez wiązki uczące

Bibliografia• R. Marusarz, M. Sayeh

„Neural network-based multimode fiber-optic information transmission”Applied Optics, t. 40, nr 2 (styczeń 2001)

• K. Maier, C. Beckstein, R. Blickhan, W. Erhard„Standard cell-based implementation of a digital optoelectronic neural-network hardware”Applied Optics, t. 40, nr 8 (marzec 2001)

• V. Ivanov, A. Mikaelian, B. Novosielov„Optoelectronic neural network for image processing”Optical Memory and Neural Networks, t. 7, nr 1 (1998)

• P. Keller, A. Gmitro„Design and demonstration of an opto-electronic neural network using fixed planar holographic interconnects”Optical Computing, t. 6 (1991)

• P. Keller, A. Gmitro„Operational parameters of an opto-electronic neural network employing fixed planar holographic interconnects”World Congress on Neural Networks (lipiec 1993)

• Y. Frauel, G. Pauliat, A. Villing, G. Roosen„High-capacity photorefractive neural network implementing a Kohonen topological map”Applied Optics, t. 40, nr 29 (październik 2001)