JPH06259156A - Learning system for self-organization pattern - Google Patents
Learning system for self-organization patternInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自己組織化パターン学
習システム、とくに詳細には入力された複数の光パター
ンを自己組織化学習させる自己組織化パターン学習シス
テムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-organizing pattern learning system, and more particularly to a self-organizing pattern learning system for performing self-organizing learning of a plurality of input light patterns.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像処理におけるパターン認識において
は、マッチングによる手法が広く行われている。その中
でも代表的な手法は、あらかじめ人間の手で選んでおい
た画像パターンのモデルを知識として蓄え、マッチング
により対象物の識別を行う方法である。しかし、識別対
象物のモデルが固定されているため、対象物のさまざま
な変化（大きさ、方向、形の変化など）に対応できない
など、多くの問題点がある。また、画像パターンのモデ
ルが多くなると、パターンの序列化がなされていないた
め、識別を行うためにパターンの抜けがあるかどうか
が、把握しにくいという問題点もある。2. Description of the Related Art A technique based on matching is widely used in pattern recognition in image processing. Among them, a typical method is a method in which a model of an image pattern selected by a human hand in advance is stored as knowledge and a target is identified by matching. However, since the model of the object to be identified is fixed, it cannot cope with various changes (changes in size, direction, shape, etc.) of the object, and there are many problems. In addition, when the number of models of image patterns increases, it is difficult to grasp whether or not there is a pattern omission for identification because the patterns are not arranged in order.
【０００３】このような問題点を解決するための手法と
して、近年、人間の脳の情報処理原理を模擬したニュー
ラルネットワークによる手法が提案されている。本実施
例で使用している方法は、画像パターンのモデルをニュ
ーラルネットワークの学習モデルを用いて学習し、その
結果を用いて識別を行う試みである。これは、ニューラ
ルネットワークの持つ柔軟性を、学習段階でテンプレー
トに持たせ、対象物のさまざまな変化にも対応できるよ
うにさせようとする試みである。As a method for solving such a problem, a method using a neural network simulating the information processing principle of the human brain has been proposed in recent years. The method used in the present embodiment is an attempt to learn an image pattern model using a learning model of a neural network, and to identify using the result. This is an attempt to give the flexibility of the neural network to the template at the learning stage so that it can respond to various changes of the object.
【０００４】例えば、学習モデルとして、コホーネンの
自己組織化マッピング(T.Kohonen Self-Organization a
nd Associative Memory,Spriger-Verlag 1984)が挙げら
れる。コホーネンの自己組織化マッピングとはトポロジ
カルなマッピングを自己組織化で学習するモデルであ
る。ここでトポロジカルなマッピングとは、例えば、人
間が外界から受け取ったさまざまな信号、すなわち、あ
るパターン群を、その序列を反映しながらある種の規則
に従って、皮質上の神経細胞に割り当てていることを意
味している。For example, as a learning model, T. Kohonen Self-Organization a
nd Associative Memory, Spriger-Verlag 1984). Kohonen's self-organizing mapping is a model for learning topological mapping by self-organizing. Here, topological mapping means, for example, that humans allocate various signals received from the outside world, that is, a certain pattern group, to nerve cells in the cortex according to a certain rule while reflecting its order. I mean.
【０００５】コホーネンの自己組織化を用いたパターン
学習法を適用したシステムは、提示されたさまざまな外
界パターン情報をランダムに学習するのではなく、情報
を自分で分類しながら、整理整頓した形でニューラルネ
ットワーク内に学習（記憶）していく。これは容量の限
られたシステム内部に、できるだけたくさんの有効な情
報を記憶することを可能にするため、近年、非常に注目
を集めている。The system to which the pattern learning method using the Kohonen's self-organization is applied does not randomly learn various presented external world pattern information, but sorts the information by itself and arranges it in an organized manner. Learning (memorizing) in the neural network. This has attracted a great deal of attention in recent years because it allows storing as much useful information as possible inside a system with limited capacity.
【０００６】このコホーネンの自己組織化を利用して文
字認識の際の、前処理でのおおまかな分類にコホーネン
の自己組織化を利用している報告としては（當麻 岩田
他２名 Comb NETによるJIS 第１．２水準印刷文字の
識別 名工大 1990 電子情報通信学会秋期予稿集）が
ある。[0006] As a report of using Kohonen's self-organization for rough classification in pre-processing in character recognition using this Kohonen's self-organization (Taima Iwata et al. 2 Comb NET JIS 1.2 Level identification of printed characters NIT 1990 Autumn Proceedings of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers).
【０００７】また、コホーネンの自己組織化学習を、光
学素子、ビデオ素子およびコンピュータを使用すること
により並列処理として実行する方法がすでに報告されて
いる(Taiwei Lu etc. Self-organizing optical neural
network for unsupervisedlearning,Optical Engineer
ing Vol.29 No.9 ,1107-1113,1990) 図13はTaiweiらが行った自己組織化の実験系を表す図で
ある。Further, a method of executing Kohonen's self-organizing learning as parallel processing by using an optical element, a video element and a computer has been already reported (Taiwei Lu etc. Self-organizing optical neural.
network for unsupervisedlearning, Optical Engineer
ing Vol.29 No.9, 1107-1113, 1990) Fig. 13 is a diagram showing an experimental system of self-organization performed by Taiwei et al.
【０００８】図13に示すようにこの実験系は拡散板114
と、偏光子101 ，103 によりｋ×ｌ個（図では３×１
個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有する記憶／表示
ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃを挟み、各記憶／
表示ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃに記憶パター
ン行列ｍklij(t-1) が表示された記憶／表示ライトバル
ブ層104 と、多重結像レンズ105 と、偏光子106 ，107
によりライトバルブ108を挟み、時刻ｔにおける入力パ
ターンｘij(t) が表示される入力ライトバルブ層109
と、結像レンズ110 と、相関出力検出器アレイ111 とか
ら光学系を構成し、相関出力検出器アレイ111 より出力
された値ｙkl(t) と入力パターンｘij(t) とにより、時
刻ｔにおける記憶／表示ライトバルブ層104 の記憶パタ
ーンｍklij(t) を演算するコンピュータ113 を有する処
理系とからなるものである。As shown in FIG. 13, this experimental system has a diffusion plate 114.
And k × l (3 × 1 in the figure) by the polarizers 101 and 103.
Storage / display light valves 102A, 102B, 102C having i × j pixels arranged side by side, and storing / displaying each storage / display light valve 102A, 102B, 102C.
A storage / display light valve layer 104 in which a storage pattern matrix m klij (t-1) is displayed on the display light valves 102A, 102B, and 102C, a multiple imaging lens 105, and polarizers 106 and 107.
The input light valve layer 109 in which the input pattern x ij (t) at time t is displayed by sandwiching the light valve 108 by
, The imaging lens 110 and the correlation output detector array 111 constitute an optical system, and the time is calculated by the value y kl (t) output from the correlation output detector array 111 and the input pattern x ij (t). and a processing system having a computer 113 for calculating a memory pattern m klij (t) of the memory / display light valve layer 104 at t.
【０００９】まず入力ライトバルブ層109 にカメラ112
により撮影された入力パターンｘij(t) がコンピュータ
113 を介して表示される。次いで読出し光115 が拡散板
114を通して記憶／表示ライトバルブ層104 に照射され
る。記憶／表示ライトバルブ層104 にはすでに時刻t-1
までに呈示されたパターンがある規則をもって各記憶／
表示ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃに記憶パター
ンｍklij(t-1) として記憶されており、読出し光115 に
より各記憶／表示ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃ
に記憶されている記憶パターンｍklij(t-1) が光の強度
のパターンとして読み出される。読み出されたパターン
116 は多重結像レンズ105 により各記憶／表示ライトバ
ルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃ毎の出力として入力ライト
バルブ層109 に結像され、入力ライトバルブ層109 を透
過し、この透過光117 は集光レンズ110 により、入力パ
ターンと、各記憶／表示ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ，
102Ｃに記憶されている記憶パターンとの相関値とし
て、相関出力検出器アレイ111 の各検出器に各々集光さ
れ検出される。First, the camera 112 is formed on the input light valve layer 109.
The input pattern x ij (t) captured by
Displayed via 113. Then the readout light 115
The memory / display light valve layer 104 is illuminated through 114. The memory / display light valve layer 104 already has time t-1.
Each memory with a rule that has a pattern presented up to /
It is stored in the display light valves 102A, 102B, 102C as a memory pattern m klij (t-1), and each memory / display light valve 102A, 102B, 102C is read by the read light 115.
The memory pattern m klij (t-1) stored in the memory is read as a light intensity pattern. Read pattern
The multiple image forming lens 105 forms an image on the input light valve layer 109 as an output for each memory / display light valve 102A, 102B, and 102C by 116, and passes through the input light valve layer 109. The transmitted light 117 is a condensing lens. 110, input pattern and each memory / display light valve 102A, 102B,
As a correlation value with the storage pattern stored in 102C, each detector of the correlation output detector array 111 is focused and detected.
【００１０】ここで入力ライトバルブ層109 には入力パ
ターンｘij(t) が表示されているため、入力ライトバル
ブ層109 を透過した直後の光117 は記憶／表示ライトバ
ルブ層104 における記憶パターンｍklij(t-1) とｘ
ij(t) と入力パターンを重ね合わせた光パターン、すな
わち ｍklij(t-1) ×ｘij(t) …(1) なる積の演算がなされたｋ×ｌ個の光パターンとなって
いる。Since the input pattern x ij (t) is displayed on the input light valve layer 109, the light 117 immediately after passing through the input light valve layer 109 is the storage pattern m in the storage / display light valve layer 104. klij (t-1) and x
It is a light pattern in which ij (t) and the input pattern are superposed, that is, k × l light patterns in which the product of m klij (t-1) × x ij (t) (1) is calculated. .
【００１１】また、相関出力検出器アレイ111 の各検出
アレイには、透過光117 が集光されるため、相関出力検
出器アレイ111 では、式(1) の演算の結果の各々の光パ
ターンの総和が明暗の情報として検出される。すなわちFurther, since the transmitted light 117 is collected on each detection array of the correlation output detector array 111, the correlation output detector array 111 causes the correlation output detector array 111 to detect the respective light patterns of the results of the calculation of equation (1). The sum total is detected as light and dark information. Ie
【００１２】[0012]
【数１】 [Equation 1]
【００１３】なる演算の結果が検出される。この結果は
すなわち、記憶パターンｍklij(t-1)と入力パターンｘ
ij(t) との相関度ｙkl(t) を意味する。検出された相関
度ｙkl(t) はコンピュータ113 に入力される。The result of the calculation is detected. The result is that the memory pattern m klij (t-1) and the input pattern x
It means the degree of correlation y kl (t) with ij (t). The detected correlation degree y kl (t) is input to the computer 113.
【００１４】コンピュータ113 においては、相関度ｙkl
(t) に基づいて重み付けをしながら、記憶／表示ライト
バルブ層104 の記憶パターンの更新（学習）を行う。例
えば、記憶／表示ライトバルブ層104 の記憶／表示ライ
トバルブ 102ＡにはアルファベットのＡが、記憶／表示
ライトバルブ 102ＢにはＢが、記憶／表示ライトバルブ
102ＣにはＣがそれぞれパターンとして記憶されている
と仮定すると、入力パターンｘij(t) がＡである場合、
相関出力検出器アレイ111 において検出される相関度ｙ
kl(t) は記憶／表示ライトバルブ 102Ａと対応したもの
が大きく、記憶／表示ライトバルブ 102Ｂ， 102Ｃと対
応したものが小さな値をとる。このため、記憶／表示ラ
イトバルブ 102Ａには新たな重みとしてパターンＡが強
く重ねて書き込まれ、記憶／表示ライトバルブ 102Ｂ，
102ＣにはパターンＡは書き込まれないかもしくは弱く
書き込まれる。なお、入力ライトバルブ層109 に入力さ
れたパターンがＢならば記憶／表示ライトバルブ 102Ｂ
に、入力されたパターンがＣならば記憶／表示ライトバ
ルブ 102ＣにそれぞれパターンＢ，パターンＣが強く書
き込まれるような、記憶パターンの更新（学習）がなさ
れる。In the computer 113, the degree of correlation y kl
While weighting based on (t), the memory pattern of the memory / display light valve layer 104 is updated (learned). For example, in the memory / display light valve layer 104, the memory / display light valve 102A has the letter A, the memory / display light valve 102B has B, and the memory / display light valve 102B has the letter B.
Assuming that each C is stored as a pattern in 102C, if the input pattern x ij (t) is A,
Correlation degree y detected in the correlation output detector array 111
kl (t) has a large value corresponding to the memory / display light valve 102A, and a small value corresponding to the memory / display light valves 102B and 102C. Therefore, the pattern A is strongly overwritten and written as a new weight in the memory / display light valve 102A, and the memory / display light valve 102B,
The pattern A is not written or is weakly written in 102C. If the pattern input to the input light valve layer 109 is B, the memory / display light valve 102B
If the input pattern is C, the memory pattern is updated (learned) such that pattern B and pattern C are strongly written in the memory / display light valve 102C.
【００１５】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ層109 に次々と入力される様々なパターンを記憶／表
示ライトバルブ層104 内に記憶し、学習していくのであ
る。By repeating the above operation, various patterns that are successively input to the input light valve layer 109 are stored in the memory / display light valve layer 104 and learned.
【００１６】このようにしてTaiweiらの実験系において
は記憶／表示ライトバルブ層104 において、入力ライト
バルブに入力されるパターンの自己組織化を進めること
ができる。In this way, in the experimental system of Taiwei et al., The self-organization of the pattern inputted to the input light valve can be promoted in the memory / display light valve layer 104.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】上述したTaiweiらの実
験系においては、８×８個の相関度検出器が使用されて
いる。したがって、上述した実験系ににおいて検出され
る相関度の数は64個であり、検出された相関度は、相関
出力器アレイから64本の結線によりコンピュータに入力
されることとなる。In the above experimental system of Taiwei et al., 8 × 8 correlation detectors are used. Therefore, the number of correlations detected in the above-mentioned experimental system is 64, and the detected correlations are input to the computer from the correlation output device array by 64 wires.
【００１８】このように相関度検出器の数が８×８個程
度であれば、相関度をコンピュータに入力する結線の数
は少なくてもよいが、より多くの相関度検出器を使用し
（例えば64×64個）、複雑な演算処理を行う場合には、
前述した結線の数は莫大なもの（例えば64×64＝4096
本）となり、結果としてシステムの大型化、制作コスト
の上昇等の問題が生じることとなる。If the number of correlation detectors is about 8 × 8, the number of connections for inputting the correlation to the computer may be small, but more correlation detectors are used ( For example, 64 x 64), when performing complex arithmetic processing,
The number of connections mentioned above is enormous (eg 64 x 64 = 4096).
As a result, problems such as system size increase and production cost increase will occur.
【００１９】また、Taiweiらの実験系においては、上述
したコホーネンの自己組織化に従って、各ニューロン
（記憶ライトバルブ層）の出力と入力パターンとの相関
値を光学的に検出しているが、この相関値に基づく記憶
パターンの更新をコンピュータで行うようにしているた
め、相関値の算出を光学系を使用して高速に実行してい
るいるにもかかわらず、学習の多くの部分を占める記憶
パターンの更新の速度をあげることができないために、
自己組織化学習の全体をさほど高速に行うことはできな
かった。In the experimental system of Taiwei et al., The correlation value between the output and the input pattern of each neuron (memory light valve layer) is optically detected according to the above-mentioned Kohonen's self-organization. Since the computer updates the memory pattern based on the correlation value, the memory pattern occupies a large part of learning even though the correlation value is calculated at high speed using the optical system. Because I can't speed up the update of
The whole self-organizing learning could not be done very fast.
【００２０】本発明は上記事情に鑑み、自己組織化学習
を行うためのシステムの全信号系列の並列伝送化、並列
演算化を行なうことで、装置をコンパクトにすることが
できるとともに、低コスト化および高速処理が可能な自
己組織化パターン学習システムを提供することを目的と
するものである。In view of the above circumstances, the present invention can make the apparatus compact and reduce the cost by performing parallel transmission and parallel operation of all signal sequences of the system for performing self-organizing learning. Another object of the present invention is to provide a self-organizing pattern learning system capable of high speed processing.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明による第１の自己
組織化パターン学習システムは、多数の異なったパター
ンを学習する自己組織化パターン学習システムにおい
て、光パターンを記憶している記憶素子群と、該記憶素
子群と隣接して重ね合わせるように配された、該記憶素
子群と同数の、入力パターンを表示する表示素子群とか
らなり、前記光パターンと前記入力パターンとの相関度
を光学的に得る光学的相関度検出手段と、該光学的相関
度検出手段により得られた前記相関度に応じた強度の光
を学習の重みとして出力する重み付け出力手段と、該重
み付け出力手段により出力された前記重みに応じた強さ
で、前記入力パターンを前記記憶素子群に記録する光パ
ターン書き込み手段とからなることを特徴とするもので
ある。A first self-organizing pattern learning system according to the present invention is a self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns. , A display element group which is arranged so as to be adjacent to and overlap with the storage element group and which displays the input pattern in the same number as the storage element group, and the degree of correlation between the light pattern and the input pattern is optically To obtain the optical correlation degree, a weighting output means for outputting light having an intensity corresponding to the correlation degree obtained by the optical correlation degree detecting means as a learning weight, and output by the weighting output means. And an optical pattern writing means for recording the input pattern in the storage element group with a strength according to the weight.
【００２２】また、本発明による第２の自己組織化パタ
ーン学習システムは、多数の異なったパターンを学習す
る自己組織化パターン学習システムにおいて、所定の波
長の光により入力された光パターンを光学的に記憶し、
該記憶された光パターンに応じて別に入力された前記所
定の波長とは異なる波長の光を変調し出力する光変調素
子が１次元または２次元状に複数配列されてなる第１の
光変調素子群と、前記各光変調素子にそれぞれ隣接して
配された、該各光変調素子に入力パターンをそれぞれ入
力する多数の光入力素子と、該各光入力素子に前記入力
パターンを入力する入力手段とを含む光パターン入力手
段と、前記異なる波長の光により入力された光パターン
を記憶し、該記憶された光パターンに応じて別に入力さ
れた前記所定の波長の光を変調して出力する光変調素子
が前記第１の光変調素子群の前記各光変調素子に対応す
るように１次元または２次元状に複数配列されてなる第
２の光変調素子群と、前記異なる波長の光を前記各光入
力素子に、前記所定の波長の光を前記第２の光変調素子
群の前記各光変調素子にそれぞれ入力する光源と、該光
源より入力された前記所定の波長とは異なる波長の光
を、前記各光入力素子と前記第１の光変調素子群を通し
て透過させることにより前記各光入力素子に入力された
前記入力パターンと前記第１の光変調素子群の前記各光
変調素子に記憶されている光パターンとの相関度を得、
該相関度を前記第２の光変調素子群の前記各光変調素子
に光学的に入力する相関度入力手段と、前記光源により
前記第２の光変調素子群に入力され、該第２の光変調素
子群の前記各光変調素子により該素子に記憶されている
光パターンに基づいて変調されることにより、強度の重
み付けがなされた前記所定の波長の光を前記各光入力素
子に光学的に入力する重み付け入力手段とからなること
を特徴とするものである。Further, the second self-organizing pattern learning system according to the present invention is a self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, in which an optical pattern input by light of a predetermined wavelength is optically Remember
A first light modulation element in which a plurality of light modulation elements, which are separately input according to the stored light pattern and which modulate and output light having a wavelength different from the predetermined wavelength, are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. A group, a plurality of optical input elements arranged adjacent to each of the light modulation elements, each of which inputs an input pattern to each of the light modulation elements, and an input means for inputting the input pattern of each of the light input elements. A light pattern inputting means including: and a light for storing a light pattern input by the light of the different wavelength, and a light for modulating and outputting the light of the predetermined wavelength, which is separately input according to the stored light pattern. A second light modulation element group in which a plurality of modulation elements are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner so as to correspond to each of the light modulation elements of the first light modulation element group, and light of the different wavelength are For each optical input element, A light source for respectively inputting light of wavelengths to the respective light modulation elements of the second light modulation element group, and light of a wavelength different from the predetermined wavelength input from the light source for the respective light input elements. Correlation between the input pattern input to each of the light input elements by transmitting through the first light modulation element group and the light pattern stored in each of the light modulation elements of the first light modulation element group Get a degree,
Correlation degree input means for optically inputting the correlation degree to each of the light modulation elements of the second light modulation element group, and the second light modulation element input by the light source to the second light modulation element group. The light having the predetermined wavelength, which is intensity-weighted, is optically transmitted to each of the light input elements by being modulated by each of the light modulation elements of the modulation element group based on the light pattern stored in the element. And a weighting input means for inputting.
【００２３】本発明による第３の自己組織化パターン学
習システムは、本発明による第２の自己組織化パターン
学習システムにおいて、前記第２の光変調素子群の前記
各光変調素子が、一方の面から光パターンが入力される
ことにより該光パターンが記憶され、他の面から前記所
定の波長の光が照射されることにより前記記憶された光
パターンに応じて前記所定の波長の光を変調して出力す
る空間光変調素子であることを特徴とするものである。A third self-organizing pattern learning system according to the present invention is the second self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein each of the light modulating elements of the second light modulating element group has one surface. The light pattern is stored when the light pattern is input from the device, and the light having the predetermined wavelength is modulated according to the stored light pattern by irradiating the light having the predetermined wavelength from another surface. It is characterized by being a spatial light modulator that outputs the light.
【００２４】また、本発明による第４の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第２または第３の自
己組織化パターン学習システムにおいて、前記第１の光
変調素子群の前記各光変調素子が、該各光変調素子に入
力される前記新たな入力光パターンを偏光する第１の偏
光子と、該各光変調素子により変調された光パターンを
偏光する第２の偏光子とにより挾まれてなることを特徴
とするものてである。A fourth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the second or third self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein each of the light modulating elements of the first light modulating element group. Between the first polarizer that polarizes the new input light pattern that is input to each of the light modulation elements and the second polarizer that polarizes the light pattern that is modulated by each of the light modulation elements. It is characterized by becoming.
【００２５】本発明による第５の自己組織化パターン学
習システムは、本発明による第４の自己組織化パターン
学習システムにおいて、前記第１の光変調素子群と前記
第２の偏光子との間に該第１光変調素子群の前記各光変
調素子にそれぞれ隣接して配された、前記入力された光
パターンを記憶し、該記憶された光パターンに応じて前
記各光変調素子により変調された光パターンを変調する
多数の光変調素子と、該各光変調素子に前記入力パター
ンを入力する入力手段とからなる第２の光パターン入力
手段をさらに備えたことを特徴とするものである。A fifth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the fourth self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein the fifth self-organizing pattern learning system is provided between the first light modulation element group and the second polarizer. The input light pattern, which is arranged adjacent to each of the light modulation elements of the first light modulation element group, is stored, and is modulated by each of the light modulation elements according to the stored light pattern. The present invention is characterized by further comprising a second light pattern input means including a large number of light modulation elements for modulating a light pattern and an input means for inputting the input pattern to each of the light modulation elements.
【００２６】また、本発明による第６の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第２，第３，第４ま
たは第５の自己組織化パターン学習システムにおいて、
前記光源が、前記所定の波長の光を前記光入力素子に、
前記所定の波長とは異なる波長の光を前記第２の光変調
素子群の前記各光変調素子にそれぞれ交互に入力する光
源であることを特徴とするものである。Further, a sixth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the second, third, fourth or fifth self-organizing pattern learning system according to the present invention,
The light source, the light of the predetermined wavelength to the light input element,
It is characterized in that it is a light source for alternately inputting light having a wavelength different from the predetermined wavelength to each of the light modulation elements of the second light modulation element group.
【００２７】さらに、本発明による第７の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第２，第３，第４
または第５の自己組織化パターン学習システムにおい
て、前記光源が、前記所定の波長の光を前記光入力素子
に、前記所定の波長とは異なる波長の光を前記第２の光
変調素子群の前記各光変調素子にそれぞれ同時に入力す
る光源であることを特徴とするものである。Further, a seventh self-organizing pattern learning system according to the present invention is the second, third, fourth according to the present invention.
Alternatively, in a fifth self-organizing pattern learning system, the light source supplies the light having the predetermined wavelength to the optical input element, and the light having a wavelength different from the predetermined wavelength to the second light modulation element group. It is characterized in that it is a light source for simultaneously inputting to each light modulation element.
【００２８】また、本発明による第８の自己組織化パタ
ーン学習システムは、多数の異なったパターンを学習す
る自己組織化パターン学習システムにおいて、所定の波
長の光により入力された光パターンを光学的に記憶し、
該記憶された光パターンに応じて別に入力された前記所
定の波長とは異なる波長の光を変調し出力する光変調素
子が１次元または２次元状に複数配列されてなる光変調
素子群と、前記各光変調素子にそれぞれ隣接して配され
た、該各光変調素子に入力パターンをそれぞれ入力する
多数の光入力素子と、該各光入力素子に前記入力パター
ンを入力する入力手段とを含む光パターン入力手段と、
前記異なる波長の光を前記所定の波長の光に変換する波
長変換素子が前記光変調素子群の前記各光変調素子に対
応するように１次元または２次元状に複数配列されてな
る波長変換素子群と、前記異なる波長の光を前記各光変
調素子にそれぞれ入力する光源と、該光源より入力され
た前記異なる波長の光を、前記各光入力素子と前記光変
調素子群とを通して透過させることにより前記各光入力
素子に入力された前記入力パターンと前記光変調素子群
の前記各光変調素子に記憶されている光パターンとの相
関度を得、該相関度を前記各光波長変換素子に光学的に
入力する相関度入力手段と、前記波長変換素子群に入力
され、該波長変換素子群の前記各波長変換素子により波
長変換された前記相関度を前記光変調素子に入力する重
み付け入力手段とからなることを特徴とするものであ
る。Further, an eighth self-organizing pattern learning system according to the present invention is a self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, wherein an optical pattern inputted by light of a predetermined wavelength is optically Remember
A light modulation element group in which a plurality of light modulation elements, which are separately input according to the stored light pattern and modulate and output light having a wavelength different from the predetermined wavelength, are arranged one-dimensionally or two-dimensionally; A plurality of light input elements, which are arranged adjacent to the respective light modulation elements and which respectively input an input pattern to the respective light modulation elements, and an input means which inputs the input pattern to the respective light input elements. Light pattern input means,
A wavelength conversion element in which a plurality of wavelength conversion elements for converting the light of different wavelengths into the light of the predetermined wavelength are arranged one-dimensionally or two-dimensionally so as to correspond to the respective light modulation elements of the light modulation element group. A group, a light source that inputs the light of the different wavelength to each of the light modulation elements, and a light of the different wavelength that is input from the light source is transmitted through each of the light input elements and the light modulation element group. To obtain the degree of correlation between the input pattern input to each of the light input elements and the light pattern stored in each of the light modulation elements of the light modulation element group, and the correlation degree to each of the light wavelength conversion elements. Correlation degree input means for optically inputting, and weighting input means for inputting the correlation degree input to the wavelength conversion element group and wavelength-converted by each wavelength conversion element of the wavelength conversion element group to the light modulation element. When It is characterized in that Ranaru.
