JPH06259157A - 自己組織化パターン学習システム - Google Patents

自己組織化パターン学習システム

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JPH06259157A
JPH06259157A JP5048432A JP4843293A JPH06259157A JP H06259157 A JPH06259157 A JP H06259157A JP 5048432 A JP5048432 A JP 5048432A JP 4843293 A JP4843293 A JP 4843293A JP H06259157 A JPH06259157 A JP H06259157A
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JP
Japan
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pattern
light
input
group
correlation
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Application number
JP5048432A
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English (en)
Inventor
Shuji Ono
修司 小野
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/88—Image or video recognition using optical means, e.g. reference filters, holographic masks, frequency domain filters or spatial domain filters

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数の異なったパターンを学習する自己組織
化パターン学習システムにおいて、自己組織化学習を行
うためのシステムをコンパクトにし、かつ高速処理を行
う。 【構成】 入力されたパターンｘij(t) を記憶し、この
パターンｘij(t) に応じて別に入力された光を変調する
光変調素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃを１次元または２次元状に
配した光変調素子群と、各光変調素子に入力パターンを
入力する光入力素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、各光入力素子
に入力された光パターンと各光変調素子に記憶されてい
るパターンとの相関度を検出する相関検出素子３Ａ，３
Ｂ，３Ｃからなる相関検出素子群より光学系を構成す
る。各相関検出素子３Ａ，３Ｂ，３Ｃにより検出された
相関度により入力パターンに重み付けをして学習パター
ンを作成し、各光変調素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃに記憶され
ている記憶パターンに重ねて記憶し、自己組織化学習を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己組織化パターン学
習システム、とくに詳細には入力された複数の光パター
ンを自己組織化学習させる自己組織化パターン学習シス
テムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】画像処理におけるパターン認識において
は、マッチングによる手法が広く行われている。その中
でも代表的な手法は、あらかじめ人間の手で選んでおい
た画像パターンのモデルを知識として蓄え、マッチング
により対象物の識別を行う方法である。しかし、識別対
象物のモデルが固定されているため、対象物のさまざま
な変化（大きさ、方向、形の変化など）に対応できない
など、多くの問題点がある。また、画像パターンのモデ
ルが多くなると、パターンの序列化がなされていないた
め、識別を行うためにパターンの抜けがあるかどうか
が、把握しにくいという問題点もある。
【０００３】このような問題点を解決するための手法と
して、近年、人間の脳の情報処理原理を模擬したニュー
ラルネットワークによる手法が提案されている。本実施
例で使用している方法は、画像パターンのモデルをニュ
ーラルネットワークの学習モデルを用いて学習し、その
結果を用いて識別を行う試みである。これは、ニューラ
ルネットワークの持つ柔軟性を、学習段階でテンプレー
トに持たせ、対象物のさまざまな変化にも対応できるよ
うにさせようとする試みである。
【０００４】例えば、学習モデルとして、コホーネンの
自己組織化マッピング(T.Kohonen Self-Organization a
nd Associative Memory,Spriger-Verlag 1984)が挙げら
れる。コホーネンの自己組織化マッピングとはトポロジ
カルなマッピングを自己組織化で学習するモデルであ
る。ここでトポロジカルなマッピングとは、例えば、人
間が外界から受け取ったさまざまな信号、すなわち、あ
るパターン群を、その序列を反映しながらある種の規則
に従って、皮質上の神経細胞に割り当てていることを意
味している。
【０００５】コホーネンの自己組織化を用いたパターン
学習法を適用したシステムは、提示されたさまざまな外
界パターン情報をランダムに学習するのではなく、情報
を自分で分類しながら、整理整頓した形でニューラルネ
ットワーク内に学習（記憶）していく。これは容量の限
られたシステム内部に、できるだけたくさんの有効な情
報を記憶することを可能にするため、近年、非常に注目
を集めている。
【０００６】このコホーネンの自己組織化を利用して文
字認識の際の、前処理でのおおまかな分類にコホーネン
の自己組織化を利用している報告としては（當麻 岩田
他２名 Comb NETによるJIS 第１．２水準印刷文字の
識別 名工大 1990 電子情報通信学会秋期予稿集）が
ある。
【０００７】また、コホーネンの自己組織化学習を、光
学素子、ビデオ素子およびコンピュータを使用すること
により並列処理として実行する方法がすでに報告されて
いる(Taiwei Lu etc. Self-organizing optical neural
network for unsupervisedlearning,Optical Engineer
ing Vol.29 No.9 ,1107-1113,1990)図37はTaiweiらが行
った自己組織化の実験系を表す図である。
【０００８】図37に示すようにこの実験系は拡散板114
と、偏光子101 ，103 によりｋ×ｌ個（図では３×１
個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有する記憶／表示
ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃを挟み、各記憶／
表示ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃに記憶パター
ン行列ｍklij(t-1) が表示された記憶／表示ライトバル
ブ層104 と、多重結像レンズ105 と、偏光子106 ，107
によりライトバルブ108を挟み、時刻ｔにおける入力パ
ターンｘij(t) が表示される入力ライトバルブ層109
と、結像レンズ110 と、相関出力検出器アレイ111 とか
ら光学系を構成し、相関出力検出器アレイ111 より出力
された値ｙkl(t) と入力パターンｘij(t) とにより、時
刻ｔにおける記憶／表示ライトバルブ層104 の記憶パタ
ーンｍklij(t) を演算するコンピュータ113 を有する処
理系とからなるものである。
【０００９】まず入力ライトバルブ層109 にカメラ112
により撮影された入力パターンｘij(t) がコンピュータ
113 を介して表示される。次いで読出し光115 が拡散板
１１４を通して記憶／表示ライトバルブ層１０４ に照
射される。記憶／表示ライトバルブ層104 にはすでに時
刻t-1 までに呈示されたパターンがある規則をもって各
記憶／表示ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃに記憶
パターン群ｍklij(t-1) として記憶されており、読出し
光115 により各記憶／表示ライトバルブ 102Ａ， 102
Ｂ， 102Ｃに記憶されている記憶パターンｍklij(t-1)
が光の強度のパターンとして読み出される。読み出され
たパターン116 は多重結像レンズ105 により各記憶／表
示ライトバルブ 102Ａ， 102Ｂ， 102Ｃ毎の出力として
入力ライトバルブ層109 に結像され、入力ライトバルブ
層109 を透過し、この透過光117 は集光レンズ110 によ
り、入力パターンと、各記憶／表示ライトバルブ 102
Ａ， 102Ｂ，102Ｃに記憶されている記憶パターンとの
相関値として、相関出力検出器アレイ111 の各検出器に
各々集光され検出される。
【００１０】ここで入力ライトバルブ層109 には入力パ
ターンｘij(t) が表示されているため、入力ライトバル
ブ層109 を透過した直後の光117 は記憶／表示ライトバ
ルブ層104 における記憶パターン群ｍklij(t-1) とｘij
(t) と入力パターンを重ね合わせた光パターン、すなわ
ち ｍklij(t-1) ×ｘij(t) …(1) なる積の演算がなされたｋ×ｌ個の光パターンとなって
いる。
【００１１】また、相関出力検出器アレイ111 の各検出
アレイには、透過光117 が集光されるため、相関出力検
出器アレイ111 では、式(1) の演算の結果の各々の光パ
ターンの総和が明暗の情報として検出される。すなわち
【００１２】
【数１】
【００１３】なる演算の結果が検出される。この結果は
すなわち、記憶パターン群ｍklij(t-1) と入力パターン
ｘij(t) との相関度ｙkl(t) を意味する。検出された相
関度ｙkl(t) はコンピュータ113 に入力される。
【００１４】コンピュータ113 においては、相関度ｙkl
(t) に基づいて重み付けをしながら、記憶／表示ライト
バルブ層104 の記憶パターン群の更新（学習）を行う。
例えば、記憶／表示ライトバルブ層104 の記憶／表示ラ
イトバルブ 102ＡにはアルファベットのＡが、記憶／表
示ライトバルブ 102ＢにはＢが、記憶／表示ライトバル
ブ 102ＣにはＣがそれぞれパターンとして記憶されてい
ると仮定すると、入力パターンｘij(t) がＡである場
合、相関出力検出器アレイ111 において検出される相関
度ｙkl(t) は記憶／表示ライトバルブ 102Ａと対応した
ものが大きく、記憶／表示ライトバルブ 102Ｂ， 102Ｃ
と対応したものが小さな値をとる。このため、記憶／表
示ライトバルブ 102Ａには新たな重みとしてパターンＡ
が強く重ねて書き込まれ、記憶／表示ライトバルブ 102
Ｂ， 102ＣにはパターンＡは書き込まれないかもしくは
弱く書き込まれる。なお、入力ライトバルブ層109 に入
力されたパターンがＢならば記憶／表示ライトバルブ 1
02Ｂに、入力されたパターンがＣならば記憶／表示ライ
トバルブ 102ＣにそれぞれパターンＢ，パターンＣが強
く書き込まれるような、記憶パターン群の更新（学習）
がなされる。
【００１５】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ層109 に次々と入力される様々なパターンを記憶／表
示ライトバルブ層104 内に記憶し、学習していくのであ
る。
【００１６】このようにしてTaiweiらの実験系において
は記憶／表示ライトバルブ層104 において、入力ライト
バルブに入力されるパターンの自己組織化を進めること
ができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Taiweiらの
実験系においては、記憶／表示ライトバルブと入力ライ
トバルブ間の光学的演算を多重結像レンズを用いて行っ
ており、記憶／表示ライトバルブと入力ライトバルブと
の間にある程度の距離が必要であるため、この自己組織
化を行うための装置が大がかりなものとなっていた。
【００１８】また、Taiweiらの実験系においては、上述
したコホーネンの自己組織化に従って、各ニューロン
（記憶／表示ライトバルブ層）の出力と入力パターンと
の相関値を光学的に検出しているが、この相関値に基づ
く記憶パターンの更新をコンピュータで行うようにして
いるため、相関値の算出を光学系を使用して並列・高速
に実行しているにもかかわらず、自己組織化学習処理の
全体をさほど高速に行うことはできなかった。
【００１９】一方、上述したTaiweiらの実験系において
は、８×８個の相関度検出器が使用されている。したが
って、上述した実験系ににおいて検出される相関度の数
は64個であり、検出された相関度は、相関出力器アレイ
から64本の結線によりコンピュータに入力されることと
なる。
【００２０】このように相関度検出器の数が８×８個程
度であれば、相関度をコンピュータに入力する結線の数
は少なくてもよいが、より多くの相関度検出器を使用し
（例えば64×64個）、複雑な演算処理を行う場合には、
前述した結線の数は莫大なもの（例えば64×64＝4096
本）となり、結果としてシステムの大型化、制作コスト
の上昇等の問題が生じることとなる。
【００２１】本発明は上記事情に鑑み、自己組織化学習
を行うためのシステムの全信号系列の並列伝送化、並列
演算化を行うことで、装置をコンパクトにすることがで
きるとともに、低コスト化および高速処理が可能な自己
組織化パターン学習システムを提供することを目的とす
るものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の自己
組織化パターン学習システムは、多数の異なったパター
ンを学習する自己組織化パターン学習システムにおい
て、多数のパターンを記憶するパターン群記憶手段と、
入力されたパターンを表示する入力パターン表示手段
と、光検出手段とからなり、該入力パターン表示手段、
該パターン群記憶手段、該光検出手段のすべてまたはい
ずれか２つの手段が隣接して配置され、前記パターン群
記憶手段に記憶されている各記憶パターンと、前記入力
パターン表示手段に表示された入力パターン群とのパタ
ーン相関度を、前記光検出手段により光学的に検出する
光学的パターン相関度検出手段と、該光学的パターン相
関度検出手段により検出された光学的パターン相関度と
前記入力パターンとに応じて、学習パターン群を作成す
る学習パターン群作成手段と、該学習パターン群作成手
段により作成された学習パターン群に応じて、前記パタ
ーン群記憶手段に記憶されている記憶パターン群を更新
する記憶パターン更新手段とからなることを特徴とする
ものである。
【００２３】また、本発明による第２の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第１の自己組織化パ
ターン学習システムにおいて、前記光学的パターン相関
度検出手段が、入力パターン表示手段、パターン群記憶
手段、光検出手段の順に配置されてなることを特徴とす
るものである。
【００２４】さらに、本発明による第３の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第１の自己組織化
パターン学習システムにおいて、前記光学的パターン相
関度検出手段が、パターン群記憶手段、入力パターン表
示手段、光検出手段の順に配置されてなることを特徴と
するものである。
【００２５】さらに、本発明による第４の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第１の自己組織化
パターン学習システムにおいて、前記学習パターン群作
成手段が、前記光学的パターン相関度検出手段により検
出される前記パターン相関度に応じて、電気的な演算に
より重みの付けられた学習パターン群を作成する学習パ
ターン群演算手段と、前記学習パターン群を表示する学
習パターン群表示手段とからなることを特徴とするもの
である。
【００２６】また、本発明による第５の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第１の自己組織化パ
ターン学習システムにおいて、前記学習パターン群作成
手段が、前記光学的パターン相関度検出手段により検出
されるパターン相関度に応じて、相関度光群を出力する
相関度光群出力手段と、該相関度光群出力手段により出
力された相関度光群の各相関度光を入力パターンに応じ
たパターン光に変調する入力パターン表示手段とからな
ることを特徴とするものである。
【００２７】また、本発明による第６の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第１の自己組織化パ
ターン学習システムにおいて、前記学習パターン群作成
手段が、入力パターンに応じたパターン光群を出力する
入力パターン出力手段と、前記光学的パターン相関度検
出手段により検出される前記パターン相関度に応じて、
前記入力パターン出力手段から出力される前記入力パタ
ーン光群を変調する相関度光群変調手段とからなること
を特徴とするものである。
【００２８】また、本発明による第７の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第１の自己組織化パ
ターン学習システムにおいて、前記記憶パターン更新手
段が、前記学習パターン群作成手段によって作成された
前記学習パターン群に応じて、前記パターン群記憶手段
に記憶されている前記記憶パターン群を光学的に更新す
ることを特徴とするものである。
【００２９】さらに、本発明による第８の自己組織化パ
ターン学習システムは、本発明による第１の自己組織化
パターン学習システムにおいて、前記記憶パターン更新
手段が、前記学習パターン群作成手段によって作成され
た前記学習パターン群に応じて、前記パターン群記憶手
段に記憶されている前記記憶パターン群を電気的に更新
することを特徴とするものである。
【００３０】また、本発明による第９の自己組織化パタ
ーン学習システムは、本発明による第１の自己組織化パ
ターン学習システムにおいて、前記記憶パターン更新手
段が、前記光学的パターン相関度検出手段を構成する前
記パターン群記憶手段からなることを特徴とするもので
ある。
【００３１】なお、本発明の自己組織化パターン学習シ
ステムの各種具体的な態様は、請求項２から43に記載し
た通りのものであり、課題を解決するための手段として
ここにその内容を繰返すのは冗長となるので、ここでは
省略する。
【００３２】
【作用】本発明による自己組織化パターン学習システム
は、基本的には、パターン群記憶手段、入力パターン群
表示手段および光検出手段のすべてあるいはいずれか２
つの手段が隣接して配置されてなる光学的パターン相関
度検出手段において、パターン群記憶手段に記憶されて
いる記憶パターン群と入力パターン群表示手段に表示さ
れている新たな光パターンである入力パターン群との相
関度を、光検出手段により光学的に得、学習パターン群
作成手段においてこの相関度と入力パターン群とに応じ
て学習パターン群を作成し、記憶パターン更新手段にお
いて、この学習パターン群に応じて、パターン群記憶手
段に記憶されている記憶パターン群の更新を行うように
したものである。
【００３３】このため、Taiweiらの実験系のように相関
度を伝達するための多数の結線を用いる必要がなく、新
たなに入力された入力パターン群によりパターン群記憶
手段における記憶パターンの更新すなわち自己組織化学
習を行うことができる。さらに、多数の相関度の情報を
並列に伝達し、同様に記憶更新のための学習パターンを
並列に作成し、さらに記憶更新（書き込み）までも並列
に行なうため、計算機によって記憶の更新を行うTaiwei
らの実験系よりも高速に自己組織化学習を行うことがで
きる。また、相関度を伝達するための多数の結線を用い
る必要がないため、システムのコンパクト化を実現する
ことができ、さらにシステムの低コスト化を実現するこ
とができる。
【００３４】また、Taiweiらの実験系のように各層間す
べてに、入力パターン、学習パターン等を伝達するため
のレンズ結像系を用いる必要がなく、入力パターンに応
じた学習パターンを作成し、パターン群記憶手段におけ
る記憶パターン群の自己組織化学習を行うことができ
る。また、レンズ結像系を用いる必要がないため、シス
テムのコンパクト化を実現することができ、さらにはレ
ンズ結像系におけるレンズ収差や外部からの光ノイズ、
またレンズの位置精度やアライメントを考慮する必要が
なく、システムの低コスト化を実現することができる。
また、レンズ結像系が不要なため、振動に強く光の伝達
効率の優れたシステムを構築することができる。
【００３５】また、本発明の第２の自己組織化パターン
学習システムは、本発明による第１の自己組織化パター
ン学習システムにおいて、光学的パターン相関度検出手
段が入力パターン群表示手段、パターン群記憶手段、光
検出手段の順に配置され、本発明による第３の自己組織
化パターン学習システムは、光学的パターン相関度検出
手段がパターン群記憶手段、入力パターン群表示手段、
光検出手段の順に配置されてなるものである。この場合
も、本発明の第１の自己組織化パターン学習システムと
同様に、パターン群記憶手段において自己組織化学習を
行うことができる。なお、この場合、パターン群記憶手
段および入力パターン群表示手段間のパターンの伝達を
光の強度パターン、あるいは偏光パターンのいずれにお
いても行うことができる。
【００３６】また、学習パターン群作成手段を、パター
ン相関度に応じて、電気的な演算により重み付けられた
学習パターン群を作成する学習パターン群演算手段と、
学習パターン群を表示する学習パターン群表示手段とか
ら構成し、この学習パターン群表示手段に表示された学
習パターン群を記憶パターン更新手段によりパターン群
記憶手段の記憶パターン群を更新させるようにしてもよ
い。
【００３７】さらに、学習パターン群作成手段を、パタ
ーン相関度に応じて、相関度光群を出力する相関度光群
出力手段と、この相関度光群の各相関度光を入力パター
ンに応じたパターン光に変調する入力パターン表示手段
とから構成すれば、相関度光群に応じた入力パターンが
求められ、これをパターン群記憶手段の記憶パターン群
の更新に用いることができる。
【００３８】また、学習パターン群作成手段を、入力パ
ターンに応じたパターン光群を出力する入力パターン出
力手段と、パターン相関度に応じて入力パターン光群を
変調する相関度光群変調手段とから構成するようにして
もよい。
【００３９】また、パターン群記憶手段に記憶されてい
る記憶パターン群を学習パターン群に応じて、光学的に
または電気的に更新するようにしてもよい。さらに、パ
ターン群記憶手段に記憶されている記憶パターン群のす
べてまたはその一部を消去する消去手段を設ければ、自
己組織化学習途中にパターン群記憶手段に現れる不要な
パターンを消去することができ、より良好な自己組織化
学習を行うことができる。
【００４０】さらに、光学的パターン相関度検出手段の
入力パターン群表示手段と、学習パターン群作成手段の
入力パターン群表示手段とを共通の手段とすれば、シス
テムをよりコンパクトに構成することができ、好まし
い。また、記憶パターン更新手段と、光学的パターン相
関度検出手段のパターン群記憶手段とを共通の手段とし
てもよい。
【００４１】また、光検出手段により検出する光とパタ
ーン群記憶手段により記憶パターン群が更新されると光
を、記憶パターン群の光学的特性に応じた異なる波長の
光とするようにしてもよい。この場合、相関度の検出記
憶パターン群の更新とを同時に行うことができるため、
より高速処理が可能となる。
