[发明专利]一种忆阻器卷积神经网络权重训练方法及装置

权利要求书

1.一种忆阻器卷积神经网络权重训练方法，其特征在于，通过若干差分电路构成神经网络硬件系统的忆阻器阵列，每两个器件构成一差分电路，该两器件中至少有一个包括忆阻器；所述方法包括：

绑定构成每个差分电路的两器件形成一个神经元；

根据两器件的电性参数之差映射神经元的权重；

通过施加单步脉冲对神经元权重进行更新，获得神经元权重的更新方向；

在权重的更新方向为正向时，对忆阻器施加正向单步脉冲对神经元权重进行再次更新；

在权重的更新方向为负向时，对忆阻器施加负向单步脉冲对神经元权重进行再次更新；

在所有神经元的权重更新迭代达到收敛条件时，结束迭代完成训练。

2.根据权利要求1所述的忆阻器卷积神经网络权重训练方法，其特征在于，构成差分电路的两器件均包括忆阻器；形成差分电路的两忆阻器的参数不同，以满足在施加电脉冲后以获得变化量差异趋势可预期的电导值；所述方法包括：

绑定构成每个差分电路的两忆阻器形成一个神经元；

根据两忆阻器的电导值之差映射神经元的权重；

通过施加单步脉冲对神经元权重进行更新，获得神经元权重的更新方向；

在权重的更新方向为正向时，对电导值变化幅度较大的忆阻器施加正向单步脉冲对神经元权重进行再次更新；

在权重的更新方向为负向时，对电导值变化幅度较大的忆阻器施加负向单步脉冲对神经元权重进行再次更新；

在所有神经元的权重更新迭代达到收敛条件时，结束迭代完成训练。

3.根据权利要求2所述的忆阻器卷积神经网络权重训练方法，其特征在于，每个差分单元均由两个彼此独立的忆阻器构成；所述根据两忆阻器的电导值映射神经元的权重的步骤包括：

其中一半神经元的权重映射为正向权重；另一半神经元的权重映射为负向权重；

所述在权重的更新方向为正向时，对电导值变化幅度较大的忆阻器施加正向单步脉冲对神经元权重进行再次更新的步骤中：

电导值变化幅度较大的忆阻器为正向权重映射中权重变化幅度较大的忆阻器；

所述在权重的更新方向为负向时，对电导值变化幅度较大的忆阻器施加负向单步脉冲对神经元权重进行再次的步骤中：

电导值变化幅度较大的忆阻器为负向权重映射中权重变化幅度较大的忆阻器。

4.根据权利要求3所述的忆阻器卷积神经网络权重训练方法，其特征在于，所述差分电路由两横截面积不同的忆阻器构成；其中第一忆阻器在施加单脉冲后权重变化幅度相对第二忆阻器较大；其中第一忆阻器的电导值为W1，第二忆阻器的电导值为 w2；

所述映射正向权重的步骤包括：

以第一忆阻器的电导值W1与第二忆阻器的电导值W2 之差映射神经元的正向权重：W1-W2；

所述映射负向权重的步骤包括：

以第二忆阻器的电导值W2与第一忆阻器的电导值W1之差映射神经元的负向权重：W2-W1。

5.根据权利要求4所述的忆阻器卷积神经网络权重训练方法，其特征在于，其特征在于，所述在权重的更新方向为正向时，对正向权重映射中权重变化幅度较大的忆阻器施加正向单脉冲的步骤包括：

向第一忆阻器和第二忆阻器均施加正向单步脉冲，或

向第一忆阻器施加正向单步脉冲，向第二忆阻器施加负向单步脉冲。

6.根据权利要求4所述的忆阻器卷积神经网络权重训练方法，其特征在于，其特征在于，所述在权重的更新方向为负向时，对负向权重映射中权重变化幅度较大的忆阻器施加负向单脉冲的步骤包括：

向第一忆阻器和第二忆阻器均施加负向单步脉冲，或

向第一忆阻器施加负向单步脉冲，向第二忆阻器施加正向单步脉冲。