【００２９】本発明による第９の自己組織化パターン学
習システムは、本発明による第８の自己組織化パターン
学習システムにおいて、前記光変調素子群の前記各光変
調素子が、該各光変調素子に入力される前記新たな入力
光パターンを偏光する第１の偏光子と、該各光変調素子
により変調された光パターンを偏光する第２の偏光子と
により挾まれてなることを特徴とするものである。A ninth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the eighth self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein each of the light modulating elements of the light modulating element group is provided in each of the light modulating elements. A first polarizer that polarizes the new input light pattern to be input, and a second polarizer that polarizes the light pattern modulated by each of the light modulators. Is.
【００３０】本発明による第10の自己組織化パターン学
習システムは、本発明による第９の自己組織化パターン
学習システムにおいて、前記光変調素子群と前記第２の
偏光子との間に該光変調素子群の前記各光変調素子にそ
れぞれ隣接して配された、前記入力された光パターンを
記憶し、該記憶された光パターンに応じて前記各光変調
素子により変調された光パターンを変調する多数の光変
調素子と、該各光変調素子に前記入力パターンを入力す
る入力手段とからなる第２の光パターン入力手段をさら
に備えたことを特徴とするものである。A tenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the ninth self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein the optical modulation is provided between the light modulation element group and the second polarizer. The input light pattern, which is arranged adjacent to each of the light modulation elements of the element group, is stored, and the light pattern modulated by each of the light modulation elements is modulated according to the stored light pattern. The present invention is characterized by further comprising a second light pattern input means including a large number of light modulation elements and an input means for inputting the input pattern to each of the light modulation elements.
【００３１】また、本発明による第11の自己組織化パタ
ーン学習システムは、多数の異なったパターンを学習す
る自己組織化パターン学習システムにおいて、入力され
た光パターンを記憶し、該記憶された光パターンに応じ
て別に入力された光を変調し出力する光変調素子が１次
元または２次元状に複数配列されてなる第１の光変調素
子群と、該各光変調素子に入力パターンをそれぞれ光学
的に入力する第１の光パターン入力手段と、入力された
光パターンを記憶し、該記憶された光パターンに応じて
別に入力された光を変調し出力する光変調素子が前記第
１の光変調素子群の前記各光変調素子に対応するように
１次元または２次元状に複数配列されてなる第２の光変
調素子群と、該第２の光変調素子群の前記各光変調素子
に前記入力パターンをそれぞれ入力する第２の光パター
ン入力手段と、前記第１の光パターン入力手段より前記
第１の光変調素子群の前記各光変調素子に入力された前
記入力パターンを該各光変調素子により該各素子に記憶
されている光パターンに基づいて変調させることによ
り、前記入力パターンと該各光変調素子に記憶されてい
る光パターンとの相関度を得、該相関度を前記第２の光
変調素子群の前記各光変調素子に光学的に入力し、記憶
させる相関度入力手段と、前記第２の光パターン入力手
段より前記第２の光変調素子群の前記各光変調素子に入
力された前記入力パターンを、該各光変調素子により該
各素子に記憶されている光パターンに基づいて変調させ
ることにより、強度の重み付けがなされた前記入力パタ
ーンを得、該重み付けがなされた光パターンを前記第１
の光変調素子群の前記各光変調素子に光学的に入力し、
記憶させる重み付け入力手段とからなることを特徴とす
るものである。An eleventh self-organizing pattern learning system according to the present invention is a self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, which stores an input light pattern and stores the stored light pattern. A first optical modulation element group in which a plurality of optical modulation elements that modulate and output the separately input light are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and an input pattern is optically provided to each optical modulation element. And a first light pattern inputting means for inputting to the first light pattern, and a light modulation element for storing the inputted light pattern and separately modulating and outputting the inputted light according to the stored light pattern. A second light modulation element group formed by arranging a plurality of one-dimensionally or two-dimensionally so as to correspond to each of the light modulation elements of the element group, and each of the light modulation elements of the second light modulation element group Input putter Second light pattern inputting means for inputting the input pattern and the input patterns input to the respective light modulating elements of the first light modulating element group from the first light pattern inputting means by the respective light modulating elements. By performing modulation based on the light pattern stored in each of the elements, the degree of correlation between the input pattern and the light pattern stored in each of the light modulation elements is obtained, and the degree of correlation is determined by the second light. Correlation degree input means for optically inputting and storing to each of the light modulation elements of the modulation element group, and input to each of the light modulation elements of the second light modulation element group from the second light pattern input means. By modulating the input pattern by the respective light modulation elements based on the light pattern stored in each element, the intensity-weighted input pattern is obtained, and the weighted optical pattern is obtained. The first one
Optically input to each of the light modulation elements of the light modulation element group of,
It is characterized by comprising a weighting input means for storing.
【００３２】さらに、本発明による第12の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第11の自己組織化
パターン学習システムにおいて、前記第１の光変調素子
群の前記各光変調素子が、一方の面から光パターンが入
力されることにより該光パターンが記憶され、他の面か
ら前記所定の波長の光が照射されることにより前記記憶
された光パターンに応じて前記所定の波長の光を変調し
て出力する空間光変調素子であることを特徴とするもの
である。Further, a twelfth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the eleventh self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein each of the light modulating elements of the first light modulating element group is The light pattern is stored by inputting the light pattern from the surface, and the light having the predetermined wavelength is emitted according to the stored light pattern by irradiating the light having the predetermined wavelength from another surface. It is characterized by being a spatial light modulator that modulates and outputs.
【００３３】また、本発明による第13の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第11または第12の自
己組織化パターン学習システムにおいて、前記第２の光
変調素子群の前記各光変調素子が、一方の面から光パタ
ーンが入力されることにより該光パターンが記憶され、
他の面から前記所定の波長の光が照射されることにより
前記記憶された光パターンに応じて前記所定の波長の光
を変調して出力する空間光変調素子であることを特徴と
するものである。Further, a thirteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the eleventh or twelfth self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein each of the light modulating elements of the second light modulating element group is included. However, the light pattern is stored by inputting the light pattern from one surface,
A spatial light modulator that modulates and outputs the light of the predetermined wavelength according to the stored light pattern by irradiating the light of the predetermined wavelength from another surface. is there.
【００３４】さらに、本発明による第14の自己組織化パ
ターン学習システムは、多数の異なったパターンを学習
する自己組織化パターン学習システムにおいて、入力さ
れた光パターンを記憶し、該記憶された光パターンに応
じて別に入力された光を変調し出力する光変調素子が１
次元または２次元状に複数配列されてなる第１の光変調
素子群と、該各光変調素子に入力パターンをそれぞれ光
学的に入力する光パターン入力手段と、入力された光パ
ターンを記憶し、該記憶された光パターンに応じて別に
入力された光を変調し出力する光変調素子が前記第１の
光変調素子群の前記各光変調素子に対応するように１次
元または２次元状に複数配列されてなる第２の光変調素
子群と、前記第１の光変調素子群とは離れた位置にあ
り、前記入力パターンを記憶し、該記憶された光パター
ンに応じて別に入力された光を変調する光変調素子が１
次元または２次元状に前記第１の光変調素子群の前記各
光変調素子に対応するように複数配列されてなる第３の
光変調素子群と、前記光パターン入力手段より前記第１
の光変調素子群の前記各光変調素子に入力された前記入
力パターンを該各光変調素子により該各素子に記憶され
ている光パターンに基づいて変調させることにより、前
記入力パターンと該各光変調素子に記憶されている光パ
ターンとの相関度を得、該相関度を前記第２の光変調素
子群の前記各光変調素子に光学的に入力し、記憶させる
相関度入力手段と、前記第２の光変調素子の各光変調素
子に入力された前記別に入力された光を、該各光変調素
子により該各素子に記憶されている前記相関度に基づい
て変調させることにより強度の重み付けがなされた前記
光パターンを得、該重み付けがなされた光パターンを前
記第３の光変調素子群の各光変調素子に入力し、該各光
変調素子により該各素子に記憶されている前記入力パタ
ーンに基づいて変調させることにより強度の重み付けが
なされた前記入力パターンを得、該重み付けがなされた
光パターンを前記第１の光変調素子群の前記各光変調素
子に光学的に入力し、記憶させる重み付け入力手段とか
らなることを特徴とするものである。Furthermore, a fourteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is a self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, which stores an input light pattern and stores the stored light pattern. The optical modulator that modulates and outputs the input light separately according to
A plurality of first light modulation elements arranged in a two-dimensional or two-dimensional manner, light pattern input means for optically inputting an input pattern into each light modulation element, and storing the input light pattern, A plurality of light modulation elements that modulate and output the input light separately according to the stored light pattern are arranged one-dimensionally or two-dimensionally so as to correspond to the respective light modulation elements of the first light modulation element group. The second light modulation element group arranged and the first light modulation element group are located apart from each other, store the input pattern, and separately input light according to the stored light pattern. 1 optical modulator for modulating
A plurality of third light modulation element groups arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner so as to correspond to the respective light modulation elements of the first light modulation element group;
By modulating the input pattern input to each of the light modulation elements of the light modulation element group based on the light pattern stored in each of the light modulation elements. A correlation degree input means for obtaining a correlation degree with a light pattern stored in the modulation element, optically inputting the correlation degree into each of the light modulation elements of the second light modulation element group, and storing the correlation degree; Weighting of intensity by modulating the separately input light input to each optical modulation element of the second optical modulation element based on the degree of correlation stored in each element by each optical modulation element The obtained light pattern, and inputs the weighted light pattern to each light modulation element of the third light modulation element group, and the input stored in each element by each light modulation element. Change based on pattern A weighting input means for obtaining the input pattern with the weighted intensity by optically inputting the weighted light pattern to each of the light modulation elements of the first light modulation element group, and storing It is characterized by consisting of.
【００３５】また、本発明による第15の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第14の自己組織化パ
ターン学習システムにおいて、前記第１の光変調素子群
の前記各光変調素子が、一方の面から光パターンが入力
されることにより該光パターンが記憶され、他の面から
前記所定の波長の光が照射されることにより前記記憶さ
れた光パターンに応じて前記所定の波長の光を変調して
出力する空間光変調素子であることを特徴とするもので
ある。A fifteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the fourteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein each of the light modulating elements of the first light modulating element group is The light pattern is stored by inputting the light pattern from the surface, and the light having the predetermined wavelength is emitted according to the stored light pattern by irradiating the light having the predetermined wavelength from another surface. It is characterized by being a spatial light modulator that modulates and outputs.
【００３６】また、本発明による第16の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第14または第15の自
己組織化パターン学習システムにおいて、前記第２の光
変調素子群の前記各光変調素子が、一方の面から光パタ
ーンが入力されることにより該光パターンが記憶され、
他の面から前記所定の波長の光が照射されることにより
前記記憶された光パターンに応じて前記所定の波長の光
を変調して出力する空間光変調素子であることを特徴と
するものである。A sixteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the fourteenth or fifteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention, wherein each light modulating element of the second light modulating element group is included. However, the light pattern is stored by inputting the light pattern from one surface,
A spatial light modulator that modulates and outputs the light of the predetermined wavelength according to the stored light pattern by irradiating the light of the predetermined wavelength from another surface. is there.
【００３７】さらに、本発明による第17の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第14，第15または
第16の自己組織化パターン学習システムにおいて、前記
第３の光変調素子群の前記各光変調素子が、一方の面か
ら光パターンが入力されることにより該光パターンが記
憶され、他の面から前記所定の波長の光が照射されるこ
とにより前記記憶された光パターンに応じて前記所定の
波長の光を変調して出力する空間光変調素子であること
を特徴とするものである。Further, a seventeenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is the same as the fourteenth, fifteenth or sixteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention. The light modulation element stores the light pattern by inputting the light pattern from one surface, and irradiates the light having the predetermined wavelength from the other surface to generate the light pattern according to the stored light pattern. It is a spatial light modulator that modulates and outputs light of a predetermined wavelength.
【００３８】また、本発明による第18の自己組織化パタ
ーン学習システムは、多数の異なったパターンを学習す
る自己組織化パターン学習システムにおいて、所定の波
長の光により入力された光パターンを光学的に記憶し、
該記憶された光パターンに応じて別に入力された前記所
定の波長とは異なる波長の光を変調し出力する光変調素
子が１次元または２次元状に複数配列されてなる光変調
素子群と、前記各光変調素子にそれぞれ隣接して配され
た、該各光変調素子に入力パターンをそれぞれ入力する
多数の光入力素子と、該各光入力素子に前記入力パター
ンを入力する入力手段とを含む光パターン入力手段と、
前記各光入力素子に隣接して配された相関度入力手段と
からなり、該相関度入力手段は、前記異なる波長の光を
前記各光変調素子と前記各光入力素子とを通して透過さ
せることにより、前記各光変調素子に記憶されている光
パターンと前記各光パターンとの相関度を前記各光入力
素子毎に得、該得られた相関度に応じて別に入力された
前記所定の波長の光の強度を変調して重み付けをし、前
記各光変調素子に光学的に折り返して入力する相関度記
憶素子を含む相関度入力手段であることを特徴とするも
のである。The eighteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is a self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, wherein an optical pattern inputted by light of a predetermined wavelength is optically Remember
A light modulation element group in which a plurality of light modulation elements, which are separately input according to the stored light pattern and modulate and output light having a wavelength different from the predetermined wavelength, are arranged one-dimensionally or two-dimensionally; A plurality of light input elements, which are arranged adjacent to the respective light modulation elements and which respectively input an input pattern to the respective light modulation elements, and an input means which inputs the input pattern to the respective light input elements. Light pattern input means,
And a correlation degree input means disposed adjacent to each of the light input elements, the correlation degree input means transmitting light of the different wavelengths through the light modulation elements and the light input elements. , The degree of correlation between the light pattern stored in each of the light modulation elements and each of the light patterns is obtained for each of the light input elements, and the predetermined wavelength of the predetermined wavelength input separately according to the obtained degree of correlation. It is characterized in that it is a correlation degree input means including a correlation degree storage element for modulating and weighting the intensity of light and optically returning the light intensity to each of the light modulation elements.
【００３９】さらに、本発明による第19の自己組織化パ
ターン学習システムは、多数の異なったパターンを学習
する自己組織化パターン学習システムにおいて、所定の
波長の光により入力された光パターンを光学的に記憶
し、該記憶された光パターンに応じて別に入力された前
記所定の波長とは異なる波長の光を変調し出力する光変
調素子が１次元または２次元状に複数配列されてなる光
変調素子群と、前記各光変調素子にそれぞれ隣接して配
された、該各光変調素子に入力パターンをそれぞれ入力
する多数の光入力素子と、該各光入力素子に前記入力パ
ターンを入力する入力手段とを含む光パターン入力手段
と、前記各光入力素子に隣接して配された相関度入力手
段とからなり、該相関度入力手段は、前記所定の波長と
は異なる波長の光を前記各光変調素子と前記各光入力素
子とを通して透過させることにより、前記各光変調素子
に記憶されている光パターンと前記各光変調素子に入力
された前記入力パターンとの相関度を前記各光入力素子
毎に得、該得られた相関度を前記所定の波長の光に変換
し、前記各光変調素子に光学的に折り返して入力する相
関度記憶素子を含む相関度入力手段であることを特徴と
するものである。Furthermore, a nineteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is a self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, wherein an optical pattern inputted by light of a predetermined wavelength is optically A light modulation element in which a plurality of light modulation elements that store and modulate and output light having a wavelength different from the predetermined wavelength that is separately input according to the stored light pattern are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. A group, a plurality of optical input elements arranged adjacent to each of the light modulation elements, each of which inputs an input pattern to each of the light modulation elements, and an input means for inputting the input pattern of each of the light input elements. And a correlation degree input means disposed adjacent to each of the light input elements, wherein the correlation degree input means outputs light having a wavelength different from the predetermined wavelength. By transmitting the light through each light modulation element and each light input element, the degree of correlation between the light pattern stored in each light modulation element and the input pattern input to each light modulation element Correlation degree input means including a correlation degree storage element that is obtained for each optical input element, converts the obtained correlation degree into light having the predetermined wavelength, and optically returns the light to each of the light modulation elements for input. It is characterized by.
【００４０】[0040]
【作用】本発明による自己組織化パターン学習システム
は、基本的には、光学的相関度検出手段において、光変
調素子等からなる記憶素子群に記憶されている光パター
ンと表示素子群に表示されている入力パターンとの相関
度を光学的に得、重み付け出力手段においてこの相関度
に応じた強度の光を学習の重みとして出力させ、この重
みに応じた強さで入力パターンを記憶素子に記憶して光
パターンの書き込みを行うようにしたものである。In the self-organizing pattern learning system according to the present invention, basically, in the optical correlation detecting means, the light pattern stored in the storage element group including the light modulation element and the display pattern are displayed on the display element group. The degree of correlation with the input pattern is obtained optically, the weighting output means outputs the light having the intensity corresponding to the degree of correlation as the learning weight, and the input pattern is stored in the storage element with the intensity corresponding to the weight. Then, an optical pattern is written.
【００４１】その具体的な例として、本発明による第１
の自己組織化パターン学習システムは、上述したように
光パターン入力手段における各光入力素子と、第１の光
変調素子群における所定の波長の光により入力された光
パターンを光学的に記憶しこの記憶された光パターンに
応じて別に入力された所定の波長とは異なる波長の光を
変調し出力する各光変調素子とをそれぞれ隣接するよう
にこの順番で配置させ、さらに、所定の波長の光により
入力された光パターンを光学的に記憶しこの記憶された
光パターンに応じて別に入力された所定の波長とは異な
る波長の光を変調する各光変調素子からなる第２の光変
調素子群を、この光変調素子群の各光変調素子が第１の
光変調素子群の各光変調素子と対応するように配置させ
たものである。As a concrete example thereof, the first according to the present invention
As described above, the self-organizing pattern learning system of the present invention optically stores each optical input element in the optical pattern input means and the optical pattern input by the light of the predetermined wavelength in the first optical modulation element group, According to the stored light pattern, the light modulators that modulate and output light of a different wavelength from the predetermined wavelength input separately are arranged in this order so as to be adjacent to each other. Second optical modulator group consisting of optical modulators for optically storing the optical pattern input by the optical modulator and modulating the light of a wavelength different from the predetermined wavelength input separately according to the stored optical pattern Is arranged so that each light modulation element of this light modulation element group corresponds to each light modulation element of the first light modulation element group.
【００４２】そして、各光入力素子に入力パターンを入
力し、光源より所定の波長の光とは異なる波長の光を発
して、この入力パターンと第１の光変調素子群の各光変
調素子に記憶されている光パターンとの相関をとり、こ
の結果得られた相関パターンあるいは相関度を第２の光
変調素子群の各光変調素子に光学的に入力するものであ
る。その後、光源より所定の波長の光を第２の光変調素
子群に照射することにより、この光に相関パターンある
いは相関度に応じた重み付けをし、この重み付けがなさ
れた光を各光入力素子に光学的に集光し入力して、各光
入力素子に入力されている入力パターンに重み付けをし
て、この重み付けされた光パターンを第１の光変調素子
群における各光変調素子に記憶されているパターンに重
ねて記憶するようにしたものである。Then, an input pattern is input to each optical input element, a light having a wavelength different from a predetermined wavelength is emitted from the light source, and this input pattern and each optical modulation element of the first optical modulation element group are supplied. The correlation with the stored light pattern is obtained, and the correlation pattern or the degree of correlation obtained as a result is optically input to each light modulation element of the second light modulation element group. After that, by irradiating the second light modulation element group with light having a predetermined wavelength from the light source, this light is weighted according to the correlation pattern or the degree of correlation, and the weighted light is applied to each light input element. The light is optically collected and input, the input patterns input to the respective light input elements are weighted, and the weighted light patterns are stored in the respective light modulation elements in the first light modulation element group. It is designed so that it can be stored on top of existing patterns.
【００４３】このため、Taiweiらの実験系のように相関
度を伝達するための多数の結線を用いる必要がなく、入
力パターンに重み付けをして第１の光変調素子群におけ
る記憶パターンの更新すなわち自己組織化学習を行うこ
とができる。さらに、多数の相関度の情報を並列に伝達
し、同様に記憶更新のためのパターンを並列に作成し、
さらに記憶更新（書き込み）までも光を用いて並列に行
なうため、計算機によって記憶の更新を行うTaiweiらの
実験系よりも高速に自己組織化学習を行うことができ
る。また、相関度を伝達するための多数の結線を用いる
必要がないため、システムのコンパクト化を実現するこ
とができ、さらにシステムの低コスト化を実現すること
ができる。Therefore, unlike the experimental system of Taiwei et al., It is not necessary to use a large number of connections for transmitting the correlation, and the input pattern is weighted to update the memory pattern in the first light modulation element group. Can perform self-organizing learning. Furthermore, information of a large number of correlations is transmitted in parallel, and similarly, a pattern for memory update is created in parallel,
Furthermore, since memory updating (writing) is also performed in parallel using light, self-organized learning can be performed faster than the experimental system of Taiwei et al. Further, since it is not necessary to use a large number of connections for transmitting the degree of correlation, the system can be made compact, and the cost of the system can be reduced.
【００４４】また、本発明による第２の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第１の自己組織化パ
ターン学習システムにおける第２の光変調素子群の各光
変調素子を、一方の面から光パターンを入力することに
よりこの光パターンを記憶させ、他の面から所定の波長
の光を照射することにより記憶された光パターンに応じ
た所定の波長の光を変調して出力させる空間光変調素子
とするものであり、システムをよりコンパクトに構成す
ることができる。Further, a second self-organizing pattern learning system according to the present invention includes, from one side, each light modulating element of the second light modulating element group in the first self-organizing pattern learning system according to the present invention. Spatial light modulation in which this light pattern is stored by inputting a light pattern, and by irradiating light of a predetermined wavelength from another surface, light of a predetermined wavelength is modulated and output according to the stored light pattern. Since it is an element, the system can be made more compact.
【００４５】さらに、本発明による第３の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第１または第２の
自己組織化パターン学習システムの第１の光変調素子群
における光変調素子を２枚の偏光子により挟んでなるも
のである。このため、光パターン入力手段より出力され
た入力パターンは光の強度のパターンとして各光変調素
子に入力され、この光変調素子により偏光され、第２の
偏光子により入力パターンと光パターン入力手段に記憶
されている光パターンとの積の相関度の光パターンとし
て第２の光変調素子群における各光変調素子に検出され
ることとなる。Furthermore, a third self-organizing pattern learning system according to the present invention is provided with two light modulating elements in the first light modulating element group of the first or second self-organizing pattern learning system according to the present invention. It is sandwiched between polarizers. Therefore, the input pattern output from the light pattern input means is input to each light modulation element as a light intensity pattern, is polarized by this light modulation element, and is input to the input pattern and the light pattern input means by the second polarizer. The light pattern having the degree of correlation of the product with the stored light pattern is detected by each light modulation element in the second light modulation element group.
【００４６】さらに、本発明による第４の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第３の自己組織化
パターン学習システムの第１の光変調素子群と第２の偏
光子との間に、光変調素子群の各光変調素子と対応させ
て配置させた多数の光変調素子と、この光変調素子に入
力パターンを入力する第２の光パターン入力手段をさら
に備えたものである。そして、相関度を検出する際に
は、光パターン入力手段の各光入力素子を無変調状態に
しておき、かつ第２の光パターン入力手段における各光
変調素子には入力パターンを表示しておく。Further, a fourth self-organizing pattern learning system according to the present invention is characterized in that, between the first light modulation element group and the second polarizer of the third self-organizing pattern learning system according to the present invention, The optical modulator further comprises a large number of optical modulators arranged corresponding to the respective optical modulators of the optical modulator group, and second optical pattern input means for inputting an input pattern to the optical modulators. Then, when detecting the degree of correlation, each light input element of the light pattern input means is set in a non-modulated state, and the input pattern is displayed on each light modulation element in the second light pattern input means. .
【００４７】その後、光源より前述した所定の光とは異
なる波長の光を光パターン入力手段に照射し、第１の光
変調素子群における各光変調素子に記憶されている光パ
ターンと、第２の光パターン入力手段の各光入力素子に
表示されている入力パターンとの相関度を第２の光変調
素子群の各光変調素子に入力するものである。この際、
光パターン入力手段より出力された入力パターンは、偏
光のパターンとして第１の光変調素子群における各光変
調素子に入力され、さらにこの光変調素子により偏光さ
れる。すなわち、各光パターン入力手段に入力されてい
る光パターンと各光変調素子に記憶されている光パター
ンとが同じようなパターンであれば、光パターン入力手
段において偏光された光はさらに光変調素子において偏
光されることとなる。After that, the light pattern input means is irradiated with light having a wavelength different from the above-mentioned predetermined light from the light source, and the light pattern stored in each light modulation element in the first light modulation element group and the second light pattern are stored. The degree of correlation with the input pattern displayed on each light input element of the light pattern input means is input to each light modulation element of the second light modulation element group. On this occasion,
The input pattern output from the light pattern input means is input as a polarization pattern to each light modulation element in the first light modulation element group, and is further polarized by this light modulation element. That is, if the light pattern input to each light pattern input means and the light pattern stored in each light modulation element are the same pattern, the light polarized in the light pattern input means is further converted to the light modulation element. Will be polarized at.