【００４２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
【００４３】図１は図37に示したTaiweiらの自己組織化
パターン学習システムにおいて、コンピュータ113 で実
行していた部分を、エレキハードウェアの機能ブロック
の表示手法を用いて、詳細に記述し直した機能概念図で
ある。
【００４４】なお、図１に示すシステムの光学系は図37
に示した装置と略同一であるため、対応する番号
に「′」を付し、詳細な説明は省略する。
【００４５】図１に示すように、時刻ｔにおいて記憶バ
ッファＢ123 には、時刻t-1 までに学習した記憶パター
ン群ｍklij(t-1) が記憶されている。また、記憶／表示
ライトバルブ104 ′にはその記憶パターン群の内容が表
示されている。また、同じ時刻ｔにおいて、入力ライト
バルブ109 ′には時刻ｔにおける入力像ｘij(t) が表示
されている。このとき相関出力検出器アレイ111 ′に
は、記憶／表示ライトバルブ104 ′と入力ライトバルブ
109 ′とを通過してきた相関出力読出し光115 ′が集光
レンズ110 ′によって集光され、相関出力検出器アレイ
111 ′は記憶パターン群ｍklij(t-1) と入力パターンｘ
ij(t) との相関値ｙkl(t) を出力する。その相関出力ｙ
kl(t) は、学習許可パターンバッファ120 に入力され、
一旦記憶される。
【００４６】一方で、入力像マルチパターンバッファ12
1 には、時刻ｔにおける入力パターンｘij(t) のマルチ
パターン像であるｘklij(t) が一旦記憶されている。マ
ルチ像の数は記憶／表示ライトバルブ層104 ′における
記憶／表示ライトバルブ 120Ａ′， 120Ｂ′， 120Ｃ′
と対応する数だけ存在する。
【００４７】学習許可パターンバッファ120 に相関値ｙ
kl(t) が記憶されると、入力像マルチパターンバッファ
121 に記憶されている入力パターンｘklij(t) よりバイ
アス成分ｋが減算される。その後、学習許可パターンバ
ッファ120 に記憶された各相関値ｙkl(t) と、マルチパ
ターンｘklij(t) からバイアス成分ｋが減算されたマル
チパターンｘklij(t) −ｋとのスカラー乗算が行われ、
次いで、この乗算がなされた各マルチパターンに係数α
がスカラー乗算される。その後、記憶パターンバッファ
Ｂ123 に記憶されている記憶パターン群ｍklij(t-1) と
係数αが乗算されたマルチパターンα×（ｘklij(t) −
ｋ）とが加算され新たな記憶パターン群ｍklij(t) が算
出される。すなわち、以上なされる演算を式で表わす
と、
【００４８】
【数２】
【００４９】となる。新たな記憶パターン群ｍklij(t)
は、記憶パターンバッファＡ122 に記憶され、さらに記
憶パターンバッファＢ123 にも同じものが記憶される。
【００５０】次いで、新たな入力パターンｘij(t+1) が
入力カメラ112 ′より入力されると、入力ライトバルブ
層109 ′に入力パターンｘij(t+1) が表示され、同時に
記憶パターンバッファＢ123 から時刻ｔまでに学習した
記憶パターン群ｍklij(t) が記憶／表示ライトバルブ層
104 ′に読み出されて表示され、かつ、入力像マルチパ
ターンバッファ121 には、新たな入力パターンｘij(t+
1) のマルチパターン像であるｘklij(t+1) が一旦記憶
される。
【００５１】その後、再び相関出力読み出し光115 ′が
照射され、相関出力検出器アレイ111 から上記と同様に
して新たな相関値ｙkl(t+1) が検出され、式(6) に従う
同様の演算がなされ、また新たな記憶パターンが算出さ
れる。
【００５２】以上の動作を繰り返して、記憶／表示ライ
トバルブ層104 ′における各ライトバルブと対応する記
憶パターンバッファＡ122 、Ｂ123 の重みの更新、すな
わち学習がなされるのである。
【００５３】次いで本発明の実施例について説明する。
【００５４】図２は本発明の自己組織化パターン学習シ
ステムの第１の基本的概念を表す図である。
【００５５】図２に示すように、本発明の第１の基本的
概念における自己組織化パターン学習システムは、入力
されたパターンを記憶し、この記憶されたパターンに応
じて別に入力された光を変調する光変調素子２Ａ，２
Ｂ，２Ｃが１次元または２次元状に複数配列されてなる
（本実施例においては、１次元状に３個）、パターン群
記憶手段である光変調素子群２と、各光変調素子２Ａ，
２Ｂ，２Ｃにそれぞれ隣接して配された、各光変調素子
２Ａ，２Ｂ，２Ｃに新たなパターンである入力パターン
ｘをそれぞれ入力する多数の光入力素子１Ａ，１Ｂ，１
Ｃと、該各光入力素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃに入力パターン
ｘを入力する入力手段５とを含む、入力パターン群表示
手段であるパターン入力手段１と、各光変調素子２Ａ，
２Ｂ，２Ｃにそれぞれ隣接して配された、各光入力素子
１Ａ，１Ｂ，１Ｃに入力されたパターンｘと光変調素子
群２に記憶されている記憶パターンとの相関度ｙを各光
変調素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ毎に検出する多数の相関検出
素子３Ａ，３Ｂ，３Ｃからなる、光検出手段である相関
検出素子群３と、各相関検出素子３Ａ，３Ｂ，３Ｃによ
り検出された各相関度ｙと、入力されているパターンｘ
とに応じて学習パターンを作成する学習パターン群作成
手段と、この学習パターンにより、各光変調素子２Ａ，
２Ｂ，２Ｃに記憶されているパターンを更新する記憶パ
ターン更新手段とを内包する演算手段４とからなるもの
である。
【００５６】まず、入力手段５によりパターン入力手段
１の各光入力素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃに入力パターンｘが
入力される。入力されたパターンｘは、各光入力素子１
Ａ，１Ｂ，１Ｃに光が照射される等して出力され、光変
調素子群２の各光変調素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃに入力され
る。各光変調素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃには今までに入力さ
れたパターンによって学習がなされたパターンが記憶さ
れており、ここで各光入力素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃにより
出力された光６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、各光変調素子２Ａ，
２Ｂ，２Ｃを透過することにより、入力パターンｘと各
光変調素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃに記憶されている各記憶パ
ターンとの重ね合せの光パターン７Ａ，７Ｂ，７Ｃとし
て出力され、相関検出素子群３の各相関検出素子３Ａ，
３Ｂ，３Ｃによりそれぞれの光パターンの光量の総和が
検出される。各相関検出素子３Ａ，３Ｂ，３Ｃによりそ
れぞれ検出された光パターン７Ａ，７Ｂ，７の光量の総
和は相関度ｙとして出力され、演算手段４に入力され
る。演算手段４には入力手段５より入力パターンｘが入
力されており、各相関検出素子３Ａ，３Ｂ，３Ｃにより
検出された相関度ｙにより、入力パターンｘに重み付け
をして学習パターンを作成し、この学習パターンによっ
て光変調素子群２における各光変調素子２Ａ，２Ｂ，２
Ｃに記憶されている記憶パターンの更新を行うものであ
る。
【００５７】例えば、図３に示すように、各光入力素子
１Ａ，１Ｂ，１Ｃには入力パターンとしてアルファベッ
トの「Ａ」が表示されており、各光変調素子２Ａ，２
Ｂ，２Ｃにはアルファベットの「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」
がそれぞれ記憶されている場合、各相関検出素子３Ａ，
３Ｂ，３Ｃには、図３に示すように、「Ａ」と「Ａ」，
「Ｂ」，「Ｃ」との重ね合せのパターンが相関度として
それぞれ検出されることとなる。したがって、相関検出
素子３Ａには「Ａ」と「Ａ」との重ね合せのパターンが
検出されるため、相関度は大きく、相関検出素子３Ｂ，
３Ｃに検出される相関度はそれぞれ「Ａ」と「Ｂ」、
「Ａ」と「Ｃ」との重ね合せのパターンであるため相関
検出素子３Ａに検出される相関度と比べて小さなものと
なる。このため、光変調素子２Ａには、パターンＡが強
い重みで書き込まれ、光変調素子２Ｂ，２ＣにはＡは新
たに書き込まれないか、もしくは弱い重みでしか書き込
まれない。なお、入力パターンがＢならば光変調素子２
Ｂの、入力パターンがＣならば光変調素子２Ｃにそれぞ
れＢ，Ｃが強い重みで書き込まれ、記憶パターン群の更
新 （学習）がなされる。すなわち相関度の大きさに応
じた重みで記憶パターン群の更新がなされるのである。
【００５８】以上の動作を繰り返して光変調素子群の各
光変調素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃに入力される様々なパター
ンを、相関度に応じた重みを加えてそれぞれの光変調素
子に記憶し、各光変調素子における記憶パターン群の更
新を行うことによって、次々と入力されるパターンの自
己組織化学習を行うのである。
【００５９】次いで、上述した第１の基本的概念からな
る本発明の実施例について説明する。
【００６０】図４は上述した第１の基本的概念からなる
本発明の第１実施例を表す図である。
【００６１】図４に示すように本発明の第１実施例によ
る自己組織化パターン学習システムは、図示しない光源
より発せられた読出し光18を受光して偏光する偏光子11
と、この偏光子11に隣接しｋ×ｌ個（本実施例において
は３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有する入
力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃと、この入力ライトバ
ルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃに隣接した偏光子13と、この偏光
子13に隣接し、入力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃと対
応するようにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）
並んで配された、ｉ×ｊ個の画素を有する記憶／表示ラ
イトバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃと、この記憶／表示ライト
バルブに隣接した偏光子15と、この偏光子15に隣接し、
記憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃと対応するよ
うにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで配
された、相関出力検出器アレイ16Ａ，16Ｂ，16Ｃとによ
り光学系を構成してなるものである。
【００６２】なお、本実施例においては、各ライトバル
ブにＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を用いるものとする。
【００６３】また、記憶パターンバッファＡ122 、記憶
パターンバッファＢ123 および学習許可パターンバッフ
ァ120 から構成される記憶パターン群の更新を行うため
の処理系は図１に示した実施例と略同一であるため詳細
な説明は省略するが、本実施例においては入力パターン
ｘij(t) を多重結像カメラ17より入力するものとする。
【００６４】まず、入力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃ
に、多重結像カメラ17により撮影された入力パターンｘ
ij(t) がそれぞれ表示され、次いで読出し光18が偏光子
11を通じて入力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃに照射さ
れる。入力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃに照射された
読出し光18は、入力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃに表
示されている入力パターンｘij(t) により変調されて、
さらに偏光子13を通じて光の強度のパターンとして記憶
／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃに照射される。記
憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃには、時刻ｔ−
１までに入力されたパターンをある規則で記憶パターン
群ｍklij(t-1) として記憶している記憶パターンバッフ
ァＢ123 の内容が表示されており、この記憶／表示ライ
トバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃにおいて、入力ライトバルブ
12Ａ，12Ｂ，12Ｃを通ってきた読出し光18の光パターン
と、各記憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃに表示
されている記憶パターンとが重ね合せられる。すなわ
ち、前述した図３に示すように、入力ライトバルブ12
Ａ，12Ｂ，12ＣにはアルファベットのＡのパターンが表
示されており、記憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14
Ｃそれぞれには、アルファベットのＡ，Ｂ，Ｃのパター
ンが記憶パターンとして表示されている場合、これらの
パターンの重ね合せパターンは、図３の３Ａ，３Ｂ，３
Ｃに示すような光パターンとなる。
【００６５】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、偏光子15を通じて相関出力用検出器アレイ
16Ａ，16Ｂ，16Ｃに検出される。この相関出力用検出器
アレイ16Ａ，16Ｂ，16Ｃには入力パターンｘij(t) と記
憶パターン群ｍklij(t-1) とを重ね合せたパターンの全
体の明るさの情報すなわち、
【００６６】
【数３】
【００６７】なる積の演算がなされた結果が各パターン
毎の相関度ｙkl(t) として検出される。
【００６８】相関出力用検出器アレイ16Ａ，16Ｂ，16Ｃ
により検出された各相関度ｙkl(t)は、処理系の学習許
可パターンバッファ120 に入力され、ここに一旦記憶さ
れる。一方、この処理系においては多重結像カメラ17よ
り入力された入力パターンｘij(t) よりバイアス成分ｋ
が減算され（ｘij(t) −ｋ）、これと学習許可パターン
バッファ120 に記憶されている相関度ｙkl(t) とのスカ
ラー乗算（ｙkl(t) ×（ｘij(t) −ｋ))が行われ、さら
にこれに収係数αがスカラー乗算される（α×（ｙ
kl(t) ×（ｘij(t) −ｋ))) 。次いで、この値と記憶パ
ターンバッファＢ123 に記憶されている記憶パターン群
ｍklij(t-1) との加算がそれぞれ対応するライトバルブ
毎に行われ、新たな記憶パターンとしての学習パターン
ｍklij(t)が算出される。以上なされる演算を式で表す
と、 ｍklij(t) ＝ｍklij(t-1) ＋α×((ｘij(t) −ｋ) ×ｙkl(t))) …(5) となる。新たな記憶パターンｍklij(t) は記憶パターン
バッファＡ122 に記憶され記憶パターン群の更新（学
習）がなされる。次いで記憶パターンバッファＡ122 の
内容は記憶パターンバッファＢ123 にも複写される。
【００６９】上述した実施例の場合、時刻ｔにおける入
力パターンはＡであり、図３に示したように記憶／表示
ライトバルブ14ＡにはＡ、記憶／表示ライトバルブ14Ｂ
にはＢ、記憶／表示ライトバルブ14ＣにはＣがそれぞれ
記憶パターンとして記憶されているため、入力パターン
Ａと記憶／表示ライトバルブ14Ａに記憶されている記憶
パターンとの相関度は大きく、記憶／表示ライトバルブ
14Ｂ，14Ｃにそれぞれ記憶されている記憶パターンと入
力パターンＡとの相関度は小さなものとなる。このた
め、記憶／表示ライトバルブ14Ａには、新たな記憶パタ
ーンとしてパターンＡが強い重みで書き込まれ、記憶／
表示ライトバルブ14Ｂ，14ＣにはパターンＡは新たに書
き込まれないかもしくは弱い重みでしか書き込まれな
い。なお、入力パターンがＢならば記憶／表示ライトバ
ルブ14Ｂの、入力パターンがＣならば記憶／表示ライト
バルブ14ＣにそれぞれパターンＢ，Ｃが強い重みで書き
込まれ、記憶パターン群の更新（学習）がなされる。す
なわち相関度の大きさに応じて記憶パターン群の更新が
なされるのである。
【００７０】以上の動作を繰り返して入力ライトバルブ
12Ａ，12Ｂ，12Ｃに入力される様々なパターンと、記憶
パターンバッファＡ122 ，Ｂ123 の内容を表示する記憶
／表示ライトバルブ14Ａ,14 Ｂ,14 Ｃとの相関度に応じ
た重みで、記憶パターン群ｍklij(t-1) の更新を行うこ
とによって、自己組織化学習を行うのである。
【００７１】なお、上述した実施例は、レンズ結像系を
用いる必要がないため、システムのコンパクト化を実現
することができ、さらにはレンズ結像系におけるレンズ
収差や外部からの光ノイズ、またレンズの位置精度やア
ライメントを考慮する必要がなく、システムの低コスト
化を実現することができる。また、レンズ結像系が不要
なため、振動に強く光の伝達効率の優れたシステムを構
築することができる。
【００７２】上述した実施例においては、入力パターン
と記憶パターン群との相関度を式(4) に示すように
【００７３】
【数４】
【００７４】なる積による相関を入力ライトバルブ12
Ａ，12Ｂ，12Ｃと記憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，
14Ｃとにより行っているが、光学系に変更を加えること
により、差分による相関度を求めることも可能である。
【００７５】図５は入力パターンと記憶パターンとの差
分による相関度を求めるための本発明の第２実施例によ
る光学系を表す図である。
【００７６】図５に示すように本発明の第２実施例によ
るパターン学習装置の光学系は、図４に示す本発明の第
１実施例におけるパターン学習装置の光学系において、
入力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃと記憶／表示ライト
バルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃとの間に配置された偏光子13を
取り外したものである。本発明の第１実施例における光
学系においては、入力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃを
透過した読出し光18は偏光子13により光の強度のパター
ンとして記憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃに入
力されるものであるが、本発明の第２実施例において
は、偏光された光パターンとして入力されるものであ
る。すなわち、本発明の第１実施例においては、各相関
出力用検出器アレイ16Ａ，16Ｂ，16Ｃに入力パターンｘ
ij(t) と各記憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃに
記憶されている記憶パターンｍklij(t-1) との積ｘ
ij(t) ×ｍklij(t-1) の総和が入力されるが、本発明の
第２実施例においては入力パターンｘij(t) と記憶パタ
ーンｍklij(t-1) との差の絶対値｜ｘij(t) −ｍklij(t
-1) ｜の総和が入力されるのである。
【００７７】すなわち、図６(a) に示すように、本発明
の第１実施例による自己組織化パターン学習システムの
場合、入力ライトバルブ12に入力される光90は図示の矢
印方向に偏光されたものとなっているが、この光90が入
力ライトバルブ12に表示されている入力パターンにより
変調されて光91に示す矢印方向に偏光方位が回転した光
91となる。この光91が、光90とは直交する方位の光成分
のみ透過する偏光子13を通過すると、透過できる光92の
強度は入力ライトバルブ12により回転された偏光方位角
に応じた光強度パターンを持ち、しかもその偏光方位は
光90と直交するものとなる。したがって、さらにつづい
て記憶／表示ライトバルブ14に入力される光92は、入力
ライトバルブ12に表示されている入力パターン情報を乗
せた光の強弱のパターンである。この光92が記憶／表示
ライトバルブ14を透過する際に、記憶／表示ライトバル
ブ14に記憶されている記憶パターンに応じて部分的に偏
光方位が回転された光93となり、記憶／表示ライトバル
ブ14を出射後、光90と平行な方位の光成分のみ透過する
偏光子15によって光90と平行な方位の光成分のみが透過
されて、光92に乗っているパターン情報に、記憶／表示
ライトバルブ14に記憶されている記憶パターン情報が乗
算された光の強弱のパターンを乗せた光94が偏光子15を
透過し、その光94が集光されて、光パターンの光量の総
和が相関検出素子16に検出されるのである。
【００７８】一方、図６(b) に示すように、本発明の第
２実施例による自己組織化パターン学習システムの場
合、入力ライトバルブに入力される光95Ａ，95Ｂは図６
(a) の光90と同様に、図示の矢印方向に偏光されたもの
となっている。
【００７９】入力ライトバルブ12に表示されている入力
パターンにより、光95Ａ，95Ｂは偏光方位が回転されて
光96Ａ，96Ｂのような偏光となる。続いて、この光96
Ａ，96Ｂが記憶／表示ライトバルブ14に入力されると、
記憶／表示ライトバルブ14に記憶されている記憶パター
ン群によりさらに偏光方位が回転され光97Ａ，97Ｂとな
り、さらに光95Ａ，95Ｂと直交する方位の光成分のみ透
過する偏光子15によって、光97Ａ，97Ｂのうちの光95
Ａ，95Ｂと直交する方位の光成分のみが透過し、光98
Ａ，98Ｂとなる。
【００８０】ここで入力ライトバルブ12が偏光を回転す
る方位と、記憶／表示ライトバルブ14が偏光を回転する
方位とは逆方向になるように、各ライトバルブは配置さ
れている。したがって入力ライトバルブ12に表示されて
いる入力パターンと記憶／表示ライトバルブ14に記憶さ
れている記憶パターンとが略同一の場合は、一旦回転さ
れた光96Ａの偏光方位が、逆方向に再び回転されて光97
Ａとなり、結果として偏光方位はもとに戻るため光95Ａ
と平行になり、光95Ａ，95Ｂと直交する方位の光成分の
み透過する偏光子15によって透過される光98Ａの光量は
ほとんど零となる。
【００８１】逆に入力ライトバルブ12に表示されている
入力パターンと記憶／表示ライトバルブ14に記憶されて
いるパターンとが異なる場合は、光95Ｂが回転されて光
96Ｂになる偏光方位回転角と、光96Ｂが逆方向に回転さ
れて光97Ｂになる偏光方位回転角とは、パターン内で異
なる部分が多く、結果として偏光方位がもとに戻らない
部分が多いため光97Ｂのように光95Ａと平行にならない
部分が多く、光97Ｂが光95Ａ，95Ｂと直交する方位の光
成分のみ透過する偏光子15によって透過される光98Ｂの
光量は零となならない。ここで偏光子を透過する光98Ｂ
の光量は、入力ライトバルブ12に表示されている入力パ
ターンと、記憶／表示ライトバルブ14に記憶されている
記憶パターンとの差に相当している。
【００８２】すなわち、偏光子15を通じて出力され相関
検出素子群16に検出される光は、入力ライトバルブ12に
