Skip to main content

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

BPSpike II: A New Backpropagation Learning Algorithm for Spiking Neural Networks

verfasst von : Satoshi Matsuda

Erschienen in: Neural Information Processing

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Using gradient descent, we propose a new backpropagation learning algorithm for spiking neural networks with multi-layers, multi-synapses between neurons, and multi-spiking neurons. It adjusts synaptic weights, delays, and time constants, and neurons’ thresholds in output and hidden layers. It guarantees convergence to minimum error point, and unlike SpikeProp and its extensions, does not need a one-to-one correspondence between actual and desired spikes in advance. So, it is stably and widely applicable to practical problems.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Bohte, S.M., Kok, J.N., La Poutre, H.: Error-backpropagation in temporally encoded networks of spiking neurons. Neurocomputing 48, 17–37 (2002)CrossRefMATH Bohte, S.M., Kok, J.N., La Poutre, H.: Error-backpropagation in temporally encoded networks of spiking neurons. Neurocomputing 48, 17–37 (2002)CrossRefMATH
2.
Zurück zum Zitat Florian, R.V.: The chronotron: a neuron that learns to fire temporally precise spike patterns. PLoS ONE 7(8), e40233 (2012)CrossRef Florian, R.V.: The chronotron: a neuron that learns to fire temporally precise spike patterns. PLoS ONE 7(8), e40233 (2012)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Gerstner, W., Kistler, W.: Spiking Neuron Models. Cambridge University Press, Cambridge (2002)CrossRefMATH Gerstner, W., Kistler, W.: Spiking Neuron Models. Cambridge University Press, Cambridge (2002)CrossRefMATH
4.
Zurück zum Zitat Ghosh-Dastidar, S., Adeli, H.: A new supervised learning algorithm for multiple spiking neural networks with application in epilepsy and seizure detection. Neural Netw. 22, 1419–1431 (2009)CrossRef Ghosh-Dastidar, S., Adeli, H.: A new supervised learning algorithm for multiple spiking neural networks with application in epilepsy and seizure detection. Neural Netw. 22, 1419–1431 (2009)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Guetig, R., Sompolinsky, H.: The tempotron: a neuron that learns spike timing-based decisions. Nat. Neurosci. 9(3), 420–428 (2006)CrossRef Guetig, R., Sompolinsky, H.: The tempotron: a neuron that learns spike timing-based decisions. Nat. Neurosci. 9(3), 420–428 (2006)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Matsuda, S.: BPSpike:a backpropagation learning for all parameters in spiking neural networks with multiple layers and multiple spikes. In: IJCNN 2016 (2016) Matsuda, S.: BPSpike:a backpropagation learning for all parameters in spiking neural networks with multiple layers and multiple spikes. In: IJCNN 2016 (2016)
7.
Zurück zum Zitat Mohemmed, A., Schliebs, S., Matsuda, S., Kasabov, N.: Training spiking neural networks to associate spatio-temporal input-output spike patterns. Int. J. Neural Syst. 22(4), 1250012 (2012)CrossRef Mohemmed, A., Schliebs, S., Matsuda, S., Kasabov, N.: Training spiking neural networks to associate spatio-temporal input-output spike patterns. Int. J. Neural Syst. 22(4), 1250012 (2012)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Ponulak, Filip: Supervised learning in spiking neural networks with ReSuMe method, Doctoral Dissertation. Poznan University of Technology, Poznan, Poland (2006) Ponulak, Filip: Supervised learning in spiking neural networks with ReSuMe method, Doctoral Dissertation. Poznan University of Technology, Poznan, Poland (2006)
9.
Zurück zum Zitat Schrauwen, B., van Campenhout, J.: Improving spikeProp: enhancements to an error-backpropagation rule for spiking neural networks. In: Proceeduings of 15th ProRISC Workshop (2004) Schrauwen, B., van Campenhout, J.: Improving spikeProp: enhancements to an error-backpropagation rule for spiking neural networks. In: Proceeduings of 15th ProRISC Workshop (2004)
10.
Zurück zum Zitat Yan, X., Zeng, X., Han, L., Yang, J.: A supervised multi-spike learning algorithm based on gradient descent for spiking neural networks. Neural Netw. 43, 99–113 (2013)CrossRefMATH Yan, X., Zeng, X., Han, L., Yang, J.: A supervised multi-spike learning algorithm based on gradient descent for spiking neural networks. Neural Netw. 43, 99–113 (2013)CrossRefMATH
Metadaten
Titel
BPSpike II: A New Backpropagation Learning Algorithm for Spiking Neural Networks
verfasst von
Satoshi Matsuda
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-46672-9_7