【００４８】また、各光パターン入力手段に入力されて
いるパターンと第１の光変調素子群における各光変調素
子に記憶されている光パターンとが異なるものであれ
ば、光パターン入力手段において偏光された光は光変調
素子においても偏光されないこととなる。したがって、
光パターン入力手段に入力されているパターンと光変調
素子において記憶されているパターンとが略同一のパタ
ーンであれば、光変調素子より出力された光は偏光子に
より偏光されて、光の強度が小さいものとなっている。
逆に光パターン入力手段に入力されているパターンと、
光変調素子において記憶されているパターンとが異なる
パターンであれば、光変調素子より出力された光は偏光
子により偏光されて、光の強度が大きいものとなってい
る。すなわち、相関度が大きければ光の強度は小さく、
相関度が小さければ光の強度は大きくなるものである。
この場合、第２の光変調素子群における各光変調素子
に、入力パターンと光パターン入力手段に記憶されてい
る光パターンとの偏光の差の絶対値のパターンとして各
相関検出素子に検出されることとなる。If the pattern input to each light pattern input means and the light pattern stored in each light modulation element in the first light modulation element group are different from each other, polarization is performed in the light pattern input means. The generated light is not polarized even in the light modulation element. Therefore,
If the pattern input to the light pattern input unit and the pattern stored in the light modulation element are substantially the same pattern, the light output from the light modulation element is polarized by the polarizer and the intensity of the light is increased. It is small.
Conversely, with the pattern input to the optical pattern input means,
If the pattern stored in the light modulation element is different from the pattern stored in the light modulation element, the light output from the light modulation element is polarized by the polarizer, and the intensity of the light is high. That is, if the correlation is high, the light intensity is low,
The light intensity increases as the degree of correlation decreases.
In this case, in each light modulation element in the second light modulation element group, each correlation detection element detects as an absolute value pattern of the polarization difference between the input pattern and the light pattern stored in the light pattern input means. It will be.
【００４９】ここで、入力パターンをｉ、第１の光変調
素子群における光変調素子に記憶されている光パターン
をＷ、積の相関度をＯ1 、差の絶対値の相関度をＯ2 と
して本発明による第３の自己組織化パターン学習システ
ムにおける積の相関と本発明による第４の自己組織化パ
ターン学習システムにおける差の絶対値の相関との関係
を表すと Ｏ1 ＝ΣＷ・ｉ …(3) Ｏ2 ＝Σ｜Ｗ−ｉ｜ …(4) となる。式(4) における｜Ｗ−ｉ｜を２乗すると、 ｜Ｗ−ｉ｜2 ＝Ｗ2 ＋ｉ2 −２・Ｗ・ｉ …(5) となる。すなわち、｜Ｗ−ｉ｜が小さくなるためには、
Ｗ・ｉが大きくなければならない。したがって積の相関
度が大きい程差の相関度は小さくなるものである。この
相関度の求め方が本発明による第３と第４の自己組織化
パターン学習システムとの間で異なるのである。Here, the input pattern is i, the light pattern stored in the light modulation element in the first light modulation element group is W, the product correlation is O 1 , and the absolute difference correlation is O 2. As a relation between the product correlation in the third self-organizing pattern learning system according to the present invention and the absolute value correlation of the difference in the fourth self-organizing pattern learning system according to the present invention, O 1 = ΣW · i ... (3) O 2 = Σ | Wi | (4) If | W−i | in the formula (4) is squared, | W−i | 2 = W 2 + i 2 −2 · W · i (5) That is, to reduce | W−i |
Wi must be large. Therefore, the larger the product correlation is, the smaller the difference correlation is. The method of obtaining this degree of correlation differs between the third and fourth self-organizing pattern learning systems according to the present invention.
【００５０】また、光源は、所定の波長の光を光入力素
子に、また所定の波長とは異なる波長の光を第２の光変
調素子群の各光変調素子にそれぞれ交互に入力するもの
であっても同時に入力するものであってもよい。とく
に、同時に入力するものの場合は、光源から発せられる
光を切り換えるための手段を設ける必要がなくなり、シ
ステムをよりコンパクトにすることができるため、より
好ましい。Further, the light source alternately inputs light having a predetermined wavelength to the light input element and light having a wavelength different from the predetermined wavelength to the respective light modulation elements of the second light modulation element group. It may be input or input at the same time. Particularly, in the case of simultaneous input, it is more preferable because it is not necessary to provide means for switching the light emitted from the light source, and the system can be made more compact.
【００５１】また、本発明による第７の自己組織化パタ
ーン学習システムは、前述した本発明による第１の自己
組織化パターン学習システムにおける第２の光変調素子
群の各光変調素子を、前述した所定の波長とは異なる波
長の光を所定の波長の光に変換する波長変換素子を第１
の光変調素子群における各光変調素子と対応するように
複数配列させた波長変換素子群に置き換え、光源を所定
の波長とは異なる波長の光を各光変調素子に入力する光
源としたものである。そして、各光入力素子に入力パタ
ーンを入力し、光源より所定の波長の光とは異なる波長
の光を発して、この入力パターンと各光変調素子に記憶
されている光パターンとの相関をとり、この結果得られ
た相関度を相関度入力手段により波長変換素子群の各波
長変換素子に光学的に入力し、この各波長変換素子にお
いて相関度を所定の波長の光に波長変換し、この波長変
換された光を各光入力素子に光学的に入力して各光入力
素子に入力されている入力パターンに重み付けをして、
この重み付けされた光パターンを第１の光変調素子群に
おける各光変調素子に記憶されているパターンに重ねて
記憶するようにしたものである。In the seventh self-organizing pattern learning system according to the present invention, each light modulating element of the second light modulating element group in the first self-organizing pattern learning system according to the present invention is described above. A first wavelength conversion element for converting light having a wavelength different from a predetermined wavelength into light having a predetermined wavelength.
In the light modulation element group, a plurality of wavelength conversion element groups are arranged so as to correspond to the respective light modulation elements, and the light source is used as a light source for inputting light having a wavelength different from a predetermined wavelength to each light modulation element. is there. Then, an input pattern is input to each optical input element, light having a wavelength different from a predetermined wavelength is emitted from the light source, and the correlation between this input pattern and the optical pattern stored in each optical modulator is obtained. , The resulting correlation is optically input to each wavelength conversion element of the wavelength conversion element group by the correlation input means, and the correlation is converted into light of a predetermined wavelength in each wavelength conversion element. The wavelength-converted light is optically input to each optical input element to weight the input pattern input to each optical input element,
This weighted light pattern is stored so as to overlap with the pattern stored in each light modulation element in the first light modulation element group.
【００５２】このため、本発明による第１の自己組織化
パターン学習システムと同様のシステムを構築すること
ができ、さらには、第２の光変調素子群に記憶された光
パターンを読み出すための光を発する光源を設ける必要
がないため、システムをよりコンパクトに構成すること
ができる。Therefore, a system similar to the first self-organizing pattern learning system according to the present invention can be constructed, and further, the light for reading out the light pattern stored in the second light modulating element group can be constructed. Since it is not necessary to provide a light source that emits light, the system can be configured more compactly.
【００５３】さらに、本発明による第８の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第７の自己組織化
パターン学習システムの光変調素子群における光変調素
子を本発明による第３の自己組織化パターン学習システ
ムと同様に、２枚の偏光子により挟んでなるものであ
る。このため、各光変調素子に記憶されている光パター
ンは、第２の偏光子により光の強度パターンとして、各
光入力素子に入力され、この光入力素子に入力されてい
る入力パターンと各光変調素子に記憶されている光パタ
ーンとの積の光パターンとして各相関検出素子に検出さ
れることとなる。Furthermore, an eighth self-organizing pattern learning system according to the present invention is characterized in that the light modulating element in the light modulating element group of the seventh self-organizing pattern learning system according to the present invention is the third self-organizing pattern according to the present invention. Similar to the pattern learning system, it is sandwiched by two polarizers. Therefore, the light pattern stored in each light modulation element is input to each light input element as a light intensity pattern by the second polarizer, and the input pattern and each light input to this light input element are input. It is detected by each correlation detection element as a light pattern of the product of the light patterns stored in the modulation element.
【００５４】また、本発明による第９の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第７の自己組織化パ
ターン学習システムにおける光変調素子と第２の偏光子
との間に光変調素子群の各光変調素子と対応させて配置
させた多数の光変調素子とこの光変調素子に入力パター
ンを入力する第２の光パターン入力手段をさらに備えた
ものである。このため、本発明による第４の自己組織化
パターン学習システムと同様に、各相関検出素子には、
各光変調素子に記憶されている光パターンと、各光入力
素子に入力されている入力パターンとの差の絶対値の光
パターンとして検出されることとなる。Further, a ninth self-organizing pattern learning system according to the present invention comprises a light modulating element group between the light modulating element and the second polarizer in the seventh self-organizing pattern learning system according to the present invention. It further comprises a large number of light modulation elements arranged corresponding to the respective light modulation elements and a second light pattern input means for inputting an input pattern to the light modulation elements. Therefore, like the fourth self-organizing pattern learning system according to the present invention, each correlation detecting element has
The light pattern is detected as the light pattern of the absolute value of the difference between the light pattern stored in each light modulation element and the input pattern input to each light input element.
【００５５】また、本発明による第10の自己組織化パタ
ーン学習システムは、上述したように、第１の光変調素
子群と第２の光変調素子群とを離れた位置に配置させ、
これら第１および第２の光変調素子群の各光変調素子に
入力パターンを光学的に入力する第１および第２の光パ
ターン入力手段を設けたものである。そして、第１の光
パターン入力手段より入力パターンを第２の光変調素子
群に入力して、この入力パターンを第２の光変調素子群
の各光変調素子に記憶されている光パターンに基づいて
変調させ、入力パターンと各光変調素子に記憶されてい
る光パターンとの相関度を得る。その後、相関度は相関
度入力手段により、第１の光変調素子群における各光変
調素子に光学的に入力されて記憶される。次いで、第２
の光パターン入力手段より入力パターンを第１の光変調
素子群に入力して、この入力パターンを、第１の光変調
素子群の各光変調素子に記憶されている相関度に基づい
て変調させる。この際、第１の光変調素子群の各光変調
素子に記憶されている相関度は、入力パターンと第２の
光の各光変調素子に記憶されている光パターンとの相関
度の大きさに応じた明暗のパターンとなっている。In the tenth self-organizing pattern learning system according to the present invention, as described above, the first light modulation element group and the second light modulation element group are arranged at distant positions,
First and second light pattern input means for optically inputting an input pattern are provided to each of the light modulation elements of the first and second light modulation element groups. Then, the input pattern is input to the second light modulation element group from the first light pattern input means, and this input pattern is based on the light pattern stored in each light modulation element of the second light modulation element group. Modulation is performed to obtain the degree of correlation between the input pattern and the light pattern stored in each light modulation element. After that, the correlation degree is optically input to and stored in each light modulation element in the first light modulation element group by the correlation degree input means. Then the second
The input pattern is input to the first optical modulation element group from the optical pattern inputting means, and this input pattern is modulated based on the degree of correlation stored in each optical modulation element of the first optical modulation element group. . At this time, the degree of correlation stored in each optical modulation element of the first optical modulation element group is the magnitude of the degree of correlation between the input pattern and the optical pattern stored in each optical modulation element of the second light. It has a pattern of light and dark according to.
【００５６】すなわち、相関度が大きければ明るいパタ
ーン、相関度が小さければ暗いパターンとなっているの
である。したがって、第２の光パターン入力手段より第
１の光変調素子群に入力された入力パターンは、第２の
光変調素子群に記憶されている相関度に応じて、光の強
度が変調される、すなわち光の強度に重み付けがなされ
る。次いで、強度の重み付けがなされた入力パターン
は、重み付け入力手段により第２の光変調素子群に入力
され、この第２の光変調素子群の各光変調素子に記憶さ
れている記憶パターンに重ねて記憶され、記憶パターン
の更新（学習）がなされるのである。That is, if the correlation is large, the pattern is bright, and if the correlation is small, the pattern is dark. Therefore, the intensity of light in the input pattern input to the first light modulation element group from the second light pattern input means is modulated in accordance with the degree of correlation stored in the second light modulation element group. That is, the light intensity is weighted. Next, the intensity-weighted input pattern is input to the second light modulation element group by the weighting input means, and is superimposed on the storage pattern stored in each light modulation element of the second light modulation element group. It is stored and the storage pattern is updated (learned).
【００５７】このため、本発明による第１または第７の
自己組織化パターン学習システムと同様に、Taiweiらの
実験系のように相関度を伝達するための多数の結線を用
いる必要がなく、入力パターンに重み付けをして第１の
光変調素子群における記憶パターンの更新すなわち自己
組織化学習を行うことができる。さらに、多数の相関度
の情報を並列に伝達し、同様に記憶更新のためのパター
ンを並列に作成し、さらに記憶更新（書き込み）までも
光を用いて並列に行なうため、計算機によって記憶の更
新を行うTaiweiらの実験系よりも高速に自己組織化学習
を行うことができる。また、相関度を伝達するための多
数の結線を用いる必要がないため、システムのコンパク
ト化を実現することができ、さらにシステムの低コスト
化を実現することができる。Therefore, similar to the first or seventh self-organizing pattern learning system according to the present invention, it is not necessary to use a large number of wires for transmitting the correlation as in the experimental system of Taiwei et al. The patterns can be weighted to update the memory pattern in the first light modulation element group, that is, self-organizing learning can be performed. Further, since information on a large number of correlations is transmitted in parallel, a pattern for memory update is similarly created in parallel, and memory update (writing) is also performed in parallel using light, so the memory update is performed by a computer. It can perform self-organized learning faster than the experimental system of Taiwei et al. Further, since it is not necessary to use a large number of connections for transmitting the degree of correlation, the system can be made compact, and the cost of the system can be reduced.
【００５８】また、本発明による第10の自己組織化パタ
ーン学習システムにおいて、本発明による第１および／
または第２の光変調素子群における各光変調素子を、一
方の面から光パターンが入力されることによりこの光パ
ターンが記憶され、他の面から所定の波長の光が照射さ
れることにより記憶されたパターンに応じてこの所定の
波長の光を変調して出力する空間光変調素子とすれば、
システムをよりコンパクトに構成することができる。In the tenth self-organizing pattern learning system according to the present invention, the first and / or
Alternatively, each light modulation element in the second light modulation element group is stored by receiving a light pattern from one surface and storing the light pattern by irradiating light of a predetermined wavelength from the other surface. If it is a spatial light modulator that modulates and outputs light of this predetermined wavelength according to the pattern
The system can be configured more compactly.
【００５９】また、本発明による第13の自己組織化パタ
ーン学習システムは、上述したように、第１の光変調素
子群と第２の光変調素子群と第３の光変調素子群とをそ
れぞれの各光変調素子が対応するように配置させ、さら
に、第１の光変調素子群の各光変調素子に入力パターン
を光学的に入力する光パターン入力手段を設けたもので
ある。そして、光パターン入力手段より入力パターンを
第１の光変調素子群に入力して、この入力パターンを第
１の光変調素子群の各光変調素子に記憶されている光パ
ターンに基づいて変調させ、入力パターンと各光変調素
子に記憶されている光パターンとの相関度を得る。その
後、相関度は、相関度入力手段により、第２の光変調素
子群の各光変調素子に光学的に入力されて記憶される。The thirteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention includes, as described above, the first light modulating element group, the second light modulating element group, and the third light modulating element group, respectively. The optical modulation elements are arranged so as to correspond to each other, and further, an optical pattern input means for optically inputting an input pattern to each optical modulation element of the first optical modulation element group is provided. Then, the input pattern is input to the first light modulation element group from the light pattern input means, and this input pattern is modulated based on the light pattern stored in each light modulation element of the first light modulation element group. , The degree of correlation between the input pattern and the light pattern stored in each light modulation element is obtained. After that, the correlation degree is optically input to and stored in each light modulation element of the second light modulation element group by the correlation degree input means.
【００６０】次いで、この第２の光変調素子群に別の光
を入力し、この光を第２の光変調素子群の各光変調素子
に記憶されている相関度に応じて変調させ、この変調さ
れた光を入力パターンが記憶された第３のに入力する。
ここで、第２の光変調素子群の各光変調素子に記憶され
ている相関度は、入力パターンと第１の光変調素子群の
各光変調素子に記憶されている光パターンとの相関度の
大きさに応じた明暗のパターンとなっている。すなわ
ち、相関度が大きければ明るいパターン、相関度が小さ
ければ暗いパターンとなっているのである。したがっ
て、第２の光変調素子群より第３の光変調素子群に入力
される光パターンは、相関度に応じて、光の強度が変調
された、すなわち、光の強度に重み付けがなされたパタ
ーンとなっている。第３の光変調素子群においては、こ
の相関度により変調された光が、さらに入力パターンに
よって変調される。次いで、この入力パターンによって
変調された光は第２の光変調素子群に入力され、ここで
第２の光変調素子群の各光変調素子に記憶されている光
パターンに重ねて記憶され、記憶パターンの更新（学
習）がなされる。Next, another light is input to this second light modulation element group, this light is modulated in accordance with the degree of correlation stored in each light modulation element of the second light modulation element group, and this light is modulated. The modulated light is input to the third where the input pattern is stored.
Here, the correlation degree stored in each light modulation element of the second light modulation element group is the correlation degree between the input pattern and the light pattern stored in each light modulation element of the first light modulation element group. It has a pattern of light and dark according to the size of. That is, if the correlation is high, the pattern is bright, and if the correlation is low, the pattern is dark. Therefore, in the light pattern input from the second light modulation element group to the third light modulation element group, the light intensity is modulated according to the degree of correlation, that is, the light intensity is weighted. Has become. In the third light modulation element group, the light modulated by this degree of correlation is further modulated by the input pattern. Next, the light modulated by this input pattern is input to the second light modulation element group, and is stored here by being superimposed on the light pattern stored in each light modulation element of the second light modulation element group, and stored. The pattern is updated (learned).
【００６１】また、本発明による第13の自己組織化パタ
ーン学習システムにおける第１，第２および／または第
３の光変調素子群における各光変調素子を、一方の面か
ら光パターンが入力されることによりこの光パターンが
記憶され、他の面から所定の波長の光が照射されること
により記憶されたパターンに応じてこの所定の波長の光
を変調して出力する空間光変調素子とすれば、システム
をよりコンパクトに構成することができる。Further, an optical pattern is input from one surface of each of the light modulating elements in the first, second and / or third light modulating element groups in the thirteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention. By this, this light pattern is stored, and a spatial light modulator that modulates and outputs the light of the predetermined wavelength according to the stored pattern by irradiating the light of the predetermined wavelength from the other surface is provided. The system can be configured more compactly.
【００６２】さらに、本発明による第17の自己組織化パ
ターン学習システムは、上述したように、光変調素子群
における各光変調素子と、光パターン入力手段における
所定の波長の光により入力された光パターンを光学的に
記憶しこの記憶された光パターンに応じて別に入力され
た所定の波長とは異なる波長の光を変調する各光変調素
子と、相関度入力手段における相関度記憶素子とをそれ
ぞれ隣接して配置させるようにしたものである。そして
各光入力素子に入力パターンを入力し、この入力パター
ンと各光変調素子に記憶されている光パターンとの相関
をとり、この結果得られた相関度を相関度入力手段にお
ける各相関度記憶素子に入力する。その後、所定の波長
の光がこの各相関度記憶素子に入力され、この光は、相
関度に応じて変調されることにより、相関度に応じた重
み付けがなされ、各光入力素子に光学的に折り返して入
力される。各光入力素子に入力された所定の波長の光
は、各光入力素子に記憶された入力パターンにより変調
され、重み付けがなされた入力パターンとして各光変調
素子に記憶されているパターンに重ねて記憶がなされ
る。Furthermore, the seventeenth self-organizing pattern learning system according to the present invention is, as described above, provided with each light modulation element in the light modulation element group and the light inputted by the light of the predetermined wavelength in the light pattern input means. Each optical modulation element that optically stores a pattern and modulates light having a wavelength different from a predetermined wavelength that is separately input according to the stored optical pattern, and a correlation degree storage element in the correlation degree input means, respectively. They are arranged adjacent to each other. Then, an input pattern is input to each optical input element, the input pattern is correlated with the optical pattern stored in each optical modulation element, and the correlation degree obtained as a result is stored in the correlation degree storage means. Input to the element. Then, light having a predetermined wavelength is input to each of the correlation degree storage elements, and the light is modulated according to the correlation degree, so that the weighting is performed according to the correlation degree, and the light is optically input to each optical input element. It is entered back. Light of a predetermined wavelength input to each optical input element is modulated by the input pattern stored in each optical input element, and stored as a weighted input pattern overlaid on the pattern stored in each optical modulation element. Is done.
【００６３】このため、Taiweiらの実験系のように相関
度を伝達するための多数の結線を用いる必要がなく、入
力パターンに重み付けをして光変調素子群における光パ
ターンの自己組織化学習を行うことができる。また、本
発明による第１，第７または第10の自己組織化パターン
学習システムと比べてシステムをより一層コンパクトに
構成することができる。Therefore, unlike the experimental system of Taiwei et al., It is not necessary to use a large number of connections for transmitting the correlation, and the input pattern is weighted to perform self-organization learning of the light pattern in the light modulation element group. It can be carried out. Further, the system can be made more compact as compared with the first, seventh or tenth self-organizing pattern learning system according to the present invention.
【００６４】さらに、本発明による第18の自己組織化パ
ターン学習システムは、上述したように、光変調素子群
における各光変調素子と、光パターン入力手段における
所定の波長の光により入力された光パターンを光学的に
記憶しこの記憶された光パターンに応じて別に入力され
た所定の波長とは異なる波長の光を変調する各光変調素
子と、相関度入力手段における各相関度記憶素子とをそ
れぞれ隣接して配置させたものである。そして、各光入
力素子に入力パターンを入力し、所定の波長とは異なる
波長の光を光変調素子群に照射し、各光変調素子に記憶
されている光パターンとこの入力パターンとの相関をと
り、この結果得られた相関度を、相関度入力手段におけ
る相関度記憶素子に入力する。この相関度記憶素子にお
いては、所定の波長とは異なる波長の光による相関度が
所定の波長の光に変換され、ここで光学的に折り返され
て再度光パターン入力手段の各光入力素子に入力され
る。各光入力素子に入力された光は相関度、すなわち相
関度に応じて重み付けがなされた光の強度のパターンで
あり、この光は各光入力素子に記憶されている新たな光
パターンにより変調されて、重み付けがなされた入力パ
ターンとして各光変調素子に記憶されているパターンに
重ねて記憶がなされる。Furthermore, the eighteenth self-organizing pattern learning system according to the present invention, as described above, uses each light modulation element in the light modulation element group and the light inputted by the light of the predetermined wavelength in the light pattern input means. Each of the optical modulation elements for optically storing a pattern and modulating light of a wavelength different from a predetermined wavelength, which is separately input according to the stored optical pattern, and each correlation degree storage element in the correlation degree input means are provided. They are arranged adjacent to each other. Then, the input pattern is input to each optical input element, the light having a wavelength different from the predetermined wavelength is irradiated to the optical modulation element group, and the correlation between the optical pattern stored in each optical modulation element and this input pattern is calculated. Then, the correlation obtained as a result is input to the correlation storage element in the correlation input means. In this correlation degree storage element, the correlation degree due to the light having a wavelength different from the predetermined wavelength is converted into the light having the predetermined wavelength, which is optically folded back and inputted again to each light input element of the light pattern input means. To be done. The light input to each optical input element has a correlation degree, that is, a light intensity pattern weighted according to the correlation degree, and this light is modulated by a new light pattern stored in each optical input element. Then, the pattern is stored as a weighted input pattern in an overlapping manner with the pattern stored in each light modulation element.
【００６５】このため、本発明による第17の自己組織化
パターン学習システムと同様に、Taiweiらの実験系のよ
うに相関度を伝達するための多数の結線を用いる必要が
なく、入力パターンに重み付けをして光変調素子群にお
ける光パターンの自己組織化学習を行うことができる。
また、本発明による第１，第７または第10の自己組織化
パターン学習システムと比べてシステムをより一層コン
パクトに構成することができる。Therefore, similar to the seventeenth self-organizing pattern learning system according to the present invention, it is not necessary to use a large number of wires for transmitting the correlation as in the experimental system of Taiwei et al. Thus, self-organization learning of the light pattern in the light modulation element group can be performed.
Further, the system can be made more compact as compared with the first, seventh or tenth self-organizing pattern learning system according to the present invention.
【００６６】[0066]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００６７】図１は、本発明の第１実施例による自己組
織化パターン学習システムを表す図である。FIG. 1 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a first embodiment of the present invention.
【００６８】図１に示すように、本発明の第１実施例に
よる自己組織化パターン学習システム１は、赤外光を発
する光源３と、光源３より発せられた赤外光を受光して
偏光する偏光子４と、この偏光子４に隣接しｋ×ｌ個
（本実施例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ
個の画素を有する入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ
と、光源３から発せられた赤外光を入力ライトバルブ５
Ａ，５Ｂ，５Ｃに入力するレンズ12と、この入力ライト
バルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに隣接した偏光子６と、この偏
光子６に隣接し、入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃと
対応するようにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１
個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有する記憶ライト
バルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃと、この記憶ライトバルブ７
Ａ，７Ｂ，７Ｃに隣接して配された偏光子８とからなる
光学的並列パターン演算部と、入力ライトバルブ５Ａ，
５Ｂ，５Ｃ、偏光子６、記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，
７Ｃおよび偏光子８を通過した赤外光パターンを相関入
出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃに集光するためのレ
ンズセット15，16およびミラー17，18とからなる相関演
算光学系と、紫外光を発する光源２と、相関入出力ライ
トバルブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃと、光源２から発せられた紫
外光を相関入出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃに入力
するレンズ10と、相関入出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，
９Ｃから出力された相関信号光を入力ライトバルブ５
Ａ，５Ｂ，５Ｃ等に入力するレンズ11，およびハーフミ
ラー13，14からなる光学系とからなる記憶更新部とから
なるものである。As shown in FIG. 1, the self-organizing pattern learning system 1 according to the first embodiment of the present invention includes a light source 3 which emits infrared light, and an infrared light emitted from the light source 3 which is received and polarized. Polarizer 4 and i × j adjacent to the polarizer 4 and arranged in k × l (3 × 1 in this embodiment) side by side.