表示されている入力パターンｘij(t) と記憶／表示ライ
トバルブ14に記憶されているパターン群ｍklij(t-1) と
の差の絶対値を示すものとなっている。したがって、相
関検出素子群16に検出される光量が小さければ入力ライ
トバルブ12に表示されている入力パターンと記憶／表示
ライトバルブ14に記憶されている記憶パターンの相関度
は大きく、光量が大きければ入力ライトバルブ12に表示
されている入力パターンと記憶／表示ライトバルブ14に
記憶されている記憶パターンとの相関度は小さいことに
なる。
【００８３】すなわち、新たなパターンをｉ、光変調素
子に記憶されている記憶パターンをＷ、積の相関度をＯ
1 、差の絶対値の相関度をＯ2 とした場合、積の相関
と、差の絶対値の相関との関係を表すと Ｏ1 ＝ΣＷ・ｉ …(6) Ｏ2 ＝Σ｜Ｗ−ｉ｜ …(7) となる。ここで式(7) における｜Ｗ−ｉ｜を２乗する
と、 ｜Ｗ−ｉ｜2 ＝Ｗ2 ＋ｉ2 −２・Ｗ・ｉ …(8) となる。すなわち、｜Ｗ−ｉ｜が小さくなるためには、
Ｗ・ｉが大きくなければならない。したがって積の相関
度が大きい程差の相関度は小さくなるものである。
【００８４】上述したように、本発明の第２実施例にお
いては、本発明の第１実施例とは相関度の求め方が異な
るものであるが、本発明の第１実施例と同様に各光変調
素子12Ａ，12Ｂ，12Ｃの学習すなわち記憶パターン群の
更新を行うことができる。
【００８５】また、上述した本発明の第１および第２実
施例においては、図示しない光源から発せられた読出し
光18を入力ライトバルブ12Ａ，12Ｂ，12Ｃに照射して、
入力パターンを記憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14
Ｃに入力するようにしているが、とくにこれに限定され
るものではない。
【００８６】例えば、図７に示すように、図２に示す光
入力素子を、入力されるパターンに応じて発光するＬＥ
Ｄアレイ等の発光素子18Ａ，18Ｂ，18Ｃとし、それぞれ
の発光素子18Ａ，18Ｂ，18Ｃより入力パターンｘij(t)
を発光して偏光子13を通じてこの入力パターンｘij(t)
を各記憶／表示ライトバルブ14Ａ，14Ｂ，14Ｃに入力
し、入力パターンｘij(t) と各記憶／表示ライトバルブ
14Ａ，14Ｂ，14Ｃに記憶されている記憶パターンとの相
関度を相関出力用検出器アレイ16Ａ，16Ｂ，16Ｃにおい
て検出するようにしてもよい。また、図７における偏光
子13を取り外して、図５に示すように、入力パターンｘ
ij(t) と記憶／表示ライトバルブ14に記憶されている記
憶パターン群ｍklij(t-1) との差の絶対値による相関度
を求めるようにしてもよい。
【００８７】次いで本発明の第２の基本的概念について
説明する。
【００８８】図８は、本発明の自己組織化パターン学習
システムの第２の基本的概念を表す図である。
【００８９】図８に示すように、本発明の第２の基本的
概念における自己組織化パターン学習システムは、入力
されたパターンを記憶し、この記憶されたパターンに応
じて別に入力された光を変調する光変調素子22Ａ，22
Ｂ，22Ｃが１次元または２次元状に複数配列されてなる
（本実施例においては１次元に３個）、パターン群記憶
手段である光変調素子群22と、各光変調素子22Ａ，22
Ｂ，22Ｃにそれぞれ隣接して配された、各光変調素子22
Ａ，22Ｂ，22Ｃに入力パターンｘをそれぞれ入力する多
数の光入力素子21Ａ，21Ｂ，21Ｃと、各光入力素子にこ
の入力パターンｘを入力する入力手段25とを含む、入力
パターン群表示手段であるパターン入力手段21と、各光
入力素子21Ａ，21Ｂ，21Ｃにそれぞれ隣接して配され
た、光変調素子群22に記憶されている記憶パターン群と
各光入力素子21Ａ，21Ｂ，21Ｃに入力された入力パター
ンｘとの相関度ｙを各光変調素子22Ａ，22Ｂ，22Ｃ毎に
検出する多数の相関検出素子23Ａ，23Ｂ，23Ｃからな
る、光検出手段である相関検出素子群23と、各相関検出
素子23Ａ，23Ｂ，23Ｃにより検出された各相関度ｙと、
入力されているパターンｘとに応じて学習パターンを作
成する学習パターン群作成手段と、この学習パターンに
より、各光変調素子22Ａ，22Ｂ，22Ｃに記憶されている
パターン群を更新する記憶パターン更新手段とを内包す
る演算手段24とからなるものである。
【００９０】まず、入力手段25によりパターン入力手段
21の各光入力素子21Ａ，21Ｂ，21Ｃに入力パターンｘが
入力される。次いで、今までに入力されたパターンによ
って学習がなされたパターンが記憶されている光変調素
子群22の各光変調素子22Ａ，22Ｂ，22Ｃに光が照射され
る等して、この記憶されている記憶パターンが出力さ
れ、光パターン入力手段21の各光入力素子21Ａ，21Ｂ，
21Ｃに入力される。ここで、各光変調素子22Ａ，22Ｂ，
22Ｃより出力された光26Ａ，26Ｂ，26Ｃは、各光入力素
子21Ａ，21Ｂ，21Ｃを透過することより、各光変調素子
22Ａ，22Ｂ，22Ｃに記憶されている記憶パターンと、入
力パターンｘとの重ね合せの光パターン27Ａ，27Ｂ，27
Ｃとして出力され、各光パターンの光量の総和が相関検
出素子群23の各相関検出素子23Ａ，23Ｂ，23Ｃにそれぞ
れ検出される。各相関検出素子23Ａ，23Ｂ，23Ｃにより
検出された光パターン27Ａ，27Ｂ，27Ｃの光量の総和は
相関度ｙとして出力され、演算手段24に入力される。演
算手段24には入力手段25より入力パターンが入力されて
おり、この演算手段24において各相関検出素子23Ａ，23
Ｂ，23Ｃにより検出された相関度ｙにより、入力パター
ンｘに重み付けをして学習パターンを作成し、この学習
パターンによって、光変調素子群22における各光変調素
子22Ａ，22Ｂ，22Ｃに記憶されている記憶パターン群の
更新を行うものである。
【００９１】上述したように、本発明の第２の基本的概
念による実施例は、本発明の第１の基本的概念による実
施例において、パターン群記憶手段である光変調素子群
と、入力パターン群表示手段であるパターン入力手段と
の位置を逆にしたものである。
【００９２】次いで、上述した第２の基本的概念からな
る本発明の実施例について説明する。
【００９３】図９は上述した第２の基本的概念から本発
明の第３の実施例を表す図である。
【００９４】図９に示すように本発明の第３実施例によ
るパターン学習装置は図示しない光源より発せられた読
出し光38を受光して偏光する偏光子31と、この偏光子31
に隣接しｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並ん
で配されたｉ×ｊ個の画素を有する記憶／表示ライトバ
ルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃと、この記憶／表示ライトバルブ
32Ａ，32Ｂ，32Ｃに隣接した偏光子33と、この偏光子33
に隣接し、記憶／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃと
対応するようにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１
個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有する入力ライト
バルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃと、この入力ライトバルブ34
Ａ，34Ｂ，34Ｃに隣接した偏光子35と、この偏光子35に
隣接し、入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃと対応する
ように配された相関出力検出器アレイ36Ａ，36Ｂ，36Ｃ
とにより光学系を構成してなるものである。
【００９５】なお、本実施例においては、本発明による
第１実施例と同様に、各ライトバルブにＬＣＤ（液晶デ
ィスプレイ）を用いるものとする。
【００９６】また、記録パターンバッファＡ122 、記憶
パターンバッファＢ123 および学習許可パターンバッフ
ァ120 から構成される記憶パターン群の更新を行うため
の処理系は図１および図４に示した実施例と略同一であ
るため詳細な説明は省略するが、本実施例においては入
力パターンｘij(t) を多重結像カメラ37より入力するも
のとする。
【００９７】まず、入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃ
に、多重結像カメラ37により撮影された入力パターンｘ
ij(t) がそれぞれ表示され、次いで読出し光38が偏光子
31を通じて記憶／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃに
照射される。記憶／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃ
には、時刻t-1 までに入力されたパターンをある規則で
記憶パターン群ｍklij(t-1) として記憶している記憶パ
ターンバッファＡ122により表示されており、記憶／表
示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃに照射された読出し光
38は、記憶／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃに記憶
されている記憶パターン群ｍklij(t) により変調され
て、さらに偏光子33を通じて光の強度のパターンとして
入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃに照射される。この
入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃにおいて、記憶／表
示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃを通ってきた読出し光
38の光パターンと、入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃ
に表示されている入力パターンとが重ね合せられる。な
お、記憶パターンバッファＡ122 に記憶されている記憶
パターン群ｍklij(t-1) は記憶パターンバッファＢ123
に移動させられる。すなわち、入力ライトバルブ34Ａ，
34Ｂ，34ＣにはアルファベットのＡのパターンが表示さ
れており、記憶／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃそ
れぞれには、アルファベットのＡ，Ｂ，Ｃのパターンが
記憶パターンとして表示されている場合、これらのパタ
ーンの重ね合せパターンは、図３の３Ａ，３Ｂ，３Ｃに
示すような光パターンとなる。
【００９８】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、偏光子35を通じて相関出力用検出器アレイ
36Ａ，36Ｂ，36Ｃに検出される。この相関出力用検出器
アレイ36Ａ，36Ｂ，36Ｃには重ね合せられたパターンが
明暗の情報、すなわち、入力パターンｘij(t) と記憶パ
ターン群ｍklij(t-1) との重ね合せたパターン全体の明
るさの情報すなわち、
【００９９】
【数５】
【０１００】なる演算がなされた結果が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として検出される。
【０１０１】相関出力用検出器アレイ36Ａ，36Ｂ，36Ｃ
により検出された各相関度ｙkl(t)は、処理系の学習許
可パターンバッファ120 に入力され、ここに一旦記憶さ
れる。一方、この処理系においては多重結像カメラ37よ
り入力されたパターンｘij(t) よりバイアス成分ｋが減
算され（ｘij(t) −ｋ）、これと学習許可パターンバッ
ファ120 に記憶されている相関度ｙkl(t) とのスカラー
乗算（ｙkl(t) ×（ｘij(t) −ｋ))が行われ、さらにこ
