高能效類腦智能：算法與體系架構(gòu)

譯者序
前言
致謝
第1章　概述1
　1.1　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的歷史1
　1.2　軟件中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)2
　　　1.2.1　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)2
　　　1.2.2　脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)2
　1.3　神經(jīng)形態(tài)硬件的需求3
　1.4　本書的目標和大綱4
　參考文獻6
第2章　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)9
　2.1　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理9
　　　2.1.1　推理9
　　　2.1.2　學(xué)習(xí)10
　2.2　基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機器學(xué)習(xí)13
　　　2.2.1　監(jiān)督學(xué)習(xí)13
　　　2.2.2　強化學(xué)習(xí)15
　　　2.2.3　無監(jiān)督學(xué)習(xí)17
　　　2.2.4　案例研究：基于動作的啟發(fā)式動態(tài)規(guī)劃18
　2.3　網(wǎng)絡(luò)拓撲24
　　　2.3.1　全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)24
　　　2.3.2　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)25
　　　2.3.3　循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)27
　2.4　數(shù)據(jù)集和基準29
　2.5　深度學(xué)習(xí)31
　　　2.5.1　前深度學(xué)習(xí)時代31
　　　2.5.2　深度學(xué)習(xí)的崛起31
　　　2.5.3　深度學(xué)習(xí)技術(shù)32
　　　2.5.4　深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)示例38
　參考文獻40
第3章　硬件中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)47
　3.1　概述47
　3.2　通用處理器48
　3.3　數(shù)字加速器48
　　　3.3.1　數(shù)字ASIC實現(xiàn)方法48
　　　3.3.2　FPGA加速器61
　3.4　模擬/混合信號加速器62
　　　3.4.1　傳統(tǒng)集成技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)62
　　　3.4.2　基于新興非易失性存儲器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)68
　　　3.4.3　光學(xué)加速器71
　3.5　案例研究：一種節(jié)能的自適應(yīng)動態(tài)規(guī)劃加速器的程序設(shè)計72
　　　3.5.1　硬件架構(gòu)73
　　　3.5.2　設(shè)計示例78
　參考文獻82
第4章　脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理與學(xué)習(xí)92
　4.1　脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)92
　　　4.1.1　常見的脈沖神經(jīng)元模型92
　　　4.1.2　信息編碼94
　　　4.1.3　脈沖神經(jīng)元與非脈沖神經(jīng)元的比較95
　4.2　淺層SNN的學(xué)習(xí)96
　　　4.2.1　ReSuMe96
　　　4.2.2　Tempotron97
　　　4.2.3　脈沖時間相關(guān)可塑性98
　　　4.2.4　雙層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中通過調(diào)制權(quán)重依賴的STDP進行學(xué)習(xí)的方法101
　4.3　深度SNN學(xué)習(xí)113
　　　4.3.1　SpikeProp113
　　　4.3.2　淺層網(wǎng)絡(luò)棧113
　　　4.3.3　ANN的轉(zhuǎn)換115
　　　4.3.4　深度SNN反向傳播的研究進展116
　　　4.3.5　在多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中通過調(diào)制權(quán)重依賴的STDP進行學(xué)習(xí)的方法116
　參考文獻128
第5章　脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實現(xiàn)133
　5.1　對專用硬件的需求133
　　　5.1.1　地址事件表示133
　　　5.1.2　事件驅(qū)動計算134
　　　5.1.3　漸進精度推理134
　　　5.1.4　實現(xiàn)權(quán)重依賴的STDP學(xué)習(xí)規(guī)則的硬件注意事項138
　5.2　數(shù)字脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)142
　　　5.2.1　大規(guī)模脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專用集成電路142
　　　5.2.2　中小型數(shù)字脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)147
　　　5.2.3　脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的硬件友好型強化學(xué)習(xí)149
　　　5.2.4　多層脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的硬件友好型監(jiān)督學(xué)習(xí)153
　5.3　模擬/混合信號脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)161
　　　5.3.1　基本構(gòu)建塊161
　　　5.3.2　大規(guī)模模擬/混合信號CMOS脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)163
　　　5.3.3　其他模擬/混合信號CMOS脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專用集成電路166
　　　5.3.4　基于新興納米技術(shù)的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)166
　　　5.3.5　案例研究：脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中基于憶阻器交叉開關(guān)的學(xué)習(xí)169
　參考文獻183
第6章　總結(jié)190
　6.1　展望190
　　　6.1.1　腦啟發(fā)式計算190
　　　6.1.2　新興的納米技術(shù)191
　　　6.1.3　神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)的可靠計算192
　　　6.1.4　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合193
　6.2　結(jié)論194
　參考文獻194
附錄197
術(shù)語表205