Input light valves 5A, 5B, 5C having a number of pixels
And the infrared light emitted from the light source 3 is input to the light valve 5.
A lens 12 for input to A, 5B, 5C, a polarizer 6 adjacent to the input light valves 5A, 5B, 5C, and a polarizer 6 adjacent to the polarizer 6 so as to correspond to the input light valves 5A, 5B, 5C. k × l (3 × 1 in this embodiment)
Memory light valves 7A, 7B, 7C having i × j pixels arranged side by side, and this memory light valve 7
An optical parallel pattern calculation unit composed of a polarizer 8 arranged adjacent to A, 7B and 7C, and an input light valve 5A,
5B, 5C, polarizer 6, memory light valves 7A, 7B,
Correlation calculation optical system composed of lens sets 15 and 16 and mirrors 17 and 18 for focusing the infrared light pattern passing through 7C and the polarizer 8 on the correlation input / output light valves 9A, 9B and 9C, and the ultraviolet light. Light source 2 that emits light, correlation input / output light valves 9A, 9B, 9C, lens 10 that inputs the ultraviolet light emitted from light source 2 to correlation input / output light valves 9A, 9B, 9C, and correlation input / output light valve 9A. , 9B,
The input light valve 5 receives the correlation signal light output from 9C.
It is composed of a lens 11 for inputting to A, 5B, 5C and the like, and a memory updating unit composed of an optical system composed of half mirrors 13 and 14.
【００６９】なお、本実施例においては、記憶ライトバ
ルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃとして青〜紫外光により書込みが
可能であり、かつ赤〜赤外光では書き込まれないという
特性を有するＢＳＯ−ＰＲＯＭ（ビスマスシリコンオキ
サイド，Photo Refractive Optical Modulator）を用
い、相関出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃとしては、
一方の面から光情報が入力されることによりこの光情報
が記録され、他の面から読み出し光が照射されることに
より、記録された光情報に応じて読出し光を変調して出
力するＬＣＬＶ（Liquid Crystal Light Valve）を用い
るものとする。また、本実施例においては入力パターン
ｘij(t) を多重結像カメラ19より入力するものとする。In the present embodiment, the memory light valves 7A, 7B and 7C are BSO-PROM (bismuth) having a characteristic that writing is possible with blue to ultraviolet light and not writing with red to infrared light. Silicon oxide, Photo Refractive Optical Modulator) is used, and as correlation output light valves 9A, 9B, 9C,
When the optical information is input from one surface, the optical information is recorded, and when the reading light is emitted from the other surface, the read light is modulated according to the recorded optical information, and the LCLV ( Liquid Crystal Light Valve). Further, in this embodiment, the input pattern x ij (t) is input from the multiplex imaging camera 19.
【００７０】ここでＬＣＬＶについて説明する。図２は
ＬＣＬＶを説明するための図である。ＬＣＬＶ21は一方
の面から光情報が入力されることによりこの光情報が記
録され、他の面から読み出し光が照射されることにより
記録された光情報に応じて読出し光を変調して出力する
タイプの空間光変調素子であり、液晶層22と、フォトリ
フラクティブ結晶等の光伝導体23と、入力された光を反
射する反射膜24と、透明電極25，26とが層状に構成され
ており、透明電極25，26から直流電圧が印加されてなる
ものである。また、ＬＣＬＶ21は光情報が入力されるＷ
(write）側と光情報が出力されるＲ(read)側とに分けら
れる。このようなタイプのＬＣＬＶは光を外部より供給
することができるため、ＬＣＬＶ自体が増幅機能を有さ
ない場合であっても各構成単位を多数接続することがで
きる。このＬＣＬＶ21の透明電極25側より光が照射され
ると、液晶層22に電圧が印加され（正確には光が照射さ
れた部分と照射されない部分との印加電圧に差が生じ
る）、液晶の配向状態が変化する。この状態において液
晶層22は、光が照射された部分が黒く変化している。す
なわち、光のパターンがＬＣＬＶ21の液晶層22に分極の
パターンとして記録されるものである。したがって、Ｌ
ＣＬＶ21に２次元画像等の光情報をＷ側より入力する
と、この情報を直接記録することができ、Ｒ側より読出
し光を照射することによって、この光情報を明暗のパタ
ーンとして出力することができるものである。このＬＣ
ＬＶ21に一旦光情報が記録されるとしばらくの間は消え
ないため、この情報を消去したい場合は、ＬＣＬＶ１に
印加されている電圧の電位を反転し、一様な光を照射す
ることにより一旦記録された画像を消去することができ
る。Here, the LCLV will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining LCLV. The LCLV21 is a type in which the optical information is recorded when the optical information is input from one surface and the readout light is modulated by the irradiation of the readout light from the other surface and is output according to the recorded optical information. Which is a spatial light modulator of, a liquid crystal layer 22, a photoconductor 23 such as a photorefractive crystal, a reflective film 24 for reflecting the input light, and transparent electrodes 25, 26 are layered, A direct current voltage is applied from the transparent electrodes 25 and 26. In addition, LCLV21 is a W to which optical information is input.
It is divided into a (write) side and an R (read) side where optical information is output. Since such a type of LCLV can supply light from the outside, a large number of each structural unit can be connected even if the LCLV itself does not have an amplification function. When light is irradiated from the transparent electrode 25 side of the LCLV 21, a voltage is applied to the liquid crystal layer 22 (correctly, there is a difference in applied voltage between a portion irradiated with light and a portion not irradiated with light), and liquid crystal alignment. The state changes. In this state, the liquid crystal layer 22 is changed to black in a portion irradiated with light. That is, the light pattern is recorded in the liquid crystal layer 22 of the LCLV 21 as a polarization pattern. Therefore, L
When light information such as a two-dimensional image is input to the CLV 21 from the W side, this information can be directly recorded, and by irradiating read light from the R side, this light information can be output as a light and dark pattern. It is a thing. This LC
Once the optical information is recorded in the LV21, it will not be erased for a while. Therefore, if you want to erase this information, the potential of the voltage applied to the LCLV1 is reversed and the information is recorded by irradiating uniform light. The recorded image can be deleted.
【００７１】次いで、自己組織化学習の方法について説
明する。Next, a method of self-organizing learning will be described.
【００７２】まず、入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ
に、多重結像カメラ19により撮影された入力パターンｘ
ij(t) がそれぞれ表示され、次いで光源３より赤〜赤外
光からなる読出し光26が、レンズ12、ハーフミラー14お
よび偏光子４を通じて入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５
Ｃに照射される。入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに
照射された読出し光26は、入力ライトバルブ５Ａ，５
Ｂ，５Ｃに表示されている入力パターンｘij(t) により
変調されて、さらに偏光子６を通じて光の強度のパター
ンとして記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに照射され
る。記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、時刻t-1 ま
でに入力されたパターンをある規則で記憶パターンｍ
klij(t-1) としてそれぞれ記憶しており、この記憶ライ
トバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃにおいて、入力ライトバルブ
５Ａ，５Ｂ，５Ｃを通ってきた読出し光26の光パターン
と、記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに記憶されてい
る記憶パターンとが重ね合せられる。なお、図３に示す
ように、入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃにはアルフ
ァベットの「Ａ」のパターンが表示されており、記憶ラ
イトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃそれぞれには、アルファベ
ットの「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」のパターンが記憶パター
ンとして表示されている場合、これらのパターンの重ね
合せパターンは、図３の９Ａ，９Ｂ，９Ｃに示すような
光パターンとなる。First, the input light valves 5A, 5B, 5C
, The input pattern x captured by the multiplex imaging camera 19
ij (t) are displayed respectively, and the read light 26 consisting of red to infrared light from the light source 3 is then input through the lens 12, the half mirror 14 and the polarizer 4 to the input light valves 5A, 5B, 5
C is irradiated. The read light 26 emitted to the input light valves 5A, 5B and 5C is
It is modulated by the input pattern x ij (t) displayed on B and 5C, and is further radiated to the storage light valves 7A, 7B and 7C as a light intensity pattern through the polarizer 6. The memory light valves 7A, 7B, 7C store the pattern input up to the time t-1 according to a certain rule.
klij (t-1), which are stored in the memory light valves 7A, 7B, and 7C, and the light pattern of the read light 26 that has passed through the input light valves 5A, 5B, and 5C, and the memory light valves 7A and 7B. , 7C are overlapped with the memory patterns stored in 7C. As shown in FIG. 3, the input light valves 5A, 5B, and 5C are displayed with a pattern of the alphabet "A", and the memory light valves 7A, 7B, and 7C are each provided with the alphabet "A", When the "B" and "C" patterns are displayed as the memory patterns, the superposition pattern of these patterns is the light pattern as shown in 9A, 9B, and 9C of FIG.
【００７３】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、相関度として、偏光子８を通じてレンズセ
ット15を通りミラー17，18により反射されさらにレンズ
セット16を通り相関出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ
のＷ側より相関出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃに入
力されて記憶される。これにより、相関出力ライトバル
ブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃには、相関度が明暗の情報、すなわ
ち入力パターンｘij(t) と記憶パターンｍklij(t-1) と
の総和の情報、すなわちThe sum of the light amounts of the light patterns thus superposed is, as a correlation degree, passed through the lens set 15 through the polarizer 8, reflected by the mirrors 17 and 18, and further passed through the lens set 16 and the correlation output light valve 9A, 9B, 9C
Are input to the correlation output light valves 9A, 9B and 9C from the W side of the above and stored. As a result, the correlation output light valves 9A, 9B, and 9C have information that the degree of correlation is light and dark, that is, information about the sum of the input pattern x ij (t) and the memory pattern m klij (t-1), that is,
【００７４】[0074]
【数２】 [Equation 2]
【００７５】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として記憶される。例えば、図３に示し
たように相関出力ライトバルブ９Ａには「Ａ」のパター
ンと「Ａ」のパターンとの重ね合せの相関度が記憶され
るため、相関出力ライトバルブ９Ａには強い光が照射さ
れ、相関出力ライトバルブ９Ａは大きく変調される。一
方、相関出力ライトバルブ９Ｂ，９Ｃにはそれぞれ
「Ａ」と「Ｂ」、「Ａ」パターンと「Ｃ」のパターンと
の重ね合せの相関度が記憶されるため、相関出力ライト
バルブ９Ｂ，９Ｃには相関出力ライトバルブ９Ａと比較
して照射される光が弱く、相関出力ライトバルブ９Ｂ，
９Ｃは相関出力ライトバルブ９Ａと比較してそれほど大
きく変調されない。The calculated information is stored as the correlation y kl (t) for each pattern. For example, as shown in FIG. 3, since the correlation output light valve 9A stores the correlation degree of the superposition of the pattern "A" and the pattern "A", a strong light is output to the correlation output light valve 9A. When illuminated, the correlation output light valve 9A is greatly modulated. On the other hand, the correlation output light valves 9B and 9C store the correlation degrees of superposition of the "A" and "B" patterns and the "A" pattern and the "C" pattern, respectively. The emitted light is weaker than the correlation output light valve 9A, and the correlation output light valve 9B,
9C is not so much modulated compared to the correlated output light valve 9A.
【００７６】このように、各相関出力ライトバルブ９
Ａ，９Ｂ，９Ｃに相関度が記憶されると、光源２より青
〜紫外光からなる書込み光27がレンズ10、ハーフミラー
13を通じて相関出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９ＣのＲ
側に照射される。相関出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９
Ｃに照射された書込み光27は各相関出力ライトバルブ９
Ａ，９Ｂ，９Ｃに記憶されている相関度に応じて強度が
反射変調される。ここで、上述したように相関出力ライ
トバルブ９Ａには強い相関度が、相関出力ライトバルブ
９Ｂ，９Ｃには相関出力ライトバルブ９Ａと比較して弱
い相関度が記憶されているため、相関出力ライトバルブ
９Ａに照射された書込み光27はほぼそのままの強度で反
射され、相関出力ライトバルブ９Ｂ，９Ｃに照射された
書込み光27は反射変調により強度が低下させられる。In this way, each correlation output light valve 9
When the degrees of correlation are stored in A, 9B, and 9C, the writing light 27 composed of blue to ultraviolet light is emitted from the light source 2 to the lens 10 and the half mirror.
Correlation output through 13 R of light valves 9A, 9B, 9C
The side is illuminated. Correlation output light valves 9A, 9B, 9
The writing light 27 irradiated on C is output from each correlation output light valve 9
The intensity is reflection-modulated according to the degree of correlation stored in A, 9B, and 9C. As described above, the correlation output light valve 9A stores a strong correlation degree, and the correlation output light valves 9B and 9C store a weak correlation degree as compared with the correlation output light valve 9A. The writing light 27 applied to the bulb 9A is reflected with almost the same intensity, and the writing light 27 applied to the correlation output light valves 9B and 9C is reduced in intensity by reflection modulation.
【００７７】このように、各相関出力ライトバルブ９
Ａ，９Ｂ，９Ｃにより反射変調された書込み光27は、ハ
ーフミラー13、レンズ11、ハーフミラー14からなる光学
系および偏光子４を通じて各入力ライトバルブ５Ａ，５
Ｂ，５Ｃに入力され、各入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，
５Ｃに表示されている入力パターンｘij(t) により変調
されて、さらに偏光子４を通じて光の強度のパターンと
して記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに入力される。
ここで入力パターンと各記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，
７Ｃに記憶されている記憶パターンとの相関度が大きか
った記憶ライトバルブにはより強度の大きい、すなわち
より強い重み付けがなされた入力パターンが入力され、
相関度が小さかった記憶ライトバルブには強度の小さ
い、すなわち、重み付けが弱い（もしくは重み付けがさ
れていない）入力パターンが入力されることとなる。書
込み光27は青〜紫外光であり、各記憶ライトバルブ７
Ａ，７Ｂ，７Ｃに光パターンの書込みが可能であるた
め、各記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃには、各記憶
ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに記憶されている記憶パ
ターンと入力パターンとの相関度に応じて重み付けがな
されたパターンが、すでに各記憶ライトバルブ７Ａ，７
Ｂ，７Ｃに記憶されているパターンに重ねて書き込ま
れ、記憶パターンの更新（学習）がなされる。In this way, each correlation output light valve 9
The writing light 27 reflected and modulated by A, 9B and 9C is passed through the optical system including the half mirror 13, the lens 11 and the half mirror 14 and the polarizer 4 to the respective input light valves 5A and 5A.
Input light valves 5A, 5B,
It is modulated by the input pattern x ij (t) displayed on the display 5C and is further input to the storage light valves 7A, 7B, 7C as a light intensity pattern through the polarizer 4.
Here, the input pattern and each memory light valve 7A, 7B,
The memory light valve, which has a high degree of correlation with the memory pattern stored in 7C, receives an input pattern having a higher intensity, that is, a stronger weighting,
A memory light valve having a small degree of correlation is input with an input pattern having a small intensity, that is, a weak weight (or no weight). The writing light 27 is blue to ultraviolet light, and each memory light valve 7
Since a light pattern can be written in A, 7B, 7C, each memory light valve 7A, 7B, 7C has a correlation between the memory pattern stored in each memory light valve 7A, 7B, 7C and the input pattern. The pattern weighted according to the degree is already stored in each of the memory light valves 7A, 7A.
The patterns stored in B and 7C are overwritten and updated (learned).
【００７８】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに入力される様々なパターンと、各
記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに記憶されている記
憶パターンとの相関度に応じた重みで、記憶パターンｍ
klij(t-1) の更新を行うことによって、自己組織化学習
を行うのである。By repeating the above operation, the degree of correlation between various patterns input to the input light valves 5A, 5B and 5C and the memory patterns stored in the memory light valves 7A, 7B and 7C is determined. Memory pattern m with weight
By updating klij (t-1), self-organizing learning is performed.
【００７９】なお、本発明の第１実施例においては、入
力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃを記憶ライトバルブ７
Ａ，７Ｂ，７Ｃと隣接させて配置しているが、前述した
図13に示すTaiweiらの実験系のように、入力ライトバル
ブと記憶ライトバルブとをそれぞれ離れた位置に配し、
レンズ系を用いて光パターンを入出力させて記憶パター
ンの更新を行うようにしてもよい。In the first embodiment of the present invention, the input light valves 5A, 5B and 5C are replaced by the memory light valve 7.
Although arranged adjacent to A, 7B, and 7C, the input light valve and the memory light valve are arranged at separate positions, as in the experimental system of Taiwei et al. Shown in FIG.
The memory pattern may be updated by inputting and outputting the light pattern using the lens system.
【００８０】また、本発明の第１実施例においては、繰
り返し学習を行っている途中に図１に示すスイッチ20を
切り換えて、上述した各入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，
５Ｃに一様信号Ｓ1 を入力するようにしてもよい。この
一様信号Ｓ1 を入力することにより、各入力ライトバル
ブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃには一様の光パターンが表示される
こととなるため、各記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ
の学習の初期の段階で記憶されたパターンがうっすらと
残っている場合に、この一様の光パターンは各記憶ライ
トバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに入力され、これにより残っ
ているパターンを消去することができるのである。この
ように、各入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに一様の
信号Ｓ1 を学習段階の途中で入力することにより、各記
憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃにうっすらと記憶され
ているパターンを消すことができるため、学習が終了し
た際の各記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに他のパタ
ーンが重なって学習されることがなく、好ましい。Further, in the first embodiment of the present invention, the switch 20 shown in FIG. 1 is switched during the repeated learning, and the above-mentioned input light valves 5A, 5B,
The uniform signal S 1 may be input to 5C. By inputting this uniform signal S 1 , a uniform light pattern is displayed on each of the input light valves 5A, 5B, 5C, so that each memory light valve 7A, 7B, 7C is displayed.
If there is a slight remaining pattern stored in the early stage of learning, the uniform light pattern is input to each of the memory light valves 7A, 7B, 7C, and the remaining pattern is erased. Can be done. In this way, by inputting a uniform signal S 1 to each of the input light valves 5A, 5B, 5C during the learning stage, the patterns slightly stored in each of the memory light valves 7A, 7B, 7C are erased. Therefore, it is preferable that another pattern does not overlap with each memory light valve 7A, 7B, 7C when learning is completed and learning is not performed.
【００８１】上述した本発明による第１の実施例におい
ては、入力パターンと記憶パターンとの相関度を前述し
た式(6) に示すように、積による相関を各入力ライトバ
ルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃと記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，
７Ｃとにより行っているが、図１に示すシステムを変更
することにより、前述した差分による相関度を求めるこ
とも可能である。In the above-described first embodiment of the present invention, as shown in the above-mentioned equation (6), the correlation between the input pattern and the memory pattern is calculated by using the product correlation as the input light valves 5A, 5B, 5C. And memory light valves 7A, 7B,
7C, but it is also possible to obtain the degree of correlation by the difference described above by changing the system shown in FIG.
【００８２】例えば、図４に示す本発明の第２実施例の
ように、図１に示した自己組織化パターン学習システム
の各記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃと偏光子８との
間に各記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに隣接した第
２の入力ライトバルブ29Ａ，29Ｂ，29Ｃを設け、相関度
を求める際には、入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに
は一様信号を入力して、読出し光26を透過させるのみと
し、入力ライトバルブ29Ａ，29Ｂ，29Ｃには入力パター
ンを表示するようにすれば、本発明の第１実施例におい
て、入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃを透過した読出
し光26は偏光子６により光の強度のパターンとして記憶
ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに入力されるものが、本
発明の第２実施例においては、記憶ライトバルブ７Ａ，
７Ｂ，７Ｃを透過した読出し光26が偏光された光パター
ンとして入力ライトバルブ29Ａ，29Ｂ，29Ｃに入力され
る。すなわち、本発明の第１実施例においては、各相関
出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃに入力パターンｘij
(t) と各記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに記憶され
ている記憶パターンｍklij(t-1) との積ｘij(t) ×ｍ
klij(t-1) の総和が入力されるが、本発明の第２実施例
においては入力パターンｘij(t) と記憶パターンｍklij
(t-1) との差の絶対値｜ｘij(t) −ｍklij(t-1) ｜の総
和が入力されるのである。For example, as in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4, between the memory light valves 7A, 7B, 7C and the polarizer 8 of the self-organizing pattern learning system shown in FIG. A second input light valve 29A, 29B, 29C is provided adjacent to the memory light valve 7A, 7B, 7C, and when calculating the degree of correlation, a uniform signal is input to the input light valves 5A, 5B, 5C. If only the read light 26 is transmitted and the input pattern is displayed on the input light valves 29A, 29B and 29C, the input light valves 5A, 5B and 5C are transmitted in the first embodiment of the present invention. The read light 26 is input to the memory light valves 7A, 7B and 7C as a light intensity pattern by the polarizer 6, but in the second embodiment of the present invention, the memory light valve 7A,
The readout light 26 transmitted through 7B and 7C is input to the input light valves 29A, 29B and 29C as a polarized light pattern. That is, in the first embodiment of the present invention, the input pattern x ij is applied to each correlation output light valve 9A, 9B, 9C.
The product x ij (t) × m of (t) and the memory pattern m klij (t-1) stored in each memory light valve 7A, 7B, 7C.
The total sum of klij (t-1) is input, but in the second embodiment of the present invention, the input pattern x ij (t) and the memory pattern m klij are input.
absolute value of the difference (t-1) and | x ij (t) -m klij (t-1) | is the sum of the input.
【００８３】すなわち、図５(a) に示すように、本発明
の第１実施例による自己組織化パターン学習システムの
場合、入力ライトバルブ５に入力される光30は図示の矢
印方向に偏光されたものとなっているが、この光30が入
力ライトバルブ12に表示されている入力パターンにより
変調されて光31に示す矢印方向に偏光方位が回転した光
31となる。この光31が、光30とは直交する方位の光成分
のみ透過する偏光子６を通過すると、透過できる光32の
強度は入力ライトバルブ５により回転された偏光方位角
に応じた光強度パターンを持ち、しかもその偏光方位は
光30と直交するものとなる。したがって、さらにつづい
て第１の記憶ライトバルブ７に入力される光32は、入力
ライトバルブ５に表示されている入力パターン情報を乗
せた光の強弱のパターンである。この光32が記憶ライト
バルブ７を透過する際に、記憶ライトバルブ７に記憶さ
れている記憶パターンに応じて部分的に偏光方位が回転
された光33となり、記憶ライトバルブ７を出射後、光30
と平行な方位の光成分のみ透過する偏光子８によって光
30と平行な方位の光成分のみが透過されて、光32に乗っ
ている光パターン情報に、記憶ライトバルブ７に記憶さ
れている記憶パターン情報が乗算された光の強弱のパタ
ーンを乗せた光34が偏光子８を透過し、その光34が集光
されて、光パターンの光量の総和が相関出力ライトバル
ブ９に検出されるのである。That is, as shown in FIG. 5A, in the case of the self-organizing pattern learning system according to the first embodiment of the present invention, the light 30 input to the input light valve 5 is polarized in the direction of the arrow shown. This light 30 is modulated by the input pattern displayed on the input light valve 12 and the polarization direction is rotated in the direction of the arrow indicated by light 31.
31. When this light 31 passes through the polarizer 6 that transmits only the light component in the direction orthogonal to the light 30, the intensity of the light 32 that can be transmitted has a light intensity pattern according to the polarization azimuth angle rotated by the input light valve 5. And, the polarization direction is orthogonal to the light 30. Therefore, the light 32 that is further input to the first memory light valve 7 is a light intensity pattern on which the input pattern information displayed on the input light valve 5 is added. When this light 32 passes through the storage light valve 7, it becomes light 33 whose polarization direction is partially rotated according to the storage pattern stored in the storage light valve 7. 30
Light is transmitted by the polarizer 8 that transmits only the light component in the direction parallel to
Only the light component in the direction parallel to 30 is transmitted, and the light pattern information on the light 32 is multiplied by the memory pattern information stored in the memory light valve 7 The light 34 is transmitted through the polarizer 8, the light 34 is collected, and the sum of the light amounts of the light patterns is detected by the correlation output light valve 9.
【００８４】一方、図５(b) に示すように、本発明の第
２実施例による自己組織化パターン学習システムの場
合、入力ライトバルブ５には、一様信号が入力されてい
るため、記憶ライトバルブに入力される光35Ａ，35Ｂは
図５(a) の光30と同様に、図示の矢印方向に偏光された
ものとなっている。On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), in the case of the self-organizing pattern learning system according to the second embodiment of the present invention, a uniform signal is inputted to the input light valve 5, so that it is stored. Lights 35A and 35B input to the light valve are polarized in the direction of the arrow shown in the same manner as the light 30 in FIG. 5 (a).
【００８５】記憶ライトバルブ７に記憶されている記憶
パターンにより、光35Ａ，35Ｂは偏光方位が回転されて
光36Ａ，36Ｂのような偏光となる。続いて、この光36
Ａ，36Ｂが入力ライトバルブ29に入力されると、入力ラ
イトバルブ29に表示されている光パターンによりさらに
偏光方位が回転され光37Ａ，37Ｂとなり、さらに光35
Ａ，35Ｂと直交する方位の光成分のみ透過する偏光子８
によって、光37Ａ，37Ｂのうちの光35Ａ，35Ｂと直交す
る方位の光成分のみが透過し、光38Ａ，38Ｂとなる。According to the memory pattern stored in the memory light valve 7, the polarization directions of the lights 35A and 35B are rotated, and the lights 35A and 35B are polarized like the lights 36A and 36B. Then, this light 36
When A and 36B are input to the input light valve 29, the polarization direction is further rotated by the light pattern displayed on the input light valve 29 to become light 37A and 37B, and further light 35
Polarizer 8 that transmits only the light component in the direction orthogonal to A and 35B
Thus, only the light component of the light 37A, 37B in the direction orthogonal to the light 35A, 35B is transmitted and becomes light 38A, 38B.