れに収係数αがスカラー乗算される（α×（ｙkl(t) ×
（ｘij(t) −ｋ))) 。次いで、この値と記憶パターンバ
ッファＢ123 に記憶されている記憶パターン群ｍklij(t
-1) との加算がそれぞれ対応するライトバルブ毎に行わ
れ、新たな記憶パターン群ｍklij(t) が学習パターンと
して算出される。以上なされる演算を式で表すと、 ｍklij(t) ＝ｍklij(t-1) ＋α((ｘij(t) −ｋ) ×ｙkl(t))) …(9) となる。新たな記憶パターン群ｍklij(t) は記憶パター
ンバッファＡ122 に記憶され記憶パターン群の更新（学
習）がなされる。次いで記憶パターンバッファＡ122 の
内容は記憶パターンバッファＢ123 にも複写される。
【０１０２】上述した実施例の場合、時刻ｔにおける入
力パターンはＡであり、図３に示したように記憶／表示
ライトバルブ32ＡにはＡのパターン、記憶／表示ライト
バルブ32ＢにはＢのパターン、記憶／表示ライトバルブ
32ＣにはＣのパターンがそれぞれ記憶パターンとして記
憶されているため、入力パターンと記憶／表示ライトバ
ルブ32Ａに記憶されている記憶パターンとの相関度は大
きく、記憶／表示ライトバルブ32Ｂ，32Ｃにそれぞれ記
憶されている記憶パターンと入力パターンとの相関度は
小さなものとなる。このため、記憶／表示ライトバルブ
32Ａには、新たな記憶パターンとしてパターンＡが強い
重みで書き込まれ、記憶／表示ライトバルブ32Ｂ，32Ｃ
にはＡは新たに書き込まれないかもしくは弱い重みでし
か書き込まれない。なお、入力パターンがＢならば記憶
／表示ライトバルブ32Ｂの、入力パターンがＣならば記
憶／表示ライトバルブ32ＣにそれぞれパターンＢ，Ｃが
強い重みで書き込まれ、記憶パターン群の更新（学習）
がなされる。すなわち相関度の大きさに応じて記憶パタ
ーン群の更新がなされるのである。
【０１０３】以上の動作を繰り返して入力ライトバルブ
34Ａ，34Ｂ，34Ｃに入力される様々なパターンと、記憶
パターンバッファＡ122 ，Ｂ123 の内容を表示する記憶
／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃとの相関度に応じ
た重みで記憶パターン群ｍklij(t-1) の更新を行うこと
によって自己組織化学習を行うのである。
【０１０４】上述した実施例においては、入力パターン
と記憶パターン群との相関度を式(4) に示すように
【０１０５】
【数６】
【０１０６】なる積による相関を記憶／表示ライトバル
ブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃと入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34
Ｃとにより行っているが、光学系に変更を加えることに
より、差分による相関度を求めることも可能である。
【０１０７】すなわち、図９における偏光子33を取り外
せば、図５に示した本発明の第２実施例と同様に、各記
憶／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃに記憶されてい
る記憶パターンｍklij(t-1) と入力ライトバルブ34Ａ，
34Ｂ，34Ｃに表示されている入力パターンｘij(t-1) と
の差の絶対値の相関度が各相関検出素子36Ａ，36Ｂ，36
Ｃにおいて検出されることとなる。
【０１０８】このように、相関度を各記憶／表示ライト
バルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃに記憶されている記憶パターン
ｍklij(t-1) と入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃに表
示されている入力パターンｘij(t) との差の絶対値とし
て検出しても、本発明の第３実施例と同様に各光変調素
子32Ａ，32Ｂ，32Ｃの学習すなわち記憶パターン群の更
新を行うことができる。
【０１０９】また、上述した本発明の第３実施例におい
ては、図示しない光源から発せられた読出し光38を記憶
／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃに照射して、記憶
パターンを入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃに入力す
るようにしているが、とくにこれに限定されるものでは
ない。
【０１１０】例えば、図10に示すように、図９に示す記
憶／表示ライトバルブ32Ａ，32Ｂ，32Ｃを、記憶パター
ンに応じて発光するＬＥＤアレイ等の発光素子38Ａ，38
Ｂ，38Ｃとし、それぞれの発光素子38Ａ，38Ｂ，38Ｃよ
り記憶パターン群ｍklij(t-1) を発光して偏光子33を通
じてこの記憶パターン群ｍklij(t-1) を各入力ライトバ
ルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃに入力し、記憶パターン群ｍklij
(t-1) と各入力ライトバルブ34Ａ，34Ｂ，34Ｃに表示さ
れている入力パターンｘij(t) との相関度を相関出力用
検出器アレイ36Ａ，36Ｂ，36Ｃにおいて検出するように
してもよい。また、図10における偏光子33を取り外し
て、記憶パターン群ｍklij(t-1) と入力パターンｘ
ij(t) との差の絶対値による相関度を求めるようにして
もよい。
【０１１１】次いで本発明の第３の基本的概念について
説明する。
【０１１２】図11は、本発明の自己組織化パターン学習
システムの第３の基本的概念を表わす図である。
【０１１３】図11に示すように、本発明の第３の基本的
概念における自己組織化パターン学習システムは、所定
の波長の光により入力されたパターンを光学的に記憶
し、所定の波長とは異なる波長の別に入力された光を、
この記憶されたパターンに応じて変調する光変調素子42
Ａ，42Ｂ，42Ｃが１次元または２次元状に複数配列され
てなる（本実施例においては１次元に３個）、パターン
群記憶手段である光変調素子群42と、各光変調素子42
Ａ，42Ｂ，42Ｃにそれぞれ隣接して配された、各光変調
素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに入力パターンをそれぞれ入力す
る多数の光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃと、各光入力素子
41Ａ，41Ｂ，41Ｃに入力パターンｘを入力する入力手段
とを含む、入力パターン群表示手段であるパターン入力
手段41と、各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃにそれぞれ隣
接して配された、各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに入力
されたパターンｘと光変調素子群41に記憶されている記
憶パターンとの相関度ｙを各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42
Ｃ毎に検出する多数の相関検出素子43Ａ，43Ｂ，43Ｃか
らなる、光検出手段である相関検出素子群43と、各光入
力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃにそれぞれ隣接して配された、
各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに所定の波長の光および
この所定の光の波長とは異なる波長の光を交互に入力す
る多数の光制御素子48Ａ，48Ｂ，48Ｃからなり、所定の
波長の光の強度を各相関検出素子43Ａ，43Ｂ，43Ｃによ
り検出された各相関度ｙによる重み付けをして光入力素
子41Ａ，41Ｂ，41Ｃ毎に制御し、相関度に応じた学習パ
ターンとして各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに入力して
各光変調素子の記憶パターンの更新を行う学習パターン
群作成手段と記憶パターン更新手段とを内包する光制御
手段48とからなるものである。
【０１１４】まず、入力手段45により光パターン入力手
段41の各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに入力パターンｘ
が入力される。次いで光制御手段48の各光制御素子48
Ａ，48Ｂ，48Ｃより前述した所定の波長とは異なる波長
の光が各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに向けて発せら
れ、各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに表示されている入
力パターンにより変調されて、光変調素子群42の各光変
調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに入力される。
【０１１５】各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃには今まで
に入力されたパターンによって学習がなされたパターン
が記憶されており、ここで各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41
Ｃより出力された光パターン46Ａ，46Ｂ，46Ｃは、各光
変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃを透過することにより、入力
パターンｘと各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに記憶され
ているパターンとの重ね合せの光47Ａ，47Ｂ，47Ｃとし
て出力され、相関検出素子群43の各相関検出素子43Ａ，
43Ｂ，43Ｃによりそれぞれの光パターンの光量の総和が
検出される。各相関検出素子43Ａ，43Ｂ，43Ｃによりそ
れぞれ検出された光パターン47Ａ，47Ｂ，47Ｃの光量の
総和は相関度ｙとして出力され、光制御手段48に入力さ
れる。光制御手段48においては、光制御素子48Ａ，48
Ｂ，48Ｃ毎に前述した所定の波長の光に、各相関検出素
子43Ａ，43Ｂ，43Ｃにより検出された相関度ｙに応じた
重み付けをするように強度制御がなされる。この重み付
けられた所定の波長の光が光制御素子48Ａ，48Ｂ，48Ｃ
より各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに向けて発せられ、
各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに表示されている入力パ
ターンにより変調されて、光変調素子群42の各光変調素
子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに入力される。各光変調素子42Ａ，
42Ｂ，42Ｃは所定の波長の光により入力されたパターン
を光学的に記憶するものであるため、各パターン入力手
段41Ａ，41Ｂ，41Ｃにおいて変調された所定の波長の光
による記憶パターンは、各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃ
に記憶されている記憶パターンに重ねて記憶される。以
上の動作を繰り返すことにより各光変調素子42Ａ，42
Ｂ，42Ｃにおける記憶パターン群の更新（学習）を行う
ものである。
【０１１６】次いで、上述した第３の基本的概念からな
る本発明の実施例について説明する。
【０１１７】図12は上述した本発明の第３の基本的概念
からなる本発明の第４実施例を表す図である。
【０１１８】なお、本実施例においては、前述した所定
の波長の光を青〜紫外光、所定の波長とは異なる波長の
光を赤〜赤外光とし、光変調素子として青〜紫外光によ
り書込みが可能であり、かつ赤〜赤外光は透過するとい
