脉冲胶囊网络：一种具有生物学合理胶囊间路由规则的脉冲神经网络
神经与进化计算
2021-11-16 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
脉冲神经网络（SNN）因其强大的时空信息表征能力而备受关注。胶囊神经网络（CapsNet）擅长在不同层次上组装与耦合特征。在此，我们通过将胶囊引入脉冲神经网络建模，提出脉冲胶囊网络（Spiking CapsNet）。此外，我们提出了一种更具生物学合理性的脉冲时序依赖可塑性路由机制。通过充分考虑低级脉冲胶囊与高级脉冲胶囊之间的时空关系，进一步提升了它们之间的耦合能力。我们在 MNIST 和 FashionMNIST 数据集上进行了验证实验。与其他优秀的 SNN 模型相比，我们的算法仍取得了高性能。我们的 Spiking CapsNet 充分结合了 SNN 与 CapsNet 的优势，并对噪声和仿射变换表现出强鲁棒性。通过向测试集添加不同的椒盐噪声与高斯噪声，实验结果表明我们的 Spiking CapsNet 在噪声更大时表现出更鲁棒的性能，而人工神经网络无法正确分辨。同时，我们的 Spiking CapsNet 在 AffNIST 数据集上对仿射变换表现出强泛化能力。
引用
@article{arxiv.2111.07785,
title = {Spiking CapsNet: A Spiking Neural Network With A Biologically Plausible Routing Rule Between Capsules},
author = {Dongcheng Zhao and Yang Li and Yi Zeng and Jihang Wang and Qian Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.07785},
year = {2021}
}