【００８６】ここで記憶ライトバルブ７が偏光を回転す
る方位と、入力ライトバルブ29が偏光を回転する方位と
は逆方向になるように、各ライトバルブは配置されてい
る。したがって記憶ライトバルブ７に表示されている記
憶パターンと入力ライトバルブ29に表示されている入力
パターンとが略同一の場合は、一旦回転された光36Ａの
偏光方位が、逆方向に再び回転されて光37Ａとなり、結
果として偏光方位はもとに戻るため光35Ａと平行にな
り、光35Ａ，35Ｂと直交する方位の光成分のみ透過する
偏光子８によって透過される光38Ａの光量はほとんど零
となる。Here, the respective light valves are arranged so that the direction in which the storage light valve 7 rotates the polarized light and the direction in which the input light valve 29 rotates the polarized light are opposite to each other. Therefore, when the memory pattern displayed on the memory light valve 7 and the input pattern displayed on the input light valve 29 are substantially the same, the polarization direction of the light 36A once rotated is again rotated in the opposite direction. The light becomes 37A, and as a result, the polarization direction returns to the original direction, so that the light becomes parallel to the light 35A, and the amount of light 38A transmitted by the polarizer 8 that transmits only the light component in the direction orthogonal to the light 35A and 35B is almost zero. Become.
【００８７】逆に記憶ライトバルブ７に記憶されている
記憶パターンと入力ライトバルブ20に表示されている入
力パターンとが異なる場合は、光35Ｂが回転されて光36
Ｂになる偏光方位回転角と、光36Ｂが逆方向に回転され
て光37Ｂになる偏光方位回転角とは、パターン内で異な
る部分が多く、結果として偏光方位がもとに戻らない部
分が多いため光37Ｂのように光35Ａと平行にならない部
分が多く、光37Ｂが光35Ａ，35Ｂと直交する方位の光成
分のみ透過する偏光子８によって透過される光38Ｂの光
量は零となならない。ここで偏光子を透過する光38Ｂの
光量は、記憶ライトバルブ８に記憶されている光パター
ンと入力ライトバルブ29に表示されている入力パターン
との差に相当している。On the contrary, when the memory pattern stored in the memory light valve 7 and the input pattern displayed in the input light valve 20 are different, the light 35B is rotated and the light 36 is rotated.
The polarization azimuth rotation angle of B and the polarization azimuth rotation angle of the light 36B that is rotated in the opposite direction to become the light 37B have many different parts in the pattern, and as a result, the polarization azimuth does not return to the original part. Therefore, there are many portions such as the light 37B which are not parallel to the light 35A, and the light amount of the light 38B transmitted by the polarizer 8 which transmits only the light component of the light 37B in the direction orthogonal to the light 35A, 35B does not become zero. Here, the amount of light 38B transmitted through the polarizer corresponds to the difference between the light pattern stored in the storage light valve 8 and the input pattern displayed in the input light valve 29.
【００８８】すなわち、偏光子８を通じて出力され相関
出力ライトバルブ９に検出される光は、記憶ライトバル
ブ７に記憶されているパターンｍklij(t-1) と入力ライ
トバルブ29に表示されている入力パターンｘij(t) との
差の絶対値を示すものとなっている。したがって、相関
出力ライトバルブ９に検出される光量が小さければ入力
ライトバルブ29に表示されている入力パターンと記憶ラ
イトバルブ７に記憶されている光パターンの相関度は大
きく、光量が大きければ入力ライトバルブ29に表示され
ている入力パターンと記憶ライトバルブ７に記憶されて
いる光パターンの相関度は小さいことになる。That is, the light output through the polarizer 8 and detected by the correlation output light valve 9 is displayed on the input light valve 29 and the pattern m klij (t-1) stored in the storage light valve 7. It indicates the absolute value of the difference from the input pattern x ij (t). Therefore, if the light quantity detected by the correlation output light valve 9 is small, the degree of correlation between the input pattern displayed on the input light valve 29 and the light pattern stored in the memory light valve 7 is large, and if the light quantity is large, the input light is large. The degree of correlation between the input pattern displayed on the bulb 29 and the light pattern stored on the memory light valve 7 is small.
【００８９】上述したように、本発明の第２実施例にお
いては、本発明の第１実施例とは相関度の求め方が異な
るものであるが、本発明の第１実施例と同様に各記憶ラ
イトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃの学習すなわち記憶パター
ンの更新を行うことができる。As described above, the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention in the method of obtaining the degree of correlation. The memory light valves 7A, 7B, 7C can be learned, that is, the memory pattern can be updated.
【００９０】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに入力される様々なパターンに重み
付けをして、各記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに入
力し、対応する記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ毎に
記憶パターンの更新を行うことによって自己組織化学習
を行うのである。By repeating the above operation, various patterns inputted to the input light valves 5A, 5B and 5C are weighted and inputted to the respective memory light valves 7A, 7B and 7C, and the corresponding memory light valves 7A. , 7B, 7C, the self-organizing learning is performed by updating the memory pattern.
【００９１】上述した本発明の第１および第２実施例に
おいては、入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃと記憶ラ
イトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃとにより得られた相関度を
ＬＣＬＶからなる相関出力ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９
Ｃに一旦記憶して、光源２より発せられる書込み光27に
よりこの相関度を読み出すようにしているが、相関出力
ライトバルブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃを、赤〜赤外光を青〜紫
外光に波長変換する波長変換素子を各記憶ライトバルブ
７Ａ，７Ｂ，７Ｃに対応するように複数配置させた波長
変換素子群としてもよい。この場合、入力ライトバルブ
５Ａ，５Ｂ，５Ｃと記憶ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ
とにより得られた赤〜赤外光からなる相関度は波長変換
素子群の各波長変換素子により青〜紫外光に波長変換さ
れた相関度となり、光学系により反射されて偏光子４を
通じて入力ライトバルブ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに入力され、
上述した本発明の第１および第２実施例と同様に各記憶
ライトバルブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃの記憶パターンの更新
（学習）がなされる。このように、相関出力ライトバル
ブ９Ａ，９Ｂ，９Ｃを波長変換素子群とすることによ
り、青〜紫外光を発するための光源２を設ける必要が無
くなるため、システムをよりコンパクトに構成すること
ができる。In the above-described first and second embodiments of the present invention, the correlation output light valve consisting of LCLV is the correlation degree obtained by the input light valves 5A, 5B, 5C and the memory light valves 7A, 7B, 7C. 9A, 9B, 9
This correlation is read out by the writing light 27 emitted from the light source 2 once stored in C, but the correlation output light valves 9A, 9B and 9C are used to convert red to infrared light into wavelengths of blue to ultraviolet light. A wavelength conversion element group may be provided in which a plurality of wavelength conversion elements to be converted are arranged so as to correspond to the respective memory light valves 7A, 7B, 7C. In this case, the input light valves 5A, 5B, 5C and the memory light valves 7A, 7B, 7C
The degree of correlation consisting of red to infrared light obtained by means of becomes the degree of correlation converted into blue to ultraviolet light by each wavelength conversion element of the wavelength conversion element group, is reflected by the optical system, and is input through the polarizer 4 to the input light. Input to valves 5A, 5B, 5C,
Similar to the first and second embodiments of the present invention described above, the storage patterns of the storage light valves 7A, 7B and 7C are updated (learned). Thus, by using the correlated output light valves 9A, 9B, and 9C as the wavelength conversion element group, it is not necessary to provide the light source 2 for emitting blue to ultraviolet light, so that the system can be made more compact. .
【００９２】また、Taiweiらの実験系のように相関度を
伝達するための多数の結線を用いる必要がなく、入力パ
ターンに重み付けをして記憶パターン群の更新すなわち
自己組織化学習を行うことができる。さらに、多数の相
関度の情報を並列に伝達し、同様に記憶更新のためのパ
ターンを並列に作成し、さらに記憶更新（書き込み）ま
でも光を用いて並列に行なうため、計算機によって記憶
の更新を行うTaiweiらの実験系よりも高速に自己組織化
学習を行うことができる。また、相関度を伝達するため
の多数の結線を用いる必要がないため、システムのコン
パクト化を実現することができ、さらにシステムの低コ
スト化を実現することができる。Further, unlike the experimental system of Taiwei et al., It is not necessary to use a large number of connections for transmitting the correlation, and the input patterns are weighted to update the memory pattern group, that is, self-organizing learning can be performed. it can. Further, since information on a large number of correlations is transmitted in parallel, a pattern for memory update is similarly created in parallel, and memory update (writing) is also performed in parallel using light, so the memory update is performed by a computer. It can perform self-organized learning faster than the experimental system of Taiwei et al. Further, since it is not necessary to use a large number of connections for transmitting the degree of correlation, the system can be made compact, and the cost of the system can be reduced.
【００９３】また、上述した第１および第２実施例にお
いては、相関出力ライトバルブを記憶ライトバルブとは
離れた位置に配置させているが、とくにこれに限定され
るものではなく、入力パターンと記憶パターンとの相関
度を記憶できる位置であればいかなる位置に配置させて
もよい。Further, in the above-mentioned first and second embodiments, the correlation output light valve is arranged at a position apart from the memory light valve, but the present invention is not limited to this, and the input pattern It may be arranged at any position as long as the degree of correlation with the storage pattern can be stored.
【００９４】次いで本発明の第３実施例について説明す
る。Next, a third embodiment of the present invention will be described.
【００９５】図６は本発明の第３実施例による自己組織
化パターン学習システムを表す図である。FIG. 6 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a third embodiment of the present invention.
【００９６】図６に示すように本発明の第３実施例によ
る自己組織化パターン学習システム40は、光学的に入力
されたパターンを記憶するための他の面から読み出し光
が照射されることにより、記録された光情報に応じて読
出し光を変調して出力するｉ×ｊ個の画素を有するＬＣ
ＬＶ（Liquid Crystal Light Valve）からなる入力ライ
トバルブ41と、図示しない光源より発せられた読出し光
42を偏光する偏光子43と、読出し光42を反射して入力ラ
イトバルブ41に入力するハーフミラー44およびｋ×ｌ個
（本実施例においては３×１個）並んで配されたレンズ
セット45からなる第１のパターン入力手段46と、レンズ
セット45の３つのレンズと対応するようにｋ×ｌ個（本
実施例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の
画素を有する記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃと、記
憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃとは離れた位置にある
偏光子48と、第１の光パターン入力手段46より出力され
た入力パターンを記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに
入力し、かつ記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃにより
反射された入力パターンを相関出力ライトバルブ49Ａ，
49Ｂ，49Ｃに入力するためのハーフミラー54、レンズ55
およびハーフミラー56からなる光学系と、偏光子48に隣
接し、記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃと対応するよ
うにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで配
されたｉ×ｊ個の画素を有する相関出力ライトバルブ49
Ａ，49Ｂ，49Ｃと、入力パターンをこの相関出力ライト
バルブ49Ａ，49Ｂ，49Ｃに入力するためのハーフミラー
50、レンズ51および偏光子52とからなる第２の光パター
ン入力手段53と、第２の光パターン入力手段53より出力
された入力パターンを相関出力ライトバルブ49Ａ，49
Ｂ，49Ｃに入力し、かつ相関出力ライトバルブ49Ａ，49
Ｂ，49Ｃにより反射された入力パターンを記憶ライトバ
ルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに入力するためのハーフミラー5
7、偏光子58、ｋ×ｌ個（本実施例においては３×１
個）のレンズからなるレンズセット59およびミラー60か
らなる光学系とからなるものである。As shown in FIG. 6, in the self-organizing pattern learning system 40 according to the third embodiment of the present invention, the reading light is emitted from the other surface for storing the optically input pattern. , An LC having i × j pixels for modulating and outputting read light in accordance with recorded optical information
An input light valve 41 composed of an LV (Liquid Crystal Light Valve) and a reading light emitted from a light source (not shown).
A polarizer 43 that polarizes 42, a half mirror 44 that reflects the readout light 42 and inputs it to the input light valve 41, and a lens set 45 that is arranged side by side with k × l pieces (3 × 1 pieces in this embodiment). The first pattern inputting means 46 consisting of, and i × j pixels arranged in k × l (3 × 1 in this embodiment) side by side so as to correspond to the three lenses of the lens set 45. The memory light valves 47A, 47B and 47C that are included, the polarizer 48 that is located away from the memory light valves 47A, 47B and 47C, and the input pattern that is output from the first light pattern input means 46 are stored in the memory light valve 47A. , 47B, 47C, and the input patterns reflected by the memory light valves 47A, 47B, 47C are correlated output light valves 49A,
Half mirror 54 and lens 55 for inputting to 49B and 49C
Adjacent to the polarizer 48 and the optical system including the half mirror 56, k × l (3 × 1 in this embodiment) are arranged side by side so as to correspond to the memory light valves 47A, 47B, and 47C. Correlation output light valve 49 having i × j pixels
A, 49B, 49C and a half mirror for inputting the input pattern to this correlation output light valve 49A, 49B, 49C
A second light pattern input means 53 composed of 50, a lens 51, and a polarizer 52, and an input pattern output from the second light pattern input means 53 are correlated output light valves 49A, 49.
Input to B and 49C, and correlation output light valves 49A and 49
Half mirror 5 for inputting the input pattern reflected by B and 49C to the memory light valves 47A, 47B and 47C
7, polarizer 58, k × l (3 × 1 in this embodiment)
Individual lens set 59 and an optical system including a mirror 60.
【００９７】なお、本実施例においては、記憶ライトバ
ルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃ、相関出力ライトバルブ49Ａ，49
Ｂ，49Ｃとして、上述した本発明の第１および第２実施
例と同様に、一方の面から光情報が入力されることによ
りこの光情報を記録され、他の面から読み出し光が照射
されることにより、記録された光情報に応じて読出し光
を変調して出力するＬＣＬＶ（Liquid Crystal Light V
alve）を用いるものとする。In this embodiment, the memory light valves 47A, 47B, 47C and the correlation output light valves 49A, 49 are used.
As B and 49C, similar to the first and second embodiments of the present invention described above, the optical information is recorded by inputting the optical information from one surface, and the reading light is emitted from the other surface. As a result, an LCLV (Liquid Crystal Light V) that modulates and outputs the read light in accordance with the recorded optical information
alve) should be used.
【００９８】まず、第１の光パターン入力手段46の入力
ライトバルブ41のＷ側より入力パターンｘij(t) が照射
され、この入力パターンｘij(t) が入力ライトバルブ41
に記憶される。次いで読出し光42が偏光子43を通じてハ
ーフミラー44により反射されて入力ライトバルブ41に照
射され、入力ライトバルブ41に記憶されている入力パタ
ーンｘij(t) に応じて反射変調されて、ハーフミラー4
4、レンズセット45およびハーフミラー54を通じて各記
憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに照射される。記憶ラ
イトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃは時刻t-1 までに入力され
たパターンをある規則で記憶パターンｍklij(t-1) とし
て記憶しており、各記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃ
に照射された入力パターンｘij(t) は、各記憶ライトバ
ルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに記憶されている記憶パターンｍ
klij(t-1) に応じてさらに変調されて、入力パターンｘ
ij(t) と記憶パターンｍklij(t-1) の重ね合せのパター
ン、すなわち図３の９Ａ，９Ｂ，９Ｃに示すような光パ
ターンとして反射される。この重ね合せの光パターンの
光量の総和は入力パターンｘij(t) と各記憶ライトバル
ブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに記憶されている記憶パターンｍ
klij(t-1) との相関度としてハーフミラー56により反射
されレンズ55を通りさらにハーフミラー56により反射さ
れ偏光子48を通じて相関出力ライトバルブ49Ａ，49Ｂ，
49Ｃに入力され記憶される。これにより、相関出力ライ
トバルブ49Ａ，49Ｂ，49Ｃには、相関度が明暗の情報、
すなわち入力パターンｘij(t) と記憶パターンｍklij(t
-1) との積和の情報すなわち、First, the input pattern x ij (t) is irradiated from the W side of the input light valve 41 of the first light pattern input means 46, and this input pattern x ij (t) is input.
Memorized in. Next, the read light 42 is reflected by the half mirror 44 through the polarizer 43, is irradiated to the input light valve 41, is reflection-modulated in accordance with the input pattern x ij (t) stored in the input light valve 41, and is thus a half mirror. Four
4, each of the memory light valves 47A, 47B and 47C is illuminated through the lens set 45 and the half mirror 54. The memory light valves 47A, 47B, 47C store the patterns input until time t-1 as a memory pattern m klij (t-1) according to a certain rule, and the memory light valves 47A, 47B, 47C.
The input pattern x ij (t) radiated on the storage pattern m is stored in each storage light valve 47A, 47B, 47C.
The input pattern x is further modulated according to klij (t-1).
It is reflected as a superposition pattern of ij (t) and the memory pattern m klij (t-1), that is, a light pattern as shown in 9A, 9B and 9C of FIG. The sum of the light amounts of the superposed light patterns is the input pattern x ij (t) and the memory pattern m stored in each memory light valve 47A, 47B, 47C.
As a degree of correlation with klij (t-1), it is reflected by the half mirror 56, passes through the lens 55, is further reflected by the half mirror 56, and is reflected by the polarizer 48.
It is input to 49C and stored. As a result, the correlation output light valves 49A, 49B, and 49C have information indicating that the correlation is bright or dark,
That is, the input pattern x ij (t) and the memory pattern m klij (t
-1) Information on the sum of products with
【００９９】[0099]
【数３】 [Equation 3]
【０１００】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として記憶される。例えば、前述した図
３に示したように入力パターンが「Ａ」のパターン、各
記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに記憶されているパ
ターンが「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」のパターンの場合、相
関出力ライトバルブ49Ａには「Ａ」のパターンと「Ａ」
のパターンとの重ね合せの相関度が記憶されるため、相
関出力ライトバルブ49Ａには強い光が照射され、相関出
力ライトバルブ49Ａは大きく変調される。一方、相関出
力ライトバルブ49Ｂ，49Ｃにはそれぞれ「Ａ」のパター
ンと「Ｂ」のパターン、「Ａ」のパターンと「Ｃ」のパ
ターンとの重ね合せの相関度が記憶されるため、相関出
力ライトバルブ49Ｂ，49Ｃには相関出力ライトバルブ49
Ａと比較して照射される光が弱く、相関出力ライトバル
ブ49Ｂ，49Ｃは相関出力ライトバルブ49Ａと比較してそ
れほど大きく変調されない。The calculated information is stored as the correlation y kl (t) for each pattern. For example, as shown in FIG. 3 described above, the input pattern is the pattern “A”, and the patterns stored in the respective memory light valves 47A, 47B, 47C are the patterns “A”, “B”, “C”. In this case, the correlation output light valve 49A has an "A" pattern and an "A"
Since the correlation degree of superimposition with the pattern is stored, the correlation output light valve 49A is irradiated with strong light, and the correlation output light valve 49A is largely modulated. On the other hand, the correlation output light valves 49B and 49C store the correlation degree of the superposition of the "A" pattern and the "B" pattern, and the superposition of the "A" pattern and the "C" pattern, respectively. Correlated output light valve 49 for light valves 49B and 49C
Light emitted is weaker than that of A, and the correlation output light valves 49B and 49C are not so greatly modulated as compared with the correlation output light valve 49A.
【０１０１】このように、相関度が各相関出力ライトバ
ルブ49Ａ，49Ｂ，49Ｃに記憶されると、第２の光パター
ン入力手段より入力パターンｘij(t) が各相関出力ライ
トバルブ49Ａ，49Ｂ，49Ｃに各相関出力ライトバルブ49
Ａ，49Ｂ，49ＣのＲ側より照射される。各相関出力ライ
トバルブ49Ａ，49Ｂ，49ＣのＲ側に照射された入力パタ
ーンｘij(t) は、相関出力ライトバルブ49Ａ，49Ｂ，49
Ｃに記憶されている相関度に応じて強度が反射変調され
る。ここで、上述したように相関出力ライトバルブ49
Ａ，49Ｂ，49Ｃには強い相関度が、相関出力ライトバル
ブ49Ｂ，49Ｃには相関出力ライトバルブ49Ａと比較して
弱い相関度が記憶されているため、相関出力ライトバル
ブ49Ａに照射された入力パターンはほぼそのままの強度
で反射され、相関出力ライトバルブ49Ｂ，49Ｃに照射さ
れた入力パターンは反射変調により強度が低下させられ
る。In this way, when the correlation degree is stored in each of the correlation output light valves 49A, 49B, 49C, the input pattern x ij (t) is output from the second light pattern input means to each of the correlation output light valves 49A, 49B. , 49C each correlation output light valve 49
Irradiation from the R side of A, 49B, 49C. The input pattern x ij (t) irradiated to the R side of each correlation output light valve 49A, 49B, 49C is the correlation output light valve 49A, 49B, 49.
The intensity is reflection-modulated according to the degree of correlation stored in C. Here, as described above, the correlation output light valve 49
A, 49B and 49C store a strong correlation degree, and correlation output light valves 49B and 49C store a weak correlation degree as compared with the correlation output light valve 49A. The pattern is reflected with almost the same intensity, and the intensity of the input pattern applied to the correlation output light valves 49B and 49C is reduced by reflection modulation.
【０１０２】このように、各相関出力ライトバルブ49
Ａ，49Ｂ，49Ｃにより反射変調された入力パターンは、
ハーフミラー57、偏光子58、レンズセット59およびミラ
ー60からなる光学系を通じて各記憶ライトバルブ47Ａ，
47Ｂ，47ＣのＷ側に照射される。したがって入力パター
ンと各記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに記憶されて
いる記憶パターンとの相関度が大きかった記憶ライトバ
ルブ47Ａにはより強度の大きい、すなわちより強い重み
付けがなされた入力パターンが入力され、相関度が小さ
かった記憶ライトバルブ47Ｂ，47Ｃには強度の小さい、
すなわち、重み付けが弱い（もしくは重み付けがされて
いない）入力パターンが入力されることとなる。これに
より、各記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃには、記憶
ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに記憶されている記憶パ
ターンと入力パターンとの相関度に応じて重み付けがな
されたパターンが、すでに各記憶ライドバルブ47Ａ，47
Ｂ，47Ｃに記憶されているパターンに重ねて書き込ま
れ、記憶パターンの更新（学習）がなされる。In this way, each correlation output light valve 49
The input pattern reflected and modulated by A, 49B and 49C is
Each storage light valve 47A, through an optical system consisting of a half mirror 57, a polarizer 58, a lens set 59 and a mirror 60,
It is irradiated to the W side of 47B and 47C. Therefore, the memory light valve 47A, which has a high degree of correlation between the input pattern and the memory patterns stored in the memory light valves 47A, 47B, and 47C, receives the input pattern having a higher intensity, that is, a stronger weighting. , The memory light valves 47B and 47C, which had a small degree of correlation, have a small intensity,
That is, an input pattern with weak weighting (or no weighting) is input. As a result, each memory light valve 47A, 47B, 47C already has a pattern weighted according to the degree of correlation between the memory pattern stored in the memory light valve 47A, 47B, 47C and the input pattern. Ride valve 47A, 47
The patterns stored in B and 47C are overwritten and updated (learned).
【０１０３】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ41に入力される様々なパターンに重み付けをして、各
記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47Ｃに入力し、記憶パタ
ーンの更新を対応する記憶ライトバルブ47Ａ，47Ｂ，47
Ｃ毎に行うことによって自己組織化学習を行うのであ
る。By repeating the above operation, various patterns inputted to the input light valve 41 are weighted and inputted to the respective memory light valves 47A, 47B and 47C, and the updating of the memory pattern is carried out by the corresponding memory light valve. 47A, 47B, 47
The self-organizing learning is performed by carrying out for each C.
【０１０４】次いで本発明の第４実施例について説明す
る。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
【０１０５】図７は本発明の第４実施例による自己組織
化パターン学習システムを表す図である。FIG. 7 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to the fourth embodiment of the present invention.
【０１０６】図７に示すように、本発明の第４実施例に
よる自己組織化パターン学習システム60は、ｋ×ｌ個
（本実施例においては３×１個）並んで配されたレンズ
からなるレンズセット61と、各レンズに対応するように
ｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで配され
たｉ×ｊ個の画素を有する第１の入力ライトバルブ62
Ａ，62Ｂ，62Ｃとを有する第１の光パターン入力手段63
と、入力ライトバルブ62Ａ，62Ｂ，62Ｃとは離れた位置
にあり、各入力ライトバルブ62Ａ，62Ｂ，62Ｃと対応す
るようにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並ん
で配されたｉ×ｊ個の画素を有する記憶ライトバルブ64
Ａ，64Ｂ，64Ｃと、各記憶ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64
Ｃと対応するようにｋ×ｌ個（本実施例においては３×
１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有する相関出力
ライトバルブ65Ａ，65Ｂ，65Ｃと、ｋ×ｌ個（本実施例
においては３×１個）並んで配されたレンズからなるレ
ンズセット66および各レンズに対応するようにｋ×ｌ個
（本実施例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ
個の画素を有する第２の入力ライトバルブ67Ａ，67Ｂ，
67Ｃを有する第１の光パターン入力手段68と、図示しな
い光源より発せられた読出し光69を反射して入力ライト
バルブ62Ａ，62Ｂ，62Ｃに入力するミラー70と、記憶ラ
イトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃを反射した読出し光69を反
射して相関出力ライトバルブ65Ａ，65Ｂ，65Ｃに入力す
るミラー71とを図示のように平行平面板上に設けてなる
ものである。このように、各記憶ライトバルブ等を平行
平面板上に設けることにより、各ライトバルブ間のアラ
イメントの調整を容易に行うことができ、好ましい。As shown in FIG. 7, a self-organizing pattern learning system 60 according to the fourth embodiment of the present invention comprises k × l (3 × 1 in this embodiment) lenses arranged side by side. A lens set 61 and a first input light valve 62 having i × j pixels arranged in k × l (3 × 1 in this embodiment) side by side so as to correspond to each lens.