う特性を有する記憶／表示ライトバルブ（たとえば前述
したＢＳＯ−ＰＲＯＭ等）を用い、光入力素子、光制御
素子としてはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等のライトバ
ルブを用いるものとする。
【０１１９】図12に示すように本発明の第４実施例によ
る自己組織化パターン学習システムは図示しない光源よ
り発せられた読出し光60を受光して偏光する偏光子51
と、この偏光子51に隣接しｋ×ｌ個（本実施例において
は３×１個）並んで配された光制御ライトバルブ52Ａ，
52Ｂ，52Ｃと、この光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52
Ｃに隣接した偏光子53と、この偏光子53に隣接し光制御
ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃと対応するようにｋ×ｌ
個（本実施例においては３×１個）並んで配されたｉ×
ｊ個の画素を有する入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃ
と、この入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに隣接した
偏光子55と、この偏光子55に隣接し、入力ライトバルブ
54Ａ，54Ｂ，54Ｃと対応するように、ｋ×ｌ個（本実施
例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素
を有する記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃと、
この記憶／表示ライトバルブに隣接した偏光子57と、こ
の偏光子57に隣接し、記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56
Ｂ，56Ｃと対応するように配された相関出力検出器アレ
イ58Ａ，58Ｂ，58Ｃとにより光学系を構成してなるもの
である。なお、本実施例においては入力パターンｘ
ij(t) を多重結像カメラ59より入力するものとする。
【０１２０】まず、入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃ
に、多重結像カメラ59により撮影された入力パターンｘ
ij(t) がそれぞれ表示され、次いで図示しない光源より
赤〜赤外光からなる読出し光60が偏光子51および光制御
ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃを通じて入力ライトバル
ブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに照射される。なお、この時点で
は、光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃにはスイッチ
62より一様信号Ｓ1 が入力されているため各光制御ライ
トバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃは変調されておらず、光を透
過するのみである。入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃ
に照射された読出し光60は、入力ライトバルブ54Ａ，54
Ｂ，54Ｃに表示されている入力パターンｘij(t) により
変調されて、さらに偏光子55を通じて光の強度のパター
ンとして記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに照
射される。記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに
は、時刻t-1 までに入力されたパターンがある規則で記
憶パターンｍklij(t-1) としてそれぞれ記憶されている
ため、この記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに
おいて、入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃを通ってき
た読出し光60の光パターンと、記憶／表示ライトバルブ
56Ａ，56Ｂ，56Ｃに表示されている記憶パターンとが重
ね合せられる。すなわち、前述した図３に示すように、
入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃにはアルファベット
のＡのパターンが表示されており、記憶／表示ライトバ
ルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃそれぞれには、アルファベットの
Ａ，Ｂ，Ｃのパターンが記憶パターンとして表示されて
いる場合、これらのパターンの重ね合せパターンは、図
３の３Ａ，３Ｂ，３Ｃに示すような光パターンとなる。
【０１２１】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、偏光子57を通じて相関出力用検出器アレイ
58Ａ，58Ｂ，58Ｃに検出される。この相関出力用検出器
アレイ58Ａ，58Ｂ，58Ｃには重ね合せられた光パターン
が明暗の情報、すなわち、入力パターンｘij(t) と記憶
パターン群ｍklij(t-1) とを重ね合せたパターンの全体
の明るさの情報すなわち、
【０１２２】
【数７】
【０１２３】なる演算がなされた結果が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として検出される。
【０１２４】相関出力用検出器アレイ58Ａ，58Ｂ，58Ｃ
により検出された各相関度ｙkl(t)は、処理系の学習許
可パターンバッファ61に入力され、ここに一旦記憶され
る。
【０１２５】次いでスイッチ62が切り換えられ、学習許
可パターンバッファ61に記憶されている各相関出力用検
出器アレイ58Ａ，58Ｂ，58Ｃにより検出された各相関度
ｙkl(t) が各光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃに入
力される。各光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃにお
いては、それぞれ対応する相関出力用検出器アレイ58
Ａ，58Ｂ，58Ｃにおいて検出された相関度ｙkl(t) に応
じて濃度の変調がなされる。すなわち、検出された相関
度が大きかった相関検出素子と対応する光制御ライトバ
ルブはさほど濃度の変調がなされず、検出された相関度
が小さかった相関検出素子と対応する光制御ライトバル
ブは大きく濃度の変調がなされる。
【０１２６】次いで、図示しない光源より青〜紫外光か
らなる書込み光60′が偏光子51を通じて光制御ライトバ
ルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃに照射される。光制御ライトバル
ブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃは各ライトバルブ毎に相関度に応じ
た濃度の変調がなされているため、書込み光60′は各光
制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃにおいて強度が変調
される。強度が変調された書込み光60′は偏光子53を通
じて各入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに入力され、
各入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに表示されている
入力パターンｘij(t) により変調されて、さらに偏光子
55を通じて光の強度のパターンとして記憶／表示ライト
バルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに入力される。ここで入力パタ
ーンと各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記
憶されている記憶パターンとの相関度が大きかった記憶
／表示ライトバルブには光制御ライトバルブ52Ａ，52
Ｂ，52Ｃにより強度の大きい、すなわちより強い重み付
けがなされた入力パターンが学習パターンとして入力さ
れ、相関度が小さかった記憶／表示ライトバルブには強
度の小さい、すなわち、重み付けが弱い（もしくは重み
付けがされていない）入力パターンが学習パターンとし
て入力されることとなる。書込み光60′は青〜紫外光で
あり、各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに光
パターンの書込みが可能であるため、各記憶／表示ライ
トバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃには、各記憶／表示ライトバ
ルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されている記憶パターンと
入力パターンとの相関度に応じて重み付けがなされた学
習パターンが、各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，
56Ｃに記憶されている記憶パターンに重ねて書き込ま
れ、記憶パターン群の更新（学習）がなされる。
【０１２７】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに入力される様々なパターンと、各
記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されて
いる記憶パターンとの相関度に応じた重みで、記憶パタ
ーンｍklij群(t-1) の更新を行うことによって、自己組
織化学習を行うのである。
【０１２８】上述した本発明による第４の実施例におい
ては、入力パターンと記憶パターンとの相関度を前述し
た式(7) に示すように、積による相関を各入力ライトバ
ルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃと記憶／表示ライトバルブ56Ａ，
56Ｂ，56Ｃとにより行っているが、図12に示す光学系を
変更することにより、前述した差分による相関度を求め
ることも可能である。
【０１２９】すなわち、図13に示すように、図12に示し
た自己組織化パターン学習システムの各記憶／表示ライ
トバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃと偏光子57との間に各記憶／
表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに隣接した第２の入
力ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃを設け、相関度を検出
する際には、入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃには一
様信号を入力して、読出し光60をただ透過させるのみと
し、入力ライトバルブ64Ａ，64Ｂ，64Ｃには入力パター
ンを表示すれば前述した本発明の第２実施例と同様に各
記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されて
いる記憶パターンと入力パターンとの相関度は差の絶対
値の相関度となり、この差の絶対値の相関度が各相関検
出素子58Ａ，58Ｂ，58Ｃにおいて検出されることとな
る。このように相関度を各記憶／表示ライトバルブ56
Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されている記憶パターンと入力パ
ターンとの差の絶対値としても、本発明の第４実施例と
同様に各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃの学
