[发明专利]一种基于忆阻交叉阵列的传感器信号注意力权重分配方法

说明书

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种基于忆阻交叉阵列的传感器信号注意力权重分配方法。本发明通过对信息系统的传感单元以一一对应的方式配置忆阻单元，充分利用了忆阻单元的电导值在外界的电压脉冲的不断刺激下会发生单调性变化的特点，忆阻交叉阵列中以电导值存储的注意力权重可直接用于后续基于忆阻交叉阵列的矩阵运算中；实现了一种依据传感阵列中传感单元接受到外界刺激的数量与强度进行传感单元注意力权重分配的方法，极大地简化了注意力权重分配的方法，大幅降低了注意力权重的计算的复杂度，不再需要依赖计算机软件进行计算。而且，注意力权重的分配可以随着传感器实时接收到的刺激而发生实时变化。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种基于忆阻交叉阵列的传感器信号注意力权重分配方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，信息系统需要处理的信息数据种类和数据量越来越多，然而在实际的信息处理状况中，输入系统的信息中还包含了许多与结果无关的冗余信息，这些信息会降低信息处理效率甚至影响信息处理的准确性。

为了应对上述问题，目前在深度神经网络研究中，研究人员借鉴人类视觉系统在理解自然场景时，选择性地集中于重要信息，忽略无关信息的特性，提出了神经网络的注意力机制，即根据目标特征的重要性分配权重达到信息选择的效果，从而提高神经网络对大规模数据处理、分析和理解的能力。目前注意力机制中的注意力权重是在计算机中通过基于软件的复杂计算得到的，需要消耗大量的计算资源，且无法随着传感器实时接收到的刺激而进行实时调整变化。

发明内容

针对上述存在问题或不足，为解决现有注意力权重分配无法随着实时信息权重的改变而适应性改变的问题，本发明提供了一种基于忆阻交叉阵列的传感器信号注意力权重分配方法，基于硬件实现依据传感器接受到的刺激历史分配注意力权重，且注意力权重可随着实时传感器接受到的刺激而发生适应性改变，以进一步提高系统信息处理能力的方法。

一种基于忆阻交叉阵列的传感器信号注意力权重分配方法：对于信息系统的传感阵列，以一一对应的方式对各个传感单元均配置一个忆阻器单元与之连接，即配置与传感阵列规模相适应的忆阻器交叉阵列。

所述忆阻器单元的初始电导值相同，当传感单元接受到刺激时，会施加一个电压脉冲信号给相应的忆阻器单元的两端，忆阻器单元接受到电压脉冲信号后，电导值会发生相应的变化。

初始时，所有忆阻器单元的电导值相同。当传感阵列中的传感单元接受到刺激时，会施加一个电压脉冲信号于相应忆阻器单元的两端，忆阻器单元接受到电压脉冲信号后，电导值会发生相应的变化。

当该传感单元再次接受到刺激(如压力)时，则向对应的忆阻器单元再次施加一个电压脉冲使其电导值再次发生累加改变；如此往复，该忆阻器单元的电导值随相应的传感单元接受到的刺激(压力)信号的数量的增多发生单调性变化。

信息系统将根据各忆阻器单元的当前电导值进行实时的注意力权重分配更新。

进一步的，所述传感阵列规模为M×N，M和N均为非零自然数，且M和N相等或不等。

进一步的，所述传感单元为压力传感器、温度传感器、光学传感器和/或湿度传感器。

进一步的，所述传感器输出的脉冲信号为非电压脉冲信号时，通过外围电路转换成电压脉冲信号。

进一步的，所述传感单元根据每次接受刺激的强度，输出的电压脉冲信号分为单次电压脉冲强度适应性变化，或单次定值多次输出。

即传感单元单次接受到的刺激强度不同时，向对应的忆阻器单元施加的单次电压脉冲强度也不同，则该忆阻器单元的电导值单次变化量也不同，单次的刺激强度越大，则电导值单次变化量也越大。或根据刺激强度的大小，以固定的刺激强度对应固定的电压脉冲强度值，对单次刺激强度等分后按分配份数分多次输出电压脉冲给忆阻器单元。