First light pattern input means 63 having A, 62B and 62C
Is located away from the input light valves 62A, 62B, 62C, and k × l (3 × 1 in this embodiment) are arranged side by side so as to correspond to the respective input light valves 62A, 62B, 62C. Memory light valve 64 with i × j pixels
A, 64B, 64C and each memory light valve 64A, 64B, 64
K × l corresponding to C (3 × in this embodiment)
(1) Correlated output light valves 65A, 65B, 65C having i × j pixels arranged side by side, and k × l (3 × 1 in this embodiment) lenses arranged side by side. I × j arranged in k × l (3 × 1 in this embodiment) side by side so as to correspond to the lens set 66 and each lens.
A second input light valve 67A, 67B having a number of pixels,
First light pattern input means 68 having 67C, a mirror 70 for reflecting the read light 69 emitted from a light source (not shown) and inputting it to the input light valves 62A, 62B, 62C, and memory light valves 64A, 64B, 64C. And a mirror 71 for reflecting the read light 69 reflected by the reflected light and inputting it to the correlation output light valves 65A, 65B, 65C are provided on a plane parallel plate as shown in the figure. As described above, by providing each memory light valve and the like on the plane parallel plate, the alignment between the light valves can be easily adjusted, which is preferable.
【０１０７】なお、本実施例においては、入力ライトバ
ルブ、記憶ライトバルブ、相関出力ライトバルブとし
て、上述した本発明の第１，第２および第３実施例に用
いられた一方の面から光情報が入力されることによりこ
の光情報が記録され、他の面から読み出し光が照射され
ることにより、記録された光情報に応じて読出し光を変
調して出力するＬＣＬＶ（Liquid Crystal Light Valv
e）を用いるものとする。In this embodiment, the optical information from one side used in the above-mentioned first, second and third embodiments of the present invention as an input light valve, a memory light valve and a correlation output light valve. Is input, the optical information is recorded, and the reading light is irradiated from the other surface. The LCLV (Liquid Crystal Light Valv) that modulates and outputs the reading light according to the recorded optical information is output.
e) shall be used.
【０１０８】まず、第１の光パターン入力手段63の入力
ライトバルブ62Ａ，62Ｂ，62ＣのＷ側より入力パターン
ｘij(t) が入力され、この新たなパターンｘij(t) が各
入力ライトバルブ62Ａ，62Ｂ，62Ｃに記憶される。次い
で図示しない光源より読出し光69が発せられ、ミラー70
により反射されて各入力ライトバルブ62Ａ，62Ｂ，62Ｃ
に照射され、各入力ライトバルブ62Ａ，62Ｂ，62Ｃに記
憶されている入力パターンｘij(t) に応じて反射変調さ
れて記憶ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃに入力される。
各記憶ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃは、時刻t-1 まで
に入力されたパターンをある規則で記憶パターンｍklij
(t-1) として記憶しており、各記憶ライトバルブ64Ａ，
64Ｂ，64Ｃに照射された入力パターンｘij(t) は、各記
憶ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃに記憶されている記憶
パターンｍklij（t-1)に応じてさらに変調されて、入力
パターンｘij(t) と記憶パターンｍklij（t-1)の重ね合
せのパターン、すなわち図３の９Ａ，９Ｂ，９Ｃに示す
ような光パターンとして反射される。この重ね合せの光
パターンの光量の総和は入力パターンｘij(t) と各記憶
ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃに記憶されている記憶パ
ターンｍklij（t-1)との相関度としてミラー71により反
射され相関出力ライトバルブ65Ａ，65Ｂ，65Ｃに入力さ
れ記憶される。これにより、相関出力ライトバルブ65
Ａ，65Ｂ，65Ｃには、相関度が明暗の情報、すなわち入
力パターンｘij(t) と記憶パターンｍklij（t-1)との相
関度の明るさの情報すなわち、First, the input pattern x ij (t) is input from the W side of the input light valves 62A, 62B and 62C of the first light pattern input means 63, and this new pattern x ij (t) is input to each input light. It is stored in the valves 62A, 62B and 62C. Then, the reading light 69 is emitted from a light source (not shown), and the mirror 70
Is reflected by each input light valve 62A, 62B, 62C
And is reflected and modulated according to the input pattern x ij (t) stored in each of the input light valves 62A, 62B, and 62C, and is input to the storage light valves 64A, 64B, and 64C.
Each of the memory light valves 64A, 64B, and 64C stores the pattern input up to time t-1 according to a certain rule as a memory pattern m klij.
It is stored as (t-1), and each memory light valve 64A,
The input pattern x ij (t) applied to 64B and 64C is further modulated according to the storage pattern m klij (t-1) stored in each storage light valve 64A, 64B and 64C, and the input pattern x ij (t-1) is modulated. It is reflected as a superposition pattern of ij (t) and the memory pattern m klij (t-1), that is, a light pattern as shown in 9A, 9B and 9C of FIG. The sum of the light amounts of the superposed light patterns is calculated by the mirror 71 as the degree of correlation between the input pattern x ij (t) and the memory patterns m klij (t-1) stored in the memory light valves 64A, 64B, 64C. It is reflected and input to and stored in the correlation output light valves 65A, 65B, 65C. This allows the correlation output light valve 65
A, 65B, and 65C have information that the degree of correlation is light and dark, that is, information of the degree of lightness of the degree of correlation between the input pattern x ij (t) and the memory pattern m klij (t-1), that is,
【０１０９】[0109]
【数４】 [Equation 4]
【０１１０】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として記憶される。例えば、前述した図
３に示したように入力パターンが「Ａ」のパターン、各
記憶ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃに記憶されているパ
ターンが「Ａ」のパターン，「Ｂ」のパターン，「Ｃ」
のパターンの場合、相関出力ライトバルブ65Ａには
「Ａ」のパターンと「Ａ」のパターンとの重ね合せの相
関度が記憶されるため、相関出力ライトバルブ65Ａには
強い光が照射され、相関出力ライトバルブ65Ａは大きく
変調される。一方、相関出力ライトバルブ65Ｂ，65Ｃに
はそれぞれ「Ａ」のパターンと「Ｂ」のパターン、
「Ａ」のパターンと「Ｃ」のパターンとの重ね合せの相
関度が記憶されるため、相関出力ライトバルブ65Ｂ，65
Ｃには相関出力ライトバルブ65Ａと比較して照射される
光が弱く、相関出力ライトバルブ65Ｂ，65Ｃは相関出力
ライトバルブ65Ａと比較してそれほど大きく変調されな
い。The calculated information is stored as the correlation y kl (t) for each pattern. For example, as shown in FIG. 3 described above, the input pattern is the "A" pattern, the patterns stored in the memory light valves 64A, 64B, 64C are the "A" pattern, the "B" pattern, and the "C" pattern. "
In the case of the pattern, the correlation output light valve 65A stores the correlation degree of the superposition of the pattern “A” and the pattern “A”. The output light valve 65A is largely modulated. On the other hand, the correlation output light valves 65B and 65C respectively have an “A” pattern and a “B” pattern,
Since the correlation degree of the superposition of the "A" pattern and the "C" pattern is stored, the correlation output light valves 65B, 65
Light emitted to C is weaker than that of the correlation output light valve 65A, and the correlation output light valves 65B and 65C are not so greatly modulated as compared with the correlation output light valve 65A.
【０１１１】このように、相関度が各相関出力ライトバ
ルブ65Ａ，65Ｂ，65Ｃに記憶されると、第２の光パター
ン入力手段68の入力ライトバルブ67Ａ，67Ｂ，67ＣのＷ
側より入力パターンｘij(t) が入力され、この入力パタ
ーンｘij(t) が各入力ライトバルブ67Ａ，67Ｂ，67Ｃに
記憶される。次いで、図示しない光源より書込み光72が
発せられ各相関出力ライトバルブ65Ａ，65Ｂ，65ＣのＲ
側に照射される。各相関出力ライトバルブ65Ａ，65Ｂ，
65ＣのＲ側に照射された書込み光72は、各相関出力ライ
トバルブ65Ａ，65Ｂ，65Ｃに記憶されている相関度に応
じて強度が反射変調される。ここで、上述したように相
関出力ライトバルブ65Ａには強い相関度が、相関出力ラ
イトバルブ65Ｂ，65Ｃには相関出力ライトバルブ65Ａと
比較して弱い相関度が記憶されているため、相関出力ラ
イトバルブ65Ａに照射された入力パターンはほぼそのま
まの強度で反射され、相関出力ライトバルブ65Ｂ，65Ｃ
に照射された書込み光72は反射変調により強度が低下さ
せられる。In this way, when the correlation degree is stored in each of the correlation output light valves 65A, 65B, 65C, the W of the input light valves 67A, 67B, 67C of the second light pattern input means 68 is recorded.
The input pattern x ij (t) is input from the side, and this input pattern x ij (t) is stored in each of the input light valves 67A, 67B, 67C. Next, writing light 72 is emitted from a light source (not shown) and R of each correlation output light valve 65A, 65B, 65C is output.
The side is illuminated. Each correlation output light valve 65A, 65B,
The writing light 72 emitted to the R side of 65C is reflected and modulated in intensity according to the degree of correlation stored in each correlation output light valve 65A, 65B, 65C. As described above, the correlation output light valve 65A stores a strong correlation degree, and the correlation output light valves 65B and 65C store a weak correlation degree as compared with the correlation output light valve 65A. The input pattern applied to the bulb 65A is reflected with almost the same intensity, and the correlation output light valves 65B and 65C are output.
The intensity of the writing light 72 radiated on the laser light is reduced by reflection modulation.
【０１１２】このように、各相関出力ライトバルブ65
Ａ，65Ｂ，65Ｃにより反射変調された書込み光72は、各
入力ライトバルブ67Ａ，67Ｂ，67ＣのＲ側に照射され
る。各入力ライトバルブ67Ａ，67Ｂ，67ＣのＲ側に照射
された書込み光72は、入力ライトバルブ67Ａ，67Ｂ，67
Ｃに記憶されている入力パターンｘij(t) に応じて反射
変調される。これにより、各入力ライトバルブ67Ａ，67
Ｂ，67Ｃより読み出され、相関度の大きさにより重み付
けがなされた入力パターンが各記憶ライトバルブ64Ａ，
64Ｂ，64ＣのＷ側に照射される。したがって、入力パタ
ーンと各記憶ライトバルブ65Ａ，65Ｂ，65Ｃに記憶され
ている記憶パターンとの相関度が大きかった記憶ライト
バルブ65Ａにはより強度の大きい、すなわちより強い重
み付けがなされた入力パターンが照射され、相関度が小
さかった記憶ライドバルブ65Ｂ，65Ｃには強度の小さ
い、すなわち、重み付けが弱い（もしくは重み付けがさ
れていない）入力パターンが照射されることとなる。こ
れにより、各記憶ライトバルブ64A,64Ｂ，64Ｃには、記
憶ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃに記憶されている記憶
パターンと入力パターンとの相関度に応じて重み付けが
なされたパターンが、すでに各記憶ライトバルブ64Ａ，
64Ｂ，64Ｃに記憶されているパターンに重ねて書き込ま
れ、記憶パターンの更新（学習）がなされる。Thus, each correlation output light valve 65
The writing light 72 reflected and modulated by A, 65B and 65C is applied to the R side of each input light valve 67A, 67B and 67C. The writing light 72 emitted to the R side of each input light valve 67A, 67B, 67C is input light valve 67A, 67B, 67
It is reflection-modulated according to the input pattern x ij (t) stored in C. As a result, each input light valve 67A, 67
The input patterns read from B and 67C and weighted according to the degree of correlation are stored in the respective light valves 64A and 64A.
It is irradiated to the W side of 64B and 64C. Therefore, the memory light valve 65A having a large degree of correlation between the input pattern and the memory patterns stored in the memory light valves 65A, 65B, and 65C is irradiated with the input pattern having a higher intensity, that is, a stronger weighting. Then, the memory ride valves 65B and 65C having a small correlation degree are irradiated with an input pattern having a small intensity, that is, a weak weighting (or an unweighted input pattern). As a result, each memory light valve 64A, 64B, 64C already has a pattern weighted according to the degree of correlation between the memory pattern stored in the memory light valves 64A, 64B, 64C and the input pattern. Light valve 64A,
The pattern is written over the patterns stored in 64B and 64C, and the stored pattern is updated (learned).
【０１１３】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ62Ａ，62Ｂ，62Ｃおよび入力ライトバルブ67Ａ，67
Ｂ，67Ｃに入力される様々なパターンと、各記憶ライド
バルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃに記憶されている記憶パターン
との相関度に応じた重みで、記憶パターンｍklij（t-1)
の更新を行うことによって自己組織化学習を行うのであ
る。By repeating the above operation, the input light valves 62A, 62B, 62C and the input light valves 67A, 67
Memory patterns m klij (t-1) are weighted according to the degree of correlation between various patterns input to B and 67C and the memory patterns stored in each memory ride valve 64A, 64B, 64C.
By doing so, self-organizing learning is performed.
【０１１４】次いで、本発明の第５実施例について説明
する。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
【０１１５】図８は、本発明の第５実施例による自己組
織化パターン学習システムを表す図である。FIG. 8 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to the fifth embodiment of the present invention.
【０１１６】図８に示すように、本発明の第５実施例に
よる自己組織化パターン学習システム80は、図示しない
光源より発せられた相関情報読みだし光90を受光して偏
光する偏光子81と、この偏光子81に隣接しｋ×ｌ個（本
実施例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の
画素を有する記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃと、こ
の記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに隣接した偏光子
83と、この偏光子83に隣接し、記憶ライトバルブ82Ａ，
82Ｂ，82Ｃと対応するようにｋ×ｌ個（本実施例におい
ては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有する
入力ライトバルブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃと、この入力ライト
バルブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃに隣接して配された偏光子85と
からなる相関情報読み出し手段と、記憶ライトバルブ82
Ａ，82Ｂ，82Ｃに記憶されているパターンと入力パター
ンとの相関度を得、図示しない光源より発せられた記憶
更新情報書き込み光91を受光してこの相関度を入力ライ
トバルブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃに折り返し入力する入力ライ
トバルブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃと対応するようにｋ×ｌ個
（本実施例においては３×１個）の相関度記憶素子87
Ａ，87Ｂ，87Ｃ、およびｋ×ｌ個（本実施例においては
３×１個）のレンズからなるレンズセット86，88からな
る記憶更新情報書き込み手段89とからなるものである。As shown in FIG. 8, the self-organizing pattern learning system 80 according to the fifth embodiment of the present invention includes a polarizer 81 which receives and polarizes the correlation information reading light 90 emitted from a light source (not shown). , Memory light valves 82A, 82B, 82C having i × j pixels arranged adjacent to the polarizer 81 in a line of k × l (3 × 1 in this embodiment), and the memory light valves Polarizer adjacent to 82A, 82B, 82C
83, and adjacent to this polarizer 83, a memory light valve 82A,
Input light valves 84A, 84B, 84C having i × j pixels arranged in a row of k × l (3 × 1 in this embodiment) corresponding to 82B, 82C, and the input light valves. 84A, 84B, and 84C, correlation information reading means including a polarizer 85 arranged adjacent to the memory light valve 82.
The correlation between the pattern stored in A, 82B and 82C and the input pattern is obtained, the memory update information writing light 91 emitted from the light source (not shown) is received, and the correlation is input to the input light valves 84A, 84B and 84C. K × l (3 × 1 in this embodiment) correlation degree storage elements 87 corresponding to the input light valves 84A, 84B, and 84C that are input back to.
A, 87B, 87C, and a memory update information writing means 89 composed of lens sets 86 and 88 composed of k × l (3 × 1 in this embodiment) lenses.
【０１１７】なお、本実施例においては、記憶ライトバ
ルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃとして、400ナノメータから700
ナノメータの波長の光で書き込みが可能で、その他の波
長の光では書き込まれることがないＢＳＯを用いるもの
とする。また、相関度記憶素子87Ａ，87Ｂ，87Ｃとし
て、600 ナノメータから900 ナノメータの波長の光で書
き込みが可能で、その他の波長の光では書き込みされな
いＧａＰを用いた記憶素子を用いるものとする。ただ
し、これらの記憶ライトバルブと相関度記憶素子として
は、書き込み／消去が可能な波長域が互いに異なる光記
録材料を用いればよく、フォトリフラクティブ結晶に限
らず、書込み／消去が可能な波長域が互いに異なる光記
録材料であればいかなる材料を用いてもよいことはもち
ろんである。また、本実施例においては、相関情報読出
し光90として記憶ライトバルブには書込みができず相関
度記憶素子には書込みができる波長700 から900 ナノメ
ータの光が用いられ、記憶更新情報書込み光91として記
憶ライトバルブには書込みができ相関度記憶素子には書
込みができない波長400 から600 ナノメータの光が用い
られる。In the present embodiment, the memory light valves 82A, 82B and 82C are set to 400 nm to 700 nm.
It is assumed that BSO is used which can be written with light having a wavelength of nanometer and which is not written with light having other wavelengths. Further, as the correlation degree storage elements 87A, 87B, 87C, it is assumed that a storage element using GaP that can be written with light having a wavelength of 600 nanometers to 900 nanometers and is not written with light having other wavelengths is used. However, as the memory light valve and the correlation memory element, optical recording materials having different writable / erasable wavelength ranges may be used, and not only the photorefractive crystal but also the writable / erasable wavelength range. Of course, any materials may be used as long as they are different from each other. Further, in this embodiment, as the correlation information read light 90, light having a wavelength of 700 to 900 nanometers that cannot be written in the storage light valve and can be written in the correlation storage element is used as the storage update information writing light 91. Light with a wavelength of 400 to 600 nanometers is used, which is writable in the memory light valve and unwritable in the correlation memory element.
【０１１８】また、本実施例においては入力パターンｘ
ij(t) を多重結像カメラ92より入力するものとする。In the present embodiment, the input pattern x
It is assumed that ij (t) is input from the multiplex imaging camera 92.
【０１１９】まず、入力ライトバルブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃ
に、多重結像カメラ92により撮影された入力パターンｘ
ij(t) がそれぞれ表示され、次いで図示しない光源より
波長700 から900 ナノメータの読出し光90が偏光子81を
通じて記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに照射され
る。記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃは、時刻t-1 ま
でに入力されたパターンをある規則で記憶パターンｍ
klij(t) としてそれぞれ記憶しており、記憶ライトバル
ブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに照射された読出し光90は、記憶ラ
イトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに記憶されている記憶パタ
ーンｍklij(t-1) により変調されて、さらに偏光子83を
通じて光の強度のパターンとして入力ライトバルブ84
Ａ，84Ｂ，84Ｃに照射される。この入力ライトバルブ84
Ａ，84Ｂ，84Ｃにおいて、前述した実施例と同様に記憶
ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃを通ってきた読出し光90
の光パターンと、入力ライトバルブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃに
表示されている入力パターンとが重ね合せられる。First, the input light valves 84A, 84B, 84C
, The input pattern x captured by the multiplex imaging camera 92
ij (t) is displayed respectively, and then read light 90 having a wavelength of 700 to 900 nanometers is applied to the memory light valves 82A, 82B and 82C through a polarizer 81 from a light source (not shown). The memory light valves 82A, 82B, and 82C store the pattern input up to the time t-1 according to a certain rule as a memory pattern m.
The read light 90 stored in the memory light valves 82A, 82B, and 82C is stored as the memory pattern m klij (t-1). Input light valve 84, which is modulated by the polarizer 83 and then as a pattern of light intensity through the polarizer 83.
A, 84B, 84C is irradiated. This input light valve 84
At A, 84B and 84C, the read light 90 that has passed through the memory light valves 82A, 82B and 82C as in the above-described embodiment.
And the input pattern displayed on the input light valves 84A, 84B, 84C are superimposed.
【０１２０】このように重ね合せられた光パターンは、
偏光子85を通じてレンズセット86を通り、集光されて相
関度として相関度記憶素子87Ａ，87Ｂ，87Ｃに入力され
て記憶される。これにより、相関度記憶素子87Ａ，87
Ｂ，87Ｃには相関度が明暗の情報、すなわち入力パター
ンｘij(t) と記憶パターンｍklij(t-1) との積和の情報
すなわち、The light pattern thus superposed is
After passing through the lens set 86 through the polarizer 85, the light is condensed and input as correlation degree into the correlation degree storage elements 87A, 87B and 87C and stored therein. As a result, the correlation storage elements 87A, 87
In B and 87C, the information whose degree of correlation is light and dark, that is, the information of the sum of products of the input pattern x ij (t) and the memory pattern m klij (t-1), that is,
【０１２１】[0121]
【数５】 [Equation 5]
【０１２２】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として記憶される。The calculated information is stored as the correlation y kl (t) for each pattern.
【０１２３】このように、各相関度記憶素子87Ａ，87
Ｂ，87Ｃに相関度が記憶されると、図示しない光源より
波長400 から600 ナノメータの書込み光91がレンズセッ
ト88を通じて相関度記憶素子87Ａ，87Ｂ，87Ｃに照射さ
れる。相関度記憶素子87Ａ，87Ｂ，87Ｃに照射された書
込み光91は各相関度記憶素子87Ａ，87Ｂ，87Ｃに記憶さ
れている相関度に応じて強度が変調される。ここで、上
述したように相関度記憶素子87Ａには強い相関度が、相
関度記憶素子87Ｂ，87Ｃには相関度記憶素子87Ａと比較
して弱い相関度が記憶されているため、相関度記憶素子
87Ａに照射された書込み光91はほぼそのままの強度で透
過され、相関度記憶素子87Ｂ，87Ｃに照射された書込み
光91は変調されて強度が低下させられる。As described above, the correlation degree storage elements 87A, 87
When the correlation degree is stored in B and 87C, the writing light 91 having a wavelength of 400 to 600 nanometers is irradiated from the light source (not shown) to the correlation degree storage elements 87A, 87B and 87C through the lens set 88. The intensity of the writing light 91 applied to the correlation degree storage elements 87A, 87B, 87C is modulated according to the correlation degree stored in each of the correlation degree storage elements 87A, 87B, 87C. Here, as described above, the correlation degree storage element 87A stores a strong correlation degree, and the correlation degree storage elements 87B and 87C store a weak correlation degree as compared with the correlation degree storage element 87A. element
The writing light 91 radiated to 87A is transmitted with almost the same intensity, and the writing light 91 radiated to the correlation degree storage elements 87B and 87C is modulated and reduced in intensity.
【０１２４】このように、各相記憶素子87Ａ，87Ｂ，87
Ｃにより透過変調された書込み光９１は、レンズセット
８６、および偏光子85を通じて各入力ライトバルブ84
Ａ，84Ｂ，84Ｃに折り返し入力され、各入力ライトバル
ブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃに表示されている入力パターンｘij
(t) により変調されて、さらに偏光子83を通じて光の強
度のパターンとして記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃ
に入力される。ここで入力パターンと各記憶ライトバル
ブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに記憶されているパターンとの相関
度が大きかった記憶ライトバルブにはより強度の大き
い、すなわちより強い重み付けがなされた入力パターン
が入力され、相関度が小さかった記憶ライトバルブには
強度の小さい、すなわち、重み付けが弱い（もしくは重
み付けがされていない）入力パターンが入力されること
となる。書込み光91は波長が400 から600ナノメータで
あり、各記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに光パター
ンの書込みが可能であるため、各記憶ライトバルブ82
Ａ，82Ｂ，82Ｃには、各記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，
82Ｃに記憶されている光パターンと入力パターンとの相
関度に応じて重み付けがなされたパターンが、すでに各
記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに記憶されている記
憶パターンに重ねて書き込まれ、記憶パターンの更新
（学習）がなされる。In this way, each phase memory element 87A, 87B, 87
The writing light 91 transmission-modulated by C is transmitted through the lens set 86 and the polarizer 85 to each input light valve 84.
Input pattern x ij which is input back to A, 84B, 84C and displayed on each input light valve 84A, 84B, 84C.
Memory light valves 82A, 82B, and 82C that are modulated by (t) and then as a pattern of light intensity through the polarizer 83.
Entered in. Here, the memory light valve whose degree of correlation between the input pattern and the patterns stored in the memory light valves 82A, 82B, and 82C is large is input with a higher intensity, that is, a stronger weighted input pattern, An input pattern having a small intensity, that is, a weak weighting (or no weighting) is input to the memory light valve having a small correlation. The writing light 91 has a wavelength of 400 to 600 nanometers, and since it is possible to write an optical pattern to each of the memory light valves 82A, 82B, and 82C, each memory light valve 82
A, 82B, 82C have memory light valves 82A, 82B,
The pattern weighted according to the degree of correlation between the light pattern stored in the 82C and the input pattern is written over the storage pattern already stored in each of the storage light valves 82A, 82B, 82C, and the storage pattern is stored. Is updated (learned).
【０１２５】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃに入力される様々なパターンと、各
記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに記憶されている記
憶パターンとの相関度に応じた重みで記憶パターンｍ
klij(t-1) の更新を行うことによって、自己組織化学習
を行うのである。By repeating the above operation, the degree of correlation between various patterns input to the input light valves 84A, 84B and 84C and the memory patterns stored in the memory light valves 82A, 82B and 82C is determined. Memory pattern m with weight
By updating klij (t-1), self-organizing learning is performed.
【０１２６】また、本発明の第５実施例においては、繰
り返し学習を行っている途中に図８に示すスイッチ93を
切り換えて、上述した各入力ライトバルブ84Ａ，84Ｂ，
84Ｃに一様信号Ｓ1 を入力するようにしてもよい。この
一様信号Ｓ1 を入力することにより、各入力ライトバル
ブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃには一様の光パターンが表示される
こととなるため、各記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃ
の学習の初期の段階で記憶されたパターンがうっすらと
残っている場合に、この一様の光パターンを各記憶ライ
トバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに記憶させることにより残っ
ているパターンを消去することができるのである。この
ように、各入力ライトバルブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃに一様の
信号Ｓ1 を学習段階の途中で入力することにより、各記
憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃにうっすらと記憶され
ているパターンを消すことができるため、学習が終了し
た際の各記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに他のパタ
ーンが重なって学習されることがなく、好ましい。Further, in the fifth embodiment of the present invention, the switch 93 shown in FIG. 8 is switched during the repeated learning so that the input light valves 84A, 84B,
The uniform signal S 1 may be input to 84C. By inputting this uniform signal S 1 , a uniform light pattern is displayed on each of the input light valves 84A, 84B, 84C, so that each memory light valve 82A, 82B, 82C is displayed.
