Internet Information Retrieval, Parallel Sorting, and Rank-Order Filtering Based on Dynamical Neural Circuits of Maximal Value Signal Identification Among Discrete-Time Signals

2014;
: ст. 10 – 15
Автори: 
Tymoshchuk P.

Lviv Polytechnic National University, CAD Department

Запропоновано проект математичних моделей і відповідних функціональних блок- схем нейронних мереж видобування інформації з Інтернет, паралельного сортування і фільтрування рангу, призначених для обробки дискретизованих сигналів. Мережі конструюються на основі динамічних нейронних схем типу ”K-winners-take-all” (KWTAсхем), призначених для обробки дискретизованих сигналів, які здатні ідентифікувати К найбільших серед N вхідних сигналів, де 1£ < K N – позитивне ціле число. Окреслено перспективу реалізації мереж у сучасному цифровому апаратному забезпеченні і їх можливі застосування. Очікується, що на відміну від інших близьких аналогів, мережі будуть поєднувати такі властивості, як високі точність, швидкість і надійність обробки сигналів, а також незначні обчислювальну складність та складність схемотехнічної реалізації.

1. Majani E., Erlanson R. and Abu-Mostafa Y. On the k-winners-take-all network, In Advances in Neural Information Processing Systems. – Vol. 1, D. S. Touretzky, Ed. San Mateo, CA : Morgan Kaufmann, 1989. – Р. 634–642. 2. Тимощук П. В. Аналогова нейронна схема ідентифікації К мак- симальних сигналів // Комп’ютерні системи проектування. Теорія і практика. – 2008. – № 626. – C. 3–10 (Вісн. Нац. ун-ту “Львівська політехніка”). 3. Тимощук П. В. Модель аналогової нейронної схеми ідентифікації найбільших сигналів // Комп’ютерні системи та мережі. – 2012. – № 745.– С. 180–185. (Вісн. Нац. ун-ту “Львівська політехніка”). 4. Тимощук П. Аналогова структурно-функціональна нейронна схема визначення максимальних сигналів // Комп'ютерні науки та інформаційні технології. – 2012. – № 744. – С. 10–17. (Вісн. Нац. ун-ту “Львівська політехніка”). 5. R. P. Lippmann, “An introduction to computing with neural nets,” IEEE Acoustics, Speech and Signal Processing Magazine. – Vol. 3, no. 4. – Р. 4–22, Apr. 1987. 6. Тимощук П. В., Ло- бур М. В. Глобально стійка аналогова нейронна схема ідентифікації максимальних сигналів // Комп’ютерні системи проектування. Теорія і практика. – 2005. – № 548. – C. 3–11 (Вісн. Нац. ун-ту “Львівська політехніка”). 7. Тимощук П. В. Глобально стійка аналогова WTA нейронна схема обробки N сигналів // Комп’ютерні системи проектування. Теорія і практика. – 2006. – № 564. – C. 3–10 (Вісн. Нац. ун-ту “Львівська політехніка”). 8. Wang J. Analysis and design of a k-winnerstake-all model with a single state variable and the Heaviside step activation function, IEEE Trans. Neural Networks. – Vol. 21, no. 9. – Р. 1496-1506, Sept. 2010. 9. Z. Guo and J. Wang, “Information retrieval from large data sets via multiple-winners-take-all”, in Proc. ISCAS, Rio De Janeiro, 2011. – Р. 2669–2672. 10. Knuth D. E. The Art of Computer Programming. Reading, MA: Addison-Wesley, 1985. 11. Wang J. “Analysis and design of an analog sorting network”, IEEE Trans. Neural Networks. – Vol. 6, no. 4. – Р. 962–971, Jul. 1995. 12. Kwon T. M. and Zervakis M. “KWTA networks and their applications”. Multidimensional Syst. and Signal Processing. – Vol. 6. – Р. 333–346, Apr. 1995. 13. A. Cichocki and R. Unbehauen, Neural Networks for Optimization and Signal Processing (New York: John Wiley and Sons, 1993). 14. Тимощук П. Математична модель нейронної схеми типу “KWinners-Take-All” обробки дискретизованих сигналів // Комп’ютерні системи проектування. Теорія і практика. – 2010. – № 685. – C. 45–50 (Вісн. Нац. ун-ту “Львівська політехніка”). 15. A. Muthuramalingam, S. Himavathi and E. Srinivasan, “Neural network implementation using FPGA: issues and application”, International Journal of Information Technology. – Vol. 4, no 2, 2008. – Р. 95–101. 16. M. Krips, T. Lammert and A. Kummert, “FPGA implementation of a neural network for a real-time hand tracking system”, Proceedings of the 1st IEEE International Workshop on Electronic Design, Test and Applications, vol. 29-31, 2002. – Р. 313–317. 17. U. Cilingiroglu and T. L. E. Dake, “Rank-order filter design with a sampled-analog multiple-winners-take-all core,” IEEE J. Solid-State Circuits. – Vol. 37, no. 2. – Р. 978–984, Aug. 2002. 18. C. Chakrabarti, “Sorting network based architectures for median filters,” IEEE Trans. Circuits Systems II. – Vol. 40, no. 11. – Р. 723–727, Nov. 1993. 19. C. Chakrabarti and L. – Y. Wang, “Novel sorting network-based architecture for rank order filters,” IEEE Trans. VLSI Systems. – Vol. 2, no. 4. – Р. 502–507, Dec. 1994. 20. L. E. Lucke and K. K. Parhi, “Parallel processing architectures for rank order and stack filters,” IEEE Trans. Signal Processing. – Vol. 42, no. 5, . – Р. 1178–1189, May 1994.