عنوان مقاله فارسی: نورونهای SRM ساده شده و LIF، سیگنالها را از طریق نوعی مدولاسیون پالس سیگما-دلتا ناهمزمان کد می کنند.

عنوان مقاله لاتین: LIF and Simplified SRM Neurons Encode Signals Into Spikes via a Form of Asynchronous Pulse Sigma–Delta Modulation

نویسندگان: Young C. Yoon

تعداد صفحات: 13

سال انتشار: 2017

زبان: لاتین

Abstract:

We show how two spiking neuron models encode continuous-time signals into spikes (action potentials, time-encoded pulses, or point processes) using a special form of sigma-delta modulation (SDM). In particular, we show that the well-known leaky integrate-and-fire (LIF) neuron and the simplified spike response model (SRM0) neuron encode the continuous-time signals into spikes via a proposed asynchronous pulse SDM (APSDM) scheme. The encoder is clock free using level-crossing sampling with a single-level quantizer, unipolar signaling, differential coding, and pulse-shaping filters. The decoder, in the form of a low-pass filter or bandpass smoothing filter, can be fed with the spikes to reconstruct an estimate of the signal. The density of the spikes reflects the amplitude of the encoded signal. Numerical examples illustrating the concepts and the signaling efficiency of APSDM vis-à-vis SDM for comparable reconstruction accuracies are presented. We anticipate these results will facilitate the design of spiking neurons and spiking neural networks as well as cross fertilizations between the fields of neural coding and the SDM.

ما نشان می‌دهیم که چگونه دو مدل نورون اسپایک کننده، سیگنال‌های زمان پیوسته را با استفاده از شکل خاصی از مدولاسیون سیگما - دلتا (SDM)به اسپایک ها (پتانسیل‌های عمل، پالس‌های کدگذاری شده با زمان، یا فرایندهای نقطه‌ای)رمزگذاری می‌کنند. به طور خاص، ما نشان می‌دهیم که نورون شناخته‌شده نشت یافته ادغام و آتش (LIF)و نورون مدل ساده شده پاسخ سنبله (SRM۰)سیگنال‌های زمان پیوسته را از طریق یک طرح پالس غیر همزمان پیشنهاد شده SDM (APSDM)به اسپایک ها رمزگذاری می‌کند. این رمزگذار با استفاده از نمونه‌گیری سطح متقاطع با یک کوانتایزر تک سطحی، سیگنال تک‌قطبی، کدگذاری دیفرانسیلی، و فیلترهای شکل‌دهی پالس آزاد است. دیکدر، به شکل یک فیلتر پایین گذر یا فیلتر هموار کننده گذرگاه باندل، می‌تواند برای بازسازی یک تخمین از سیگنال، با این میخ‌ها تغذیه شود. چگالی این اسپایک‌ها، دامنه سیگنال رمزگذاری شده را منعکس می‌کند. مثال‌های عددی که مفاهیم و کارایی علامت دهی APSDM در مقابل SDM را برای دقت بازسازی قابل‌مقایسه نشان می‌دهند، ارائه شده‌اند. ما پیش‌بینی می‌کنیم که این نتایج طراحی نورون‌های اسپایک دار و شبکه‌های عصبی اسپایک دار و همچنین باروری متقابل بین زمینه‌های کدگذاری عصبی و SDM را تسهیل خواهد کرد.