When the pattern stored in the early stage of learning of Slightly remains, it is possible to erase the remaining pattern by storing this uniform light pattern in each memory light valve 82A, 82B, 82C. You can do it. In this way, by inputting the uniform signal S 1 to each of the input light valves 84A, 84B, 84C during the learning stage, the pattern slightly stored in each of the memory light valves 82A, 82B, 82C is erased. Therefore, it is preferable that another pattern does not overlap with the memory light valves 82A, 82B, and 82C when the learning is finished and the pattern is not learned.
【０１２７】なお、本発明の第５実施例においては、記
憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃとして、400 ナノメー
タから700 ナノメータの波長の光で書込みが可能で、そ
の他の波長の光では書込みされないＢＳＯを用い、相関
度記憶素子87Ａ，87Ｂ，87Ｃとして、600 ナノメータか
ら900 ナノメータの波長の光で書込みが可能で、その他
の波長の光では書込みされないＧａＰを用いた記憶素子
を用いるとして説明してきたが、異なる種類のフォトリ
フラクティブ材料の波長による書込み特性の差を利用す
るのではなく、記憶ライトバルブ、相関度記憶素子のい
ずれにもＢＳＯを用い、ＢＳＯの表裏面での感度の差を
利用して同様の動作を行なわせることが可能である。In the fifth embodiment of the present invention, as the memory light valves 82A, 82B and 82C, BSO which can be written with light having a wavelength of 400 nanometers to 700 nanometers and which is not written with light of other wavelengths is used. It has been described that, as the correlation storage elements 87A, 87B, and 87C, a storage element using GaP that can be written with light having a wavelength of 600 nanometers to 900 nanometers and is not written with light having other wavelengths is used. Rather than using the difference in writing characteristics between the wavelengths of different types of photorefractive materials, BSO is used for both the memory light valve and the correlation degree memory element, and the difference in sensitivity between the front and back surfaces of BSO is used. It is possible to perform the operation of.
【０１２８】ＢＳＯには、両端に印加された直流電圧の
電極のうち、陰極側から光パターンを書き込んだ方が記
録感度が高いという性質がある。（峯本、陳、光学,15
(1986)p213 ）。この性質を利用して、記憶ライトバル
ブとして使用するＢＳＯは相関情報読出し光90が入射し
てくる方向にＢＳＯの陽極側が向くように配置し、相関
度記憶素子として使用するＢＳＯは記憶更新情報書込み
光91が入射してくる方向に陽極側が向くように配置す
る。この配置によって、相関度情報を相関度記憶素子に
書き込む際の、記憶情報の消去を低減させ、また、記憶
更新情報を記憶ライトバルブに書き込む際の、相関度情
報の消去を低減することができ、異なる材料の光変調素
子を用いなくても、入力ライトバルブ84Ａ，84Ｂ，84Ｃ
に入力される様々なパターンに重み付けをして、各記憶
ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに入力し、対応する記憶
ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃ毎に記憶パターンの更新
を行うことによって、自己組織化学習を行うことができ
る。BSO has a property that the recording sensitivity is higher when the optical pattern is written from the cathode side of the electrodes of the DC voltage applied to both ends. (Minemoto, Chen, Optics, 15
(1986) p213). By utilizing this property, the BSO used as a memory light valve is arranged so that the anode side of the BSO faces in the direction in which the correlation information reading light 90 is incident, and the BSO used as a correlation degree memory element writes the memory update information. It is arranged so that the anode side faces the direction in which the light 91 enters. With this arrangement, it is possible to reduce the erasing of the stored information when writing the correlation information into the storage device, and to reduce the deletion of the correlation information when writing the storage update information into the storage light valve. , Input light valves 84A, 84B, 84C without using light modulators of different materials
By weighting various patterns input to the memory light valves 82A, 82B and 82C and updating the memory patterns for the corresponding memory light valves 82A, 82B and 82C, self-organization is performed. Can learn.
【０１２９】次いで、本発明の第６実施例について説明
する。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
【０１３０】図９は、本発明の第６実施例による自己組
織化パターン学習システムを表す図である。FIG. 9 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a sixth embodiment of the present invention.
【０１３１】図９に示すように、本発明の第６実施例に
よる自己組織化パターン学習システム95は、図７に示し
た本発明の第５実施例による自己組織化パターン学習シ
ステム80の相関度記憶素子87Ａ，87Ｂ，87Ｃを、赤色光
を青色光に波長変換する相関度入出力素子96Ａ，96Ｂ，
96Ｃとしたものであり、記憶ライトバルブ、入力ライト
バルブ等は、図８に示した本発明の第５実施例による自
己組織化パターン学習システム80と同一であるため、対
応する番号に「′」を付し、詳細な説明は省略する。As shown in FIG. 9, the self-organizing pattern learning system 95 according to the sixth embodiment of the present invention has the correlation degree of the self-organizing pattern learning system 80 according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. Correlation degree input / output elements 96A, 96B for wavelength conversion of red light into blue light for the memory elements 87A, 87B, 87C,
Since the memory light valve, the input light valve, etc. are the same as those of the self-organizing pattern learning system 80 according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 8, the corresponding numbers are “′”. , And detailed description is omitted.
【０１３２】まず波長変換を行う相関度入出力素子96
Ａ，96Ｂ，96Ｃについて説明する。First, the correlation input / output element 96 for wavelength conversion
A, 96B and 96C will be described.
【０１３３】本実施例においては相関度入出力素子96
Ａ，96Ｂ，96ＣとしてＫＮｂＯ3 結晶を用いるものと
し、このＫＮｂＯ3 結晶の両端面を曲率半径５mmに加工
し、この両端面に反射率97％と99.9％のコーティングを
施して定在波型の共振器としているものである。そして
このＫＮｂＯ3 結晶を−23℃に温度制御してノンクリテ
ィカル位相整合法（Non-Critical Phase Matching ：NC
PM）を達成することができる。このＫＮｂＯ3 結晶は定
在波型の共振器を用いているため、第２高調波は２方向
に出射してくるが、実験により基本波光源の出力を167m
W とした場合、１方向だけでも24mWもの出力を得ること
が確認されている（近藤ら、波長変換への応用、オプト
ロニクス(1990)No.2,P132-139)。近藤らの実験において
は、レーザーの発振波長をスイープすることによって、
共振器モードと同期をとって高効率波長変換を実現して
いるものである。このＫＮｂＯ3 結晶により波長が842n
m の光は421nm の光に変調される。In this embodiment, the correlation input / output element 96
It is assumed that KNbO 3 crystal is used as A, 96B, 96C, both end faces of this KNbO 3 crystal are processed to have a radius of curvature of 5 mm, and coating of both reflectances 97% and 99.9% is applied to both end faces to obtain a standing wave type. It is used as a resonator. The temperature of this KNbO 3 crystal is controlled at -23 ° C to control the non-critical phase matching (NC).
PM) can be achieved. Since this KNbO 3 crystal uses a standing wave type resonator, the second harmonic is emitted in two directions, but the output of the fundamental wave light source was 167 m through experiments.
It has been confirmed that an output of 24 mW can be obtained even in one direction when W is set (Kondo et al., Application to wavelength conversion, Optronics (1990) No. 2, P132-139). In the experiment by Kondo et al., By sweeping the oscillation wavelength of the laser,
High-efficiency wavelength conversion is realized in synchronization with the resonator mode. With this KNbO 3 crystal, the wavelength is 842n.
Light of m is modulated to light of 421 nm.
【０１３４】次いで、本実施例の自己組織化学習につい
て説明する。Next, the self-organizing learning of this embodiment will be described.
【０１３５】まず、入力ライトバルブ84Ａ′，84Ｂ′，
84Ｃ′に、多重結像カメラ92′により撮影された入力パ
ターンｘij(t) がそれぞれ表示され、次いで図示しない
光源より赤色光からなる波長842nm の読出し光90′が偏
光子81′を通じて記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，82
Ｃ′に照射される。記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，
82Ｃ′は、時刻t-1 までに入力されたパターンをある規
則で記憶パターンｍklij(t-1) としてそれぞれ記憶され
ており、記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′に照
射された読出し光90′は、記憶ライトバルブ82Ａ′，82
Ｂ′，82Ｃ′に記憶されている記憶パターンｍklij(t-
1) により変調されて、さらに偏光子83′を通じて光の
強度のパターンとして入力ライトバルブ84Ａ′，84
Ｂ′，84Ｃ′に照射される。この入力ライトバルブ84
Ａ′，84Ｂ′，84Ｃ′において、前述した各実施例と同
様に、記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′を通っ
てきた読出し光90′の光パターンと、入力ライトバルブ
84Ａ′，84Ｂ′，84Ｃ′に表示されている入力パターン
とが重ね合せられる。First, the input light valves 84A ', 84B',
Input patterns x ij (t) photographed by the multiplex imaging camera 92 'are respectively displayed on 84C', and then read light 90 'of red wavelength 842nm from a light source (not shown) is read through the polarizer 81' through the memory light. Valves 82A ', 82B', 82
C'is irradiated. Memory light valves 82A ', 82B',
In 82C ', the patterns input up to time t-1 are stored as a memory pattern m klij (t-1) according to a certain rule, respectively, and the read-out applied to the memory light valves 82A', 82B ', 82C'. The light 90 'is a memory light valve 82A', 82
Memory patterns m klij (t- stored in B ', 82C'
1) is modulated by the input light valves 84A ′, 84 as a pattern of light intensity through the polarizer 83 ′.
B ', 84C' are irradiated. This input light valve 84
In A ', 84B', 84C ', as in the above-described respective embodiments, the light pattern of the read light 90' passing through the memory light valves 82A ', 82B', 82C 'and the input light valve.
The input patterns displayed on 84A ', 84B' and 84C 'are overlaid.
【０１３６】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、相関度として、偏光子85′を通じてレンズ
セット86′を通り集光されて相関度入出力素子96Ａ，96
Ｂ，96Ｃに入力される。ここで、相関度入出力素子96
Ａ，96Ｂ，96Ｃには、相関度が明暗の情報、すなわち入
力パターンｘij(t) と記憶パターンｍklij(t-1) との積
和の情報すなわち、The sum of the light amounts of the light patterns superposed in this way is, as a correlation degree, condensed through the lens set 86 'through the polarizer 85', and then the correlation degree input / output elements 96A and 96A.
Input to B and 96C. Here, the correlation input / output element 96
In A, 96B, and 96C, the information of which the degree of correlation is light and dark, that is, the information of the sum of products of the input pattern x ij (t) and the memory pattern m klij (t-1), that is,
【０１３７】[0137]
【数６】 [Equation 6]
【０１３８】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として入力される。各相関度入出力素子
96Ａ，96Ｂ，96Ｃに入力された波長842nm の光よりなる
相関度は、波長421nm の光に波長変換されて、レンズセ
ット86′および偏光子85′を通って折り返し各入力ライ
トバルブ84Ａ′，84Ｂ′，84Ｃ′に入力される。The calculated information is input as the correlation y kl (t) for each pattern. Each correlation input / output element
The correlation degree of the light having the wavelength of 842 nm input to the 96A, 96B, and 96C is converted into the light having the wavelength of 421 nm, and the light is folded back through the lens set 86 'and the polarizer 85' to each input light valve 84A ', 84B. ', 84C'.
【０１３９】各入力ライトバルブ84Ａ′，84Ｂ′，84
Ｃ′に折り返し入力された波長変換後の相関度は、各入
力ライトバルブ84Ａ′，84Ｂ′，84Ｃ′に表示されてい
る入力パターンｘij(t) により変調されて、さらに偏光
子83′を通じて光の強度のパターンとして記憶ライトバ
ルブ82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′に入力される。ここで入力
パターンと各記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′
に記憶されているパターンとの相関度が大きかった記憶
ライトバルブにはより強度の大きい、すなわちより強い
重み付けがなされた入力パターンが入力され、相関度が
小さかった記憶ライトバルブには強度の小さい、すなわ
ち、重み付けが弱い（もしくは重み付けがされていな
い）入力パターンが入力されることとなる。波長変換さ
れた相関度は各記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，82
Ｃ′に光パターンの書込みが可能な波長の光であるた
め、各記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′には、
各記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′に記憶され
ている光パターンと入力パターンとの相関度に応じて重
み付けがなされたパターンが、すでに各記憶ライトバル
ブ82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′に記憶されている記憶パター
ンに重ねて書き込まれ、記憶パターンの更新（学習）が
なされる。Each input light valve 84A ', 84B', 84
The wavelength-converted correlation input back to C'is modulated by the input pattern x ij (t) displayed on each input light valve 84A ', 84B', 84C ', and further passed through the polarizer 83'. The light intensity patterns are input to the memory light valves 82A ', 82B', 82C '. Input pattern and each memory light valve 82A ', 82B', 82C '
The memory light valve having a high degree of correlation with the pattern stored in the table has a higher intensity, that is, a stronger weighted input pattern is input, and the memory light valve having a lower degree of correlation has a lower intensity, That is, an input pattern with weak weighting (or no weighting) is input. The wavelength-converted correlation is stored in the memory light valves 82A ', 82B', 82.
Since the light having a wavelength capable of writing an optical pattern to C ', each memory light valve 82A', 82B ', 82C' has
A pattern weighted according to the degree of correlation between the light pattern and the input pattern stored in each memory light valve 82A ', 82B', 82C 'has already been stored in each memory light valve 82A', 82B ', 82C'. The memory pattern is written over the stored memory pattern, and the memory pattern is updated (learned).
【０１４０】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ84Ａ′，84Ｂ′，84Ｃ′に入力される様々なパターン
と、各記憶ライトバルブ82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′に記憶
されている記憶パターンとの相関度に応じた重みで記憶
パターンｍklij(t-1) の更新を行うことによって、自己
組織化学習を行うのである。By repeating the above operation, various patterns inputted to the input light valves 84A ', 84B', 84C 'and the memory patterns stored in the respective memory light valves 82A', 82B ', 82C'. Self-organizing learning is performed by updating the memory pattern m klij (t-1) with a weight corresponding to the correlation degree of.
【０１４１】次いで本発明の第７実施例について説明す
る。Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
【０１４２】図10は、本発明の第７実施例による自己組
織化パターン学習システムを表す図である。FIG. 10 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to the seventh embodiment of the present invention.
【０１４３】図10に示すように、本発明の第７実施例に
よる自己組織化パターン学習システム99は、図９に示し
た本発明の第６実施例による相関度入出力素子96Ａ，96
Ｂ,96 Ｃを、赤色光を入力しこの赤色光の強度に応じた
青色光を出力する光学演算素子120 Ａ，120 Ｂ，120 Ｃ
としたものであり、記憶ライトバルブ、入力ライトバル
ブ等は、図８，図９に示した本発明の第５，第６実施例
による自己組織化パターン学習システムと同一であるた
め、対応する番号に「″」を付し、詳細な説明は省略す
る。As shown in FIG. 10, the self-organizing pattern learning system 99 according to the seventh embodiment of the present invention is a correlation degree input / output element 96A, 96 according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG.
An optical arithmetic element 120 A, 120 B, 120 C that inputs red light and outputs blue light corresponding to the intensity of the red light.
Since the memory light valve, the input light valve, etc. are the same as those in the self-organizing pattern learning system according to the fifth and sixth embodiments of the present invention shown in FIGS. 8 and 9, corresponding numbers are used. Is added with “″” and detailed description is omitted.
【０１４４】まず、光学演算素子120 Ａ，120 Ｂ，120
Ｃについて説明する。なお、各光学演算素子の構成は同
一であるため、光学演算素子120 Ａについてのみ説明す
る。First, the optical arithmetic elements 120 A, 120 B, 120
C will be described. Since the optical arithmetic elements have the same configuration, only the optical arithmetic element 120A will be described.
【０１４５】光学演算素子120 Ａは、赤色光を受光する
受光素子121 Ａと、青色光を発するＬＥＤ等の発光素子
122 Ａと、赤色光の強度に応じて青色光の強度を制御す
る演算素子123 Ａとからなるものである。The optical arithmetic element 120 A includes a light receiving element 121 A for receiving red light and a light emitting element such as an LED for emitting blue light.
122A and an arithmetic element 123A for controlling the intensity of blue light according to the intensity of red light.
【０１４６】光学演算素子120 Ａ，120 Ｂ，120 Ｃをこ
のように構成することにより、前述した本発明による第
６実施例のように、偏光子85″を通じてレンズセット8
6″を通ってきた相関度としての光は各光学演算素子120
Ａ，120 Ｂ，120 Ｃの各受光素子121 Ａ，121 Ｂ，121
Ｃに受光され、受光された光の強度すなわち相関度の
大きさにに応じて発光素子122 Ａ，122 Ｂ，122 Ｃから
波長421nm の青色光が発光される。この青色光は、レン
ズセット86″、偏光子85″を通って折り返し各入力ライ
トバルブ84Ａ″，84Ｂ″，84Ｃ″に入力され、前述した
本発明による第６実施例と同様に自己組織化学習がなさ
れる。By thus configuring the optical arithmetic elements 120 A, 120 B and 120 C, the lens set 8 is provided through the polarizer 85 ″ as in the sixth embodiment according to the present invention.
The light as the degree of correlation that has passed through the 6 ″ is calculated by each optical arithmetic element 120.
A, 120 B, 120 C light receiving elements 121 A, 121 B, 121
The light is received by C, and blue light having a wavelength of 421 nm is emitted from the light emitting elements 122 A, 122 B, 122 C according to the intensity of the received light, that is, the degree of correlation. This blue light is returned through the lens set 86 ″ and the polarizer 85 ″ and is input to the respective input light valves 84A ″, 84B ″, 84C ″, and the self-organizing learning is performed as in the sixth embodiment according to the present invention. Is done.
【０１４７】なお、上述した本発明の第７実施例におい
ては、発光素子122 Ａ，122 Ｂ，122 Ｃから青色光を発
光させるようにしているが、発光素子122 Ａ，122 Ｂ，
122Ｃを光変調素子とし、相関度に応じて光変調素子を
変調させ、この光変調素子に外部光源より青色光を照射
して青色光を変調させて、この変調された青色光を入力
ライトバルブ84Ａ″，84Ｂ″，84Ｃ″に入力するように
してもよい。Although the blue light is emitted from the light emitting elements 122 A, 122 B and 122 C in the seventh embodiment of the present invention described above, the light emitting elements 122 A, 122 B and
122C is used as a light modulation element, the light modulation element is modulated according to the degree of correlation, blue light is irradiated from an external light source to this light modulation element to modulate blue light, and this modulated blue light is input as a light valve. You may make it input into 84A ", 84B", and 84C ".
【０１４８】また、上述した本発明の第５，６および７
実施例においては、多重結像カメラ92，92′，92″より
入力パターンｘij(t) を入力するようにしているが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、図11に示すよう
に、単一レンズカメラ130 より入力された入力パターン
を、入力像マルチパターンバッファ131 によりマルチ化
して、このマルチ化された入力パターンを入力ライトバ
ルブに入力するようにしてもよい。The fifth, sixth and seventh aspects of the present invention described above are also provided.
In the embodiment, the input pattern x ij (t) is inputted from the multiplex imaging cameras 92, 92 ', 92 ", but the invention is not limited to this, and as shown in FIG. 11, for example. The input pattern input from the single lens camera 130 may be multiplexed by the input image multi-pattern buffer 131, and the multiplexed input pattern may be input to the input light valve.
【０１４９】また、上述した各実施例においては、前述
した光学的パターン相関度検出手段を構成するパターン
群記憶手段に記憶されている記憶パターン群のすべてま
たはその一部を消去するための記憶パターン消去手段を
設けるようにしてもよい。Further, in each of the above-mentioned embodiments, a storage pattern for erasing all or a part of the storage pattern group stored in the pattern group storage means constituting the above-mentioned optical pattern correlation detection means. Erasing means may be provided.
【０１５０】例えば、図12に示すように図８に示す自己
組織化パターン学習システムを構成する記憶ライトバル
ブ82Ａ，82Ｂ，82Ｃに記憶されている記憶パターンを消
去可能な消去光91′を記憶ライトバルブ82Ａ，82Ｂ，82
Ｃに入力するようにしてもよく、また記憶ライトバルブ
82Ａ，82Ｂ，82Ｃの電圧を変調して各記憶ライトバルブ
82Ａ，82Ｂ，82Ｃに記憶されている記憶パターンを消去
するための電圧変調手段160 を設けるようにしてもよ
い。For example, as shown in FIG. 12, the erasing light 91 'capable of erasing the memory patterns stored in the memory light valves 82A, 82B, 82C constituting the self-organizing pattern learning system shown in FIG. Valve 82A, 82B, 82
It may be input to C, or a memory light valve.
Each memory light valve by modulating the voltage of 82A, 82B, 82C
A voltage modulating means 160 for erasing the memory pattern stored in 82A, 82B, 82C may be provided.
【０１５１】このように、記憶パターン消去手段を設
け、パターン群記憶手段に記憶されている記憶パターン
群のすべてまたはその一部を消去することにより、パタ
ーン群記憶手段にうっすらと記憶されている学習初期段
階の記憶パターンを消去することができるため、学習が
終了した際のパターン群記憶手段の記憶パターンに、他
のパターンが重なって学習されることのないものとな
り、より好ましい。As described above, by providing the memory pattern erasing means and erasing all or a part of the memory pattern group stored in the pattern group memory means, the learning slightly stored in the pattern group memory means is performed. Since the memory pattern in the initial stage can be erased, the memory pattern of the pattern group memory at the end of learning is not overlapped with other patterns and learned, which is more preferable.
【０１５２】上述した第１および第２実施例においては
記憶ライトバルブとしてＢＳＯを用いているが、とくに
これに限定されるものではなく所定の波長の光により書
込み可能であり、所定の波長の光とは異なる波長の光に
より書込みされない記憶ライトバルブであれば、いかな
る記憶ライトバルブを用いるようにしてもよい。In the first and second embodiments described above, BSO is used as the memory light valve, but it is not particularly limited to this and writing with light of a predetermined wavelength is possible, and light of a predetermined wavelength is used. Any memory light valve may be used as long as it is a memory light valve that is not written with light of a different wavelength.
【０１５３】また、上述した各実施例においては、記憶
ライトバルブ、光入力素子、相関検出素子等を１次元状
に３個配置しているが、各素子はいくつ設けてもよく、
また２次元状に設けてもよいことはもちろんである。Further, in each of the embodiments described above, three memory light valves, optical input elements, correlation detecting elements, etc. are arranged one-dimensionally, but any number of each element may be provided.
Of course, it may be two-dimensionally provided.
【０１５４】[0154]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る自己組織化パターン学習システムは、Taiweiらの実験
系のように、検出された相関度を各ライトバルブ毎にコ
ンピュータに入力するための結線が不要であるため、自
己組織化学習を行うための装置をコンパクトに構成する
ことができるとともに、システムの低コスト化および高
速処理を行うことができる。As described in detail above, the self-organizing pattern learning system according to the present invention, like the experimental system of Taiwei et al., Inputs the detected correlation degree to the computer for each light valve. Since no wiring is required, the apparatus for performing self-organizing learning can be configured compactly, and the system cost can be reduced and high-speed processing can be performed.
【図１】本発明の第１実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図FIG. 1 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例に用いる空間光変調素子を表す
概略図FIG. 2 is a schematic diagram showing a spatial light modulator used in an embodiment of the present invention.
【図３】入力パターンと各光変調素子に記憶されている
パターンとの相関を説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining a correlation between an input pattern and a pattern stored in each light modulation element.
【図４】本発明の第２実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図FIG. 4 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a second embodiment of the present invention.
【図５】積相関と差分相関を説明するための図FIG. 5 is a diagram for explaining product correlation and differential correlation.
【図６】本発明の第３実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図FIG. 6 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a third embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第４実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図FIG. 7 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第５実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図FIG. 8 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第６実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図FIG. 9 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第７実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図FIG. 10 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第７実施例において入力パターンを
電気的にマルチ化する自己組織化パターン学習システム
を表す図FIG. 11 is a diagram showing a self-organizing pattern learning system that electrically multiplies an input pattern in a seventh embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の自己組織化パターン学習システムを
構成する記憶ライトバルブにパターン消去手段を設ける
実施例を表す図FIG. 12 is a diagram showing an embodiment in which a pattern erasing means is provided in a memory light valve which constitutes the self-organizing pattern learning system of the present invention.
【図１３】Taiweiらの実験系を表す図[Fig. 13] A diagram showing an experimental system of Taiwei et al.
