感知神經(jīng)元網(wǎng)絡的隨機共振現(xiàn)象研究.pdf

1、隨著社會科技的發(fā)展和人們消費水平和生活水平的提高，現(xiàn)代人類對健康的生活品質(zhì)有了更高新的追求。但是在現(xiàn)在這個嘈雜的社會中，由于自身周圍各方面的精神壓力、人身意外等造成的亞健康乃至疾病越來越成為人們的困擾，其中聽覺、視覺、觸覺等神經(jīng)系統(tǒng)方面的問題占主要的地位。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)外部都不可避免地存在著各類的噪聲，并且噪聲與神經(jīng)系統(tǒng)存在著一種“協(xié)同現(xiàn)象”，即隨機共振現(xiàn)象。這些研究的發(fā)現(xiàn)證實了未來應用信息處理技術改善人們生活的可行性，有著重要的

2、研究意義。
　　本文主要以平均互信息量為評價指標，研究在高斯白噪聲和均布噪聲的噪聲環(huán)境下，以不同類型的信號為輸入信號的兩類神經(jīng)元網(wǎng)絡，即FitzHugh-Nagumo（FHN）神經(jīng)元網(wǎng)絡和層次型Integrate-and-Fire（IF）神經(jīng)元網(wǎng)絡的信息傳輸功能。首先，在各類噪聲環(huán)境下（高斯噪聲和均布噪聲）。采用非周期信號作為外部刺激信號，平均互信息量作為評價方法，探究了FHN單層并聯(lián)以及神經(jīng)元網(wǎng)絡的隨機共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，觀察其特點

3、并衡量性能的好壞；其次輸入信號采用以周期的正弦信號，均布噪聲為內(nèi)外部噪聲，同樣用平均互信息量評價，觀察隨機共振現(xiàn)象在層次型IF神經(jīng)元網(wǎng)絡中的特點，分析噪聲強度和輸入信號頻率所引起的系統(tǒng)信息傳輸效果的變化；再次，依據(jù)神經(jīng)元數(shù)學模型特點，以FHN神經(jīng)元網(wǎng)路模型為例，采用PSpice軟件實現(xiàn)FHN神經(jīng)元網(wǎng)絡的非線性電路，通過電路仿真觀察隨機共振的產(chǎn)生機制；最后數(shù)值模擬和電路仿真結(jié)果表明，噪聲能夠提高神經(jīng)元網(wǎng)絡的輸入輸出互信息量，平均互信息量的