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超越低通动力学:具有谐振神经元的频率选择性脉冲储备池

arXiv:2610.37906v1 发布类型:新 摘要:脉冲神经元储备池计算将固定递归储备池的训练效率与事件驱动推理的能效相结合,其中计算由稀疏的脉冲触发,而非在每个时间步都进行密集运算。然而,现有的脉冲神经元储备池几乎完全依赖于漏积分-发放(LIF)神经元,其低通特性限制了其区分不同时间频率所编码信息的能力。我们提出了 HRF-Res,一种液态状态机,其中用异质的谐波共振-发放(HRF)神经元群体取代了 LIF 神经元。这些神经元具有内在的振荡动力学,并能选择性地响应输入频率,从而使储备池能够捕捉频

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摘要:脉冲神经元储备池计算将固定循环储备池的训练效率与事件驱动推理的能量效率相结合,其中计算由稀疏的脉冲触发,而非在每个时间步都密集执行。然而,现有的脉冲神经元储备池几乎完全依赖于漏积分–发放(LIF)神经元,而其低通特性限制了区分不同时间频率编码信息的能力。我们提出了HRF-Res,一种液态状态机,其中用异质的谐波共振–发放(HRF)神经元群体取代了LIF神经元。这些神经元具有内在的振荡动力学,并能选择性地响应输入频率,从而使储备池能够捕捉特定频率的时间模式。结果表明,与基于LIF的储备池相比,HRF-Res能够生成更具判别性的表示并实现更高的分类准确率,同时并未牺牲脉冲计算的能量效率,能耗甚至比同等非脉冲振荡型储备池低达19倍。在涵盖时间序列、序列图像、音频脉冲序列以及类脑视觉等十项基准上的评估显示,HRF-Res在脉冲神经元储备池方法中达到了最先进的准确率。这些结果表明,在脉冲神经元储备池中引入频率选择性动力学,能够在保持其固有能量效率的同时,提升表示质量和分类性能。

评论:| 已被NeurIPS 2026接收。30页(其中正文10页),4幅图。代码:见此https URL 主题:| 人工智能(cs.AI) 引用格式:| arXiv:2610.37906 [cs.AI] | (或

arXiv:2610.37906v1 [cs.AI] 适用于此版本) | https://doi.org/10.48550/arXiv.2610.37906

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