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，29Ａ，29Ｂ，29Ｃ，41，62Ａ，62
Ｂ，62Ｃ，67Ａ，67Ｂ，67Ｃ，84Ａ，84Ｂ，84Ｃ，84
Ａ′，84Ｂ′，84Ｃ′，84Ａ″，84Ｂ″，84Ｃ″ 入
力ライトバルブ ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，47Ａ，47Ｂ，47Ｃ，64Ａ，64Ｂ，64
Ｃ，82Ａ，82Ｂ，82Ｃ，82Ａ′，82Ｂ′，82Ｃ′，82
Ａ″，82Ｂ″，82Ｃ″記憶ライトバルブ ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，49Ａ，49Ｂ，49Ｃ，65Ａ，65Ｂ，65
Ｃ相関出力ライトバルブ ４，６，８，43，48，52，58，81，81′，81″，83，8
3′，83″，85，85′，85″ 偏光子 ２，３ 光源 87Ａ，87Ｂ，87Ｃ 相関度記憶素子 96Ａ，96Ｂ，96Ｃ 相関度入出力素子 120 Ａ，120 Ｂ，120 Ｃ 光学演算素子 ｘij(t) 入力パターン5A, 5B, 5C, 29A, 29B, 29C, 41, 62A, 62
B, 62C, 67A, 67B, 67C, 84A, 84B, 84C, 84
A ', 84B', 84C ', 84A ", 84B", 84C "Input light valve 7A, 7B, 7C, 47A, 47B, 47C, 64A, 64B, 64
C, 82A, 82B, 82C, 82A ', 82B', 82C ', 82
A ", 82B", 82C "memory light valve 9A, 9B, 9C, 49A, 49B, 49C, 65A, 65B, 65
C correlation output light valve 4,6,8,43,48,52,58,81,81 ', 81 ", 83,8
3 ', 83 ", 85,85', 85" Polarizer 2,3 Light source 87A, 87B, 87C Correlation degree storage element 96A, 96B, 96C Correlation degree input / output element 120A, 120B, 120C Optical operation element x ij (t) input pattern
Claims (19)
組織化パターン学習システムにおいて、 光パターンを記憶している記憶素子群と、該記憶素子群
と隣接して重ね合わせるように配された、該記憶素子群
と同数の、入力パターンを表示する表示素子群とからな
り、前記光パターンと前記入力パターンとの相関度を光
学的に得る光学的相関度検出手段と、 該光学的相関度検出手段により得られた前記相関度に応
じた強度の光を学習の重みとして出力する重み付け出力
手段と、 該重み付け出力手段により出力された前記重みに応じた
強さで、前記入力パターンを前記記憶素子群に記録する
光パターン書き込み手段とからなることを特徴とする自
己組織化パターン学習システム。1. A self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, wherein a memory element group for storing an optical pattern and a memory element group arranged so as to be adjacently overlapped with the memory element group, An optical correlation degree detecting means, which comprises the same number of storage element groups as the display element groups for displaying the input pattern, and which optically obtains the degree of correlation between the light pattern and the input pattern, and the optical correlation degree detecting means. And a weighting output means for outputting light having an intensity corresponding to the degree of correlation obtained as a weight of learning, and the input pattern with the intensity according to the weight output by the weighting output means. A self-organizing pattern learning system, which comprises:
組織化パターン学習システムにおいて、 所定の波長の光により入力された光パターンを光学的に
記憶し、該記憶された光パターンに応じて別に入力され
た前記所定の波長とは異なる波長の光を変調し出力する
光変調素子が１次元または２次元状に複数配列されてな
る第１の光変調素子群と、 前記各光変調素子にそれぞれ隣接して配された、該各光
変調素子に入力パターンをそれぞれ入力する多数の光入
力素子と、該各光入力素子に前記入力パターンを入力す
る入力手段とを含む光パターン入力手段と、 前記異なる波長の光により入力された光パターンを光学
的に記憶し、該記憶された光パターンに応じて別に入力
された前記所定の波長の光を変調して出力する光変調素
子が前記第１の光変調素子群の前記各光変調素子に対応
するように１次元または２次元状に複数配列されてなる
第２の光変調素子群と、 前記異なる波長の光を前記各光入力素子に、前記所定の
波長の光を前記第２の光変調素子群の前記各光変調素子
にそれぞれ入力する光源と、 該光源より入力された前記所定の波長とは異なる波長の
光を、前記各光入力素子と前記第１の光変調素子群とを
通して透過させることにより前記各光入力素子に入力さ
れた前記入力パターンと前記第１の光変調素子群の前記
各光変調素子に記憶されている光パターンとの相関度を
得、該相関度を前記第２の光変調素子群の前記各光変調
素子に光学的に入力する相関度入力手段と、 前記光源により前記第２の光変調素子群に入力され、該
第２の光変調素子群の前記各光変調素子により該素子に
記憶されている光パターンに基づいて変調されることに
より、強度の重み付けがなされた前記所定の波長の光を
前記各光入力素子に光学的に入力する重み付け入力手段
とからなることを特徴とする自己組織化パターン学習シ
ステム。2. A self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, wherein an optical pattern input by light of a predetermined wavelength is optically stored, and is separately input according to the stored optical pattern. And a first light modulation element group in which a plurality of light modulation elements that modulate and output light having a wavelength different from the predetermined wavelength are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner, and adjacent to each of the light modulation elements. A plurality of optical input elements that are respectively arranged to input an input pattern to each of the light modulation elements, and an optical pattern input means that includes an input means that inputs the input pattern to each of the light input elements; The first light is an optical modulation element that optically stores a light pattern input by light of a wavelength and modulates and outputs the light of the predetermined wavelength that is input separately according to the stored light pattern. A second optical modulation element group formed by arranging a plurality of one-dimensionally or two-dimensionally so as to correspond to each of the optical modulation elements of the modulation element group; A light source for inputting light having a wavelength of 1 to each of the light modulation elements of the second light modulation element group, and a light having a wavelength different from the predetermined wavelength input from the light source for each of the light input elements. Of the input pattern input to each of the light input elements by transmitting through the first light modulation element group and the light pattern stored in each of the light modulation elements of the first light modulation element group. Correlation degree input means for obtaining a degree of correlation and optically inputting the degree of correlation to each of the light modulation elements of the second light modulation element group, and being input to the second light modulation element group by the light source, By each of the light modulation elements of the second light modulation element group And a weighting input means for optically inputting the light of the predetermined wavelength whose intensity is weighted by being modulated based on the light pattern stored in the element. A self-organizing pattern learning system.
素子が、一方の面から光パターンが入力されることによ
り該光パターンが記憶され、他の面から前記所定の波長
の光が照射されることにより前記記憶された光パターン
に応じて前記所定の波長の光を変調して出力する空間光
変調素子であることを特徴とする請求項２記載の自己組
織化パターン学習システム。3. The light pattern of each of the second light modulation elements of the second light modulation element group is stored by inputting the light pattern from one surface, and the light having the predetermined wavelength is stored from the other surface. 3. The self-organizing pattern learning system according to claim 2, wherein the self-organizing pattern learning system is a spatial light modulator that modulates and outputs the light of the predetermined wavelength according to the stored light pattern by being irradiated with.
素子が、該各光変調素子に入力される前記新たな入力光
パターンを偏光する第１の偏光子と、該各光変調素子に
より変調された光パターンを偏光する第２の偏光子とに
より挾まれてなることを特徴とする請求項２または３記
載の自己組織化パターン学習システム。4. A first polarizer in which each of the light modulation elements of the first light modulation element group polarizes the new input light pattern input to each of the light modulation elements, and each of the light modulation elements. The self-organizing pattern learning system according to claim 2 or 3, wherein the light pattern modulated by the element is sandwiched by a second polarizer that polarizes the light pattern.
光子との間に該第１光変調素子群の前記各光変調素子に
それぞれ隣接して配された、前記入力された光パターン
を記憶し、該記憶された光パターンに応じて前記各光変
調素子により変調された光パターンを変調する多数の光
変調素子と、該各光変調素子に前記入力パターンを入力
する入力手段とからなる第２の光パターン入力手段をさ
らに備えたことを特徴とする請求項４記載の自己組織化
パターン学習システム。5. The input, which is disposed between the first light modulation element group and the second polarizer and is respectively adjacent to each of the light modulation elements of the first light modulation element group. A large number of light modulation elements that store a light pattern and modulate the light pattern modulated by each of the light modulation elements according to the stored light pattern, and input means that inputs the input pattern to each of the light modulation elements 5. The self-organizing pattern learning system according to claim 4, further comprising a second light pattern inputting means consisting of
光入力素子に、前記所定の波長とは異なる波長の光を前
記第２の光変調素子群の前記各光変調素子にそれぞれ交
互に入力する光源であることを特徴とする請求項２、
３、４または５記載の自己組織化パターン学習システ
ム。6. The light source alternates the light having the predetermined wavelength to the light input element and the light having a wavelength different from the predetermined wavelength to the respective light modulation elements of the second light modulation element group. A light source for inputting to
The self-organizing pattern learning system according to 3, 4, or 5.
光入力素子に、前記所定の波長とは異なる波長の光を前
記第２の光変調素子群の前記各光変調素子にそれぞれ同
時に入力する光源であることを特徴とする請求項２、
３、４または５記載の自己組織化パターン学習システ
ム。7. The light source simultaneously supplies the light having the predetermined wavelength to the light input element and the light having a wavelength different from the predetermined wavelength to the respective light modulation elements of the second light modulation element group. 3. A light source for inputting,
The self-organizing pattern learning system according to 3, 4, or 5.
組織化パターン学習システムにおいて、 所定の波長の光により入力された光パターンを光学的に
記憶し、該記憶された光パターンに応じて別に入力され
た前記所定の波長とは異なる波長の光を変調し出力する
光変調素子が１次元または２次元状に複数配列されてな
る光変調素子群と、 前記各光変調素子にそれぞれ隣接して配された、該各光
変調素子に入力パターンをそれぞれ入力する多数の光入
力素子と、該各光入力素子に前記入力パターンを入力す
る入力手段とを含む光パターン入力手段と、 前記異なる波長の光を前記所定の波長の光に変換する波
長変換素子が前記光変調素子群の前記各光変調素子に対
応するように１次元または２次元状に複数配列されてな
る波長変換素子群と、 前記異なる波長の光を前記各光変調素子にそれぞれ入力
する光源と、 該光源より入力された前記異なる波長の光を、前記各光
入力素子と前記光変調素子群とを通して透過させること
により前記各光入力素子に入力された前記入力パターン
と前記光変調素子群の前記各光変調素子に記憶されてい
る光パターンとの相関度を得、該相関度を前記各波長変
換素子に光学的に入力する相関度入力手段と、 前記波長変換素子群に入力され、該波長変換素子群の前
記各波長変換素子により波長変換された前記相関度を前
記光変調素子に入力する重み付け入力手段とからなるこ
とを特徴とする自己組織化パターン学習システム。8. A self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, wherein an optical pattern inputted by light of a predetermined wavelength is optically stored and is inputted separately according to the stored optical pattern. And a light modulation element group in which a plurality of light modulation elements that modulate and output light having a wavelength different from the predetermined wavelength are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner, and are arranged adjacent to the respective light modulation elements. A plurality of light input elements for respectively inputting an input pattern to each of the light modulation elements, and an optical pattern input means including an input means for inputting the input pattern to each of the light input elements, and light of different wavelengths A wavelength conversion element group in which a plurality of wavelength conversion elements for converting light into light of a predetermined wavelength are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner so as to correspond to each of the light modulation elements of the light modulation element group, A light source for inputting light of different wavelengths to each of the light modulation elements, and the light of different wavelengths input from the light source is transmitted through each of the light input elements and the light modulation element group. The degree of correlation between the input pattern input to the optical input element and the optical pattern stored in each of the optical modulation elements of the optical modulation element group is obtained, and the correlation is optically input to each of the wavelength conversion elements. And a weighting input means for inputting the correlation degree input to the wavelength conversion element group and wavelength-converted by each wavelength conversion element of the wavelength conversion element group to the light modulation element. A self-organizing pattern learning system featuring.
が、該各光変調素子に入力される前記新たな入力光パタ
ーンを偏光する第１の偏光子と、該各光変調素子により
変調された光パターンを偏光する第２の偏光子とにより
挾まれてなることを特徴とする請求項８記載の自己組織
化パターン学習システム。9. Each of the light modulation elements of the light modulation element group is modulated by a first polarizer that polarizes the new input light pattern input to each of the light modulation elements, and is modulated by each of the light modulation elements. 9. The self-organizing pattern learning system according to claim 8, wherein the self-organizing pattern learning system is sandwiched by a second polarizer that polarizes the formed light pattern.
との間に該光変調素子群の前記各光変調素子にそれぞれ
隣接して配された、前記入力された光パターンを記憶
し、該記憶された光パターンに応じて前記各光変調素子
により変調された光パターンを変調する多数の光変調素
子と、該各光変調素子に前記入力パターンを入力する入
力手段とからなる第２の光パターン入力手段をさらに備
えたことを特徴とする請求項９記載の自己組織化パター
ン学習システム。10. The input light pattern, which is arranged between the light modulation element group and the second polarizer and is adjacent to each of the light modulation elements of the light modulation element group, is stored. A plurality of light modulation elements for modulating the light patterns modulated by the respective light modulation elements according to the stored light patterns, and an input means for inputting the input pattern to the respective light modulation elements, 10. The self-organizing pattern learning system according to claim 9, further comprising: an optical pattern inputting means.
己組織化パターン学習システムにおいて、 入力された光パターンを記憶し、該記憶された光パター
ンに応じて別に入力された光を変調し出力する光変調素
子が１次元または２次元状に複数配列されてなる第１の
光変調素子群と、 該各光変調素子に入力パターンをそれぞれ光学的に入力
する第１の光パターン入力手段と、 入力された光パターンを記憶し、該記憶された光パター
ンに応じて別に入力された光を変調し出力する光変調素
子が前記第１の光変調素子群の前記各光変調素子に対応
するように１次元または２次元状に複数配列されてなる
第２の光変調素子群と、 該第２の光変調素子群の前記各光変調素子に前記入力パ
ターンをそれぞれ入力する第２の光パターン入力手段
と、 前記第１の光パターン入力手段より前記第１の光変調素
子群の前記各光変調素子に入力された前記入力パターン
を該各光変調素子により該各素子に記憶されている光パ
ターンに基づいて変調させることにより、前記入力パタ
ーンと該各光変調素子に記憶されている光パターンとの
相関度を得、該相関度を前記第２の光変調素子群の前記
各光変調素子に光学的に入力し、記憶させる相関度入力
手段と、 前記第２の光パターン入力手段より前記第２の光変調素
子群の前記各光変調素子に入力された前記入力パターン
を、該各光変調素子により該各素子に記憶されている光
パターンに基づいて変調させることにより、強度の重み
付けがなされた前記入力パターンを得、該重み付けがな
された光パターンを前記第１の光変調素子群の前記各光
変調素子に光学的に入力し、記憶させる重み付け入力手
段とからなることを特徴とする自己組織化パターン学習
システム。11. A self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, which stores an input light pattern, modulates another input light according to the stored light pattern, and outputs the modulated light. A first light modulation element group in which a plurality of modulation elements are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner, and a first light pattern input means for optically inputting an input pattern to each of the light modulation elements, 1) so that the light modulation element that stores the light pattern and that modulates and outputs the separately input light according to the stored light pattern corresponds to each of the light modulation elements of the first light modulation element group. A second light modulation element group formed by arranging a plurality of two-dimensionally or two-dimensionally, and second light pattern input means for respectively inputting the input pattern to each of the light modulation elements of the second light modulation element group , The One optical pattern input means is used to modulate the input pattern input to each of the light modulation elements of the first light modulation element group by each of the light modulation elements based on the light pattern stored in each of the elements. Thus, the degree of correlation between the input pattern and the light pattern stored in each of the light modulation elements is obtained, and the degree of correlation is optically input to each of the light modulation elements of the second light modulation element group. A correlation degree input means for storing the input pattern input to each of the light modulation elements of the second light modulation element group by the second light pattern input means, and each element by the each light modulation element. Intensity-weighted input pattern is obtained by modulating based on the light pattern stored in, and the weighted light pattern is applied to each of the light modulation elements of the first light modulation element group. light Self-organizing pattern learning system to enter, characterized in that it consists of weighting the input means to be stored.
調素子が、一方の面から光パターンが入力されることに
より該光パターンが記憶され、他の面から前記所定の波
長の光が照射されることにより前記記憶された光パター
ンに応じて前記所定の波長の光を変調して出力する空間
光変調素子であることを特徴とする請求項１１記載の自
己組織化パターン学習システム。12. The light modulation element of each of the first light modulation element groups stores the light pattern by inputting the light pattern from one surface, and the light of the predetermined wavelength is stored from the other surface. 12. The self-organization pattern learning system according to claim 11, wherein the self-organization pattern learning system is a spatial light modulator that modulates and outputs the light of the predetermined wavelength in accordance with the stored light pattern by being irradiated with.
調素子が、一方の面から光パターンが入力されることに
より該光パターンが記憶され、他の面から前記所定の波
長の光が照射されることにより前記記憶された光パター
ンに応じて前記所定の波長の光を変調して出力する空間
光変調素子であることを特徴とする請求項１１または１
２記載の自己組織化パターン学習システム。13. The light modulation element of each of the second light modulation element groups stores the light pattern by inputting the light pattern from one surface, and the light of the predetermined wavelength is stored from the other surface. 12. The spatial light modulator which modulates and outputs the light of the predetermined wavelength in accordance with the stored light pattern by being irradiated with.
2. The self-organizing pattern learning system described in 2.
己組織化パターン学習システムにおいて、 入力された光パターンを記憶し、該記憶された光パター
ンに応じて別に入力された光を変調し出力する光変調素
子が１次元または２次元状に複数配列されてなる第１の
光変調素子群と、 該各光変調素子に入力パターンをそれぞれ光学的に入力
する光パターン入力手段と、 入力された光パターンを記憶し、該記憶された光パター
ンに応じて別に入力された光を変調し出力する光変調素
子が前記第１の光変調素子群の前記各光変調素子に対応
するように１次元または２次元状に複数配列されてなる
第２の光変調素子群と、 前記第１の光変調素子群とは離れた位置にあり、前記入
力パターンを記憶し、該記憶された光パターンに応じて
別に入力された光を変調する光変調素子が１次元または
２次元状に前記第１の光変調素子群の前記各光変調素子
に対応するように複数配列されてなる第３の光変調素子
群と、 前記光パターン入力手段より前記第１の光変調素子群の
前記各光変調素子に入力された前記入力パターンを該各
光変調素子により該各素子に記憶されている光パターン
に基づいて変調させることにより、前記入力パターンと
該各光変調素子に記憶されている光パターンとの相関度
を得、該相関度を前記第２の光変調素子群の前記各光変
調素子に光学的に入力し、記憶させる相関度入力手段
と、 前記第２の光変調素子の各光変調素子に入力された前記
別に入力された光を、該各光変調素子により該各素子に
記憶されている前記相関度に基づいて変調させることに
より強度の重み付けがなされた前記光パターンを得、該
重み付けがなされた光パターンを前記第３の光変調素子
群の各光変調素子に入力し、該各光変調素子により該各
素子に記憶されている前記入力パターンに基づいて変調
させることにより強度の重み付けがなされた前記入力パ
ターンを得、該重み付けがなされた光パターンを前記第
１の光変調素子群の前記各光変調素子に光学的に入力
し、記憶させる重み付け入力手段とからなることを特徴
とする自己組織化パターン学習システム。14. A self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, which stores an input light pattern, modulates another input light according to the stored light pattern, and outputs the modulated light. A first light modulation element group in which a plurality of modulation elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, a light pattern input means for optically inputting an input pattern to each of the light modulation elements, and an inputted light pattern And a one-dimensional or two-dimensional array so that an optical modulation element that modulates and outputs separately input light according to the stored optical pattern corresponds to each of the optical modulation elements of the first optical modulation element group. The second light modulation element group arranged in a plurality of dimensions and the first light modulation element group are located apart from each other, store the input pattern, and separately according to the stored light pattern. Entered A third light modulation element group in which a plurality of light modulation elements for modulating light are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner so as to correspond to the respective light modulation elements of the first light modulation element group; By modulating the input pattern input to each of the light modulation elements of the first light modulation element group from the pattern input means based on the light pattern stored in each of the light modulation elements, The degree of correlation between the input pattern and the light pattern stored in each of the light modulation elements is obtained, and the degree of correlation is optically input to and stored in each of the light modulation elements of the second light modulation element group. Correlation degree input means, based on the correlation degree stored in each element by each light modulation element, the separately input light input to each light modulation element of the second light modulation element By modulating the intensity weighting The input light pattern obtained by inputting the weighted light pattern to each light modulation element of the third light modulation element group and stored in each element by each light modulation element. The intensity-weighted input pattern is obtained by performing modulation based on the above, and the weighted light pattern is optically input to and stored in each of the light modulation elements of the first light modulation element group. A self-organizing pattern learning system comprising a weighting input means.
調素子が、一方の面から光パターンが入力されることに
より該光パターンが記憶され、他の面から前記所定の波
長の光が照射されることにより前記記憶された光パター
ンに応じて前記所定の波長の光を変調して出力する空間
光変調素子であることを特徴とする請求項１４記載の自
己組織化パターン学習システム。15. Each of the light modulation elements of the first light modulation element group stores the light pattern by inputting the light pattern from one surface, and the light of the predetermined wavelength from the other surface. 15. The self-organization pattern learning system according to claim 14, wherein the self-organization pattern learning system is a spatial light modulator that modulates and outputs the light of the predetermined wavelength in accordance with the stored light pattern by being irradiated with.
調素子が、一方の面から光パターンが入力されることに
より該光パターンが記憶され、他の面から前記所定の波
長の光が照射されることにより前記記憶された光パター
ンに応じて前記所定の波長の光を変調して出力する空間
光変調素子であることを特徴とする請求項１４または１
５記載の自己組織化パターン学習システム。16. The light modulation element of each of the second light modulation element groups stores the light pattern by inputting the light pattern from one surface thereof, and stores the light pattern of the predetermined wavelength from the other surface. 15. The spatial light modulator which modulates and outputs the light having the predetermined wavelength in accordance with the stored light pattern by being irradiated with.
5. The self-organizing pattern learning system described in 5.
調素子が、一方の面から光パターンが入力されることに
より該光パターンが記憶され、他の面から前記所定の波
長の光が照射されることにより前記記憶された光パター
ンに応じて前記所定の波長の光を変調して出力する空間
光変調素子であることを特徴とする請求項１４、１５ま
たは１６記載の自己組織化パターン学習システム。17. The light modulation element of each of the third light modulation element groups stores the light pattern by inputting the light pattern from one surface, and the light of the predetermined wavelength is stored from the other surface. 17. The self-organizing device according to claim 14, which is a spatial light modulator that modulates and outputs the light of the predetermined wavelength in accordance with the stored light pattern by being irradiated with. Pattern learning system.
己組織化パターン学習システムにおいて、 所定の波長の光により入力された光パターンを光学的に
記憶し、該記憶された光パターンに応じて別に入力され
た前記所定の波長とは異なる波長の光を変調し出力する
光変調素子が１次元または２次元状に複数配列されてな
る光変調素子群と、 前記各光変調素子にそれぞれ隣接して配された、該各光
変調素子に入力パターンをそれぞれ入力する多数の光入
力素子と、該各光入力素子に前記入力パターンを入力す
る入力手段とを含む光パターン入力手段と、 前記各光入力素子に隣接して配された相関度入力手段と
からなり、 該相関度入力手段は、前記異なる波長の光を前記各光変
調素子と前記各光入力素子とを通して透過させることに
より、前記各光変調素子に記憶されている光パターンと
前記各光パターンとの相関度を前記各光入力素子毎に
得、該得られた相関度に応じて別に入力された前記所定
の波長の光の強度を変調して重み付けをし、前記各光変
調素子に光学的に折り返して入力する相関度記憶素子を
含む相関度入力手段であることを特徴とする自己組織化
パターン学習システム。18. A self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, which optically stores an optical pattern input by light of a predetermined wavelength and separately inputs the optical pattern according to the stored optical pattern. And a light modulation element group in which a plurality of light modulation elements that modulate and output light having a wavelength different from the predetermined wavelength are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner, and are arranged adjacent to the respective light modulation elements. A plurality of optical input elements for respectively inputting an input pattern to each of the optical modulation elements, and an optical pattern inputting means including an inputting means for inputting the input pattern to each of the optical input elements, and each of the optical input elements And a correlation degree input means disposed adjacent to each other, the correlation degree input means transmitting light of the different wavelengths through the respective light modulation elements and the respective light input elements, The degree of correlation between the light pattern stored in each light modulation element and each of the light patterns is obtained for each of the light input elements, and the light of the predetermined wavelength is input separately according to the obtained degree of correlation. A self-organizing pattern learning system, which is a correlation degree input means including a correlation degree storage element which modulates and weights the intensity and optically returns the light to each of the light modulation elements.
己組織化パターン学習システムにおいて、 所定の波長の光により入力された光パターンを光学的に
記憶し、該記憶された光パターンに応じて別に入力され
た前記所定の波長とは異なる波長の光を変調し出力する
光変調素子が１次元または２次元状に複数配列されてな
る光変調素子群と、 前記各光変調素子にそれぞれ隣接して配された、該各光
変調素子に入力パターンをそれぞれ入力する多数の光入
力素子と、該各光入力素子に前記入力パターンを入力す
る入力手段とを含む光パターン入力手段と、 前記各光入力素子に隣接して配された相関度入力手段と
からなり、 該相関度入力手段は、前記異なる波長の光を前記各光変
調素子と前記各光入力素子とを通して透過させることに
より、前記各光変調素子に記憶されている光パターンと
前記各光変調素子に入力された前記入力パターンとの相
関度を前記各光入力素子毎に得、該得られた相関度を前
記所定の波長の光に変換し、前記各光変調素子に光学的
に折り返して入力する相関度入出力素子を含む相関度入
力手段であることを特徴とする自己組織化パターン学習
システム。19. In a self-organizing pattern learning system for learning a large number of different patterns, an optical pattern inputted by light of a predetermined wavelength is optically stored and separately inputted according to the stored optical pattern. And a light modulation element group in which a plurality of light modulation elements that modulate and output light having a wavelength different from the predetermined wavelength are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner, and are arranged adjacent to the respective light modulation elements. A plurality of optical input elements for respectively inputting an input pattern to each of the optical modulation elements, and an optical pattern inputting means including an inputting means for inputting the input pattern to each of the optical input elements, and each of the optical input elements And a correlation degree input means disposed adjacent to each other, the correlation degree input means transmitting light of the different wavelengths through the respective light modulation elements and the respective light input elements, The degree of correlation between the light pattern stored in each light modulation element and the input pattern input to each of the light modulation elements is obtained for each of the light input elements, and the obtained degree of correlation is obtained for the predetermined wavelength. A self-organizing pattern learning system, which is a correlation degree input means including a correlation degree input / output element which is converted into light and optically returned to each of the light modulation elements for input.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4842893A JPH06259156A (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Learning system for self-organization pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4842893A JPH06259156A (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Learning system for self-organization pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06259156A true JPH06259156A (en) | 1994-09-16 |
Family
ID=12803076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4842893A Withdrawn JPH06259156A (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Learning system for self-organization pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06259156A (en) |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP4842893A patent/JPH06259156A/en not_active Withdrawn
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