習すなわち記憶パターン群の更新を行うことができる。
【０１３０】また、本発明の第４実施例においては、繰
り返し学習を行っている途中に図12に示すスイッチ63を
切り換えて、上述した各入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，
54Ｃに一様信号Ｓ2 を入力するようにしてもよい。この
一様信号Ｓ2 を入力することにより、各入力ライトバル
ブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃは一様のパターンを表示することと
なるため、この一様のパターンが各記憶／表示ライトバ
ルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されると、各記憶／表示ラ
イトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃの学習の初期の段階で記憶
されたパターンがうっすらと残っている場合に、この一
様のパターンを各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，
56Ｃに入力することにより残っているパターンを消去す
ることができるのである。このように、各入力ライトバ
ルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに一様の信号Ｓ2 を学習段階の途
中で入力することにより、各記憶／表示ライトバルブ56
Ａ，56Ｂ，56Ｃにうっすらと記憶されているパターンを
消すことができるため、学習が終了した際の各記憶／表
示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃの記憶パターンに各ラ
イトバルブの他のパターンが重なって学習されることが
ないものとなり、より好ましい。また、この場合、一様
信号Ｓ2 を電気的に入力するだけでなく、各記憶／表示
ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに一様な光を照射して、
パターンの消去を行ってもよい。
【０１３１】さらに、上述した本発明の第４実施例にお
いては、図14に示すように偏光子53を取り外し、光制御
ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃから入力ライトバルブ54
Ａ，54Ｂ，54Ｃへ伝達される相関度を差の絶対値の相関
度として伝達するようにしてもよい。
【０１３２】さらに、上述した本発明の第４実施例にお
いては、図示しない照明手段のかわりに、入力パターン
を発光する発光素子を対応する光制御ライトバルブ52
Ａ，52Ｂ，52Ｃ毎に設け、この発光素子より発光される
入力パターンの光の強度を相関度に応じて変調された各
光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃにより変調して学
習パターンを作成し、記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56
Ｂ，56Ｃに記憶されている記憶パターン群の更新を行う
ようにしてもよい。
【０１３３】また、上述した本発明による第４実施例に
おいては、光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃを相関
度に応じて変調して、図示しない光源より発せられた光
を変調するようにしているが、図15に示すように光制御
ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃのかわりに、相関度に応
じた強度の光を発光する発光素子52Ａ′，52Ｂ′，52
Ｃ′を入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに対応させて
設けるようにしてもよい。
【０１３４】さらに、上述した本発明の第４実施例にお
いては、各入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに入力パ
ターンｘij(t) を表示するための手段として、多重結像
カメラ59を用いるが、これに限定されるものではなく、
例えば、図16に示すように、１つの入力ライトバルブ67
に入力パターンｘij(t) を表示し、これに各入力ライト
バルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに書込み可能な青〜紫外光から
なる書込み光66を照射し、多重結像レンズ68および反射
鏡65を通じて、入力パターンｘij(t) を各入力ライトバ
ルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに記憶し、表示させるようにして
もよい。
【０１３５】次いで、本発明の第４の基本的概念につい
て説明する。
【０１３６】図17は、本発明の自己組織化パターン学習
システムの第４の基本的概念を表す図である。
【０１３７】図17に示すように本発明の第４の基本的概
念における自己組織化パターン学習システムは、所定の
波長の光により入力されたパターンを光学的に記憶し、
所定の波長とは異なる波長の別に入力された光を、この
記憶されたパターンに応じて変調する光変調素子72Ａ，
72Ｂ，72Ｃが１次元または２次元状に複数配列されてな
る（本実施例においては１次元状に３個）、パターン群
記憶手段である光変調素子群72と、各光変調素子72Ａ，
72Ｂ，72Ｃにそれぞれ隣接して配された、各光変調素子
72Ａ，72Ｂ，72Ｃに所定の波長の光および所定の波長と
は異なる波長の光により入力パターンｘおよび学習パタ
ーンを交互に表示する多数の光制御素子71Ａ，71Ｂ，71
Ｃからなる、入力／学習パターン群表示手段である光制
御手段71を内包する学習パターン群作成手段80と、各光
変調素子72Ａ，72Ｂ，72Ｃにそれぞれ隣接して配され
た、各光制御素子71Ａ，71Ｂ，71Ｃから出力された所定
の波長とは異なる波長による入力パターンｘと各光変調
素子群72に記憶されているパターンとの相関度ｙを各光
変調素子72Ａ，72Ｂ，72Ｃ毎に検出する多数の相関検出
素子73Ａ，73Ｂ，73Ｃからなる光検出手段である相関検
出素子群73とからなり、各相関検出素子73Ａ，73Ｂ，73
Ｃにより検出された各相関度ｙに応じて重み付けられた
光強度になるように、所定の波長の光を光制御素子71
Ａ，71Ｂ，71Ｃ毎に制御する本発明の記憶パターン更新
手段を内包する学習パターン群演算手段78を学習パター
ン群作成手段80内に備えてなるものである。
【０１３８】まず、入力手段79より学習パターン群作成
手段80に入力パターンｘが入力され、各光入力素子71
Ａ，71Ｂ，71Ｃより前述した所定の波長とは異なる波長
の光により入力パターンｘが光76Ａ，76Ｂ，76Ｃとして
出力される。各光制御手段71Ａ，71Ｂ，71Ｃより出力さ
れた入力パターン76Ａ，76Ｂ，76Ｃは、光変調素子群72
の各光変調素子72Ａ，72Ｂ，72Ｃに入力される。各光変
調素子72Ａ，72Ｂ，72Ｃには今までに入力されたパター
ンによって学習がなされたパターンが記憶されており、
ここで光制御手段71Ａ，71Ｂ，71Ｃより出力された入力
パターンは、各光変調素子72Ａ，72Ｂ，72Ｃを透過する
ことにより、入力パターン76Ａ，76Ｂ，７６Ｃと各光変
調素子７２Ａ，72Ｂ，72Ｃに記憶されている記憶パター
ンとの重ね合せの光パターン77Ａ，77Ｂ，77Ｃとして出
力され、相関検出素子群73の各相関検出素子73Ａ，73
Ｂ，73Ｃによりそれぞれの光パターンの光量の総和が検
出される。各相関検出素子73Ａ，73Ｂ，73Ｃにより検出
された光パターン77Ａ，77Ｂ，77Ｃの光量の総和は相関
度ｙとして出力され、学習パターン群作成手段80に入力
される。学習パターン群作成手段80内の学習パターン群
演算手段78においては、各相関検出素子73Ａ，73Ｂ，73
Ｃにより検出された相関度ｙに応じて、各光制御素子71
Ａ，71Ｂ，71Ｃから出力される前述した所定の波長の光
の強度に重み付けをして、光制御素子71Ａ，71Ｂ，71Ｃ
から出力される所定の波長の光による入力パターンｘの
強度を制御する。この強度が制御された入力パターンｘ
が記憶の更新を行うための学習パターンとなるのであ
る。
【０１３９】次いで光制御素子71Ａ，71Ｂ，71Ｃから重
み付けされた所定の波長の光により入力パターンが出力
され、これにより重み付けされた入力パターンが各光変
調素子72Ａ，72Ｂ，72Ｃに記憶されている記憶パターン
に重ねて記憶され、記憶パターン群の更新がなされる。
以上の動作を繰り返すことにより各光変調素子72Ａ，72
Ｂ，72Ｃに入力される様々なパターンを、相関度に応じ
た重みを加えてそれぞれの光変調素子に記憶し、各光変
調素子における記憶パターン群の更新を行うことによっ
て、次々と入力されるパターンの自己組織化学習を行う
のである。
【０１４０】次いで、上述した第４の基本的概念からな
る本発明の実施例について説明する。
【０１４１】図18は上述した本発明の第４の基本的概念
からなる本発明の第５実施例を表す図である。
【０１４２】なお、本実施例においては、前述した所定
の波長の光を青〜紫外光、所定の波長とは異なる波長の
光を赤〜赤外光とし、光変調素子として青〜紫外光によ
り書込みが可能であり、かつ赤〜赤外光では書き込みさ
れないという特性を有する記憶／表示ライトバルブ（例
えば前述したＢＳＯ−ＰＲＯＭ等）を用いるものとす
る。
【０１４３】図18に示すように本発明の第５実施例によ
る自己組織化パターン学習システムは、図示しない光源
より発せられた読出し光90を受光して偏光する偏光子88
と、この偏光子88に隣接しｋ×ｌ個（本実施例において
は３×１個）並んで配された光制御素子としての光制御
ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃおよび学習パターン群演
算手段86とからなる学習パターン作成手段と、各光制御
ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃに隣接した偏光子82と、
この偏光子82に隣接し、各光制御ライトバルブ89Ａ，89
Ｂ，89Ｃと対応するようにｋ×ｌ個（本実施例において
３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有する記憶
／表示ライトバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃと、この記憶／表
示ライトバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃに隣接した偏光子84
と、この偏光子84に隣接し、記憶／表示ライトバルブ83
Ａ，83Ｂ，83Ｃと対応するように配された相関出力検出
器アレイ85Ａ，85Ｂ，85Ｃにより光学系を構成してなる
ものである。なお、本実施例は入力パターンｘij(t) を
多重結像カメラ87より入力するものとする。
【０１４４】まず、多重結像カメラ87により撮影された
入力パターンｘij(t) が制御手段86を介して各光制御ラ
イトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃに入力され表示される。次
いで、入力パターンｘij(t) が表示された各光制御ライ
トバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃに図示しない光源から赤〜赤
外光からなる読出し光90が偏光子88を通じて照射され
る。光制御ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃに照射された
読出し光90は、光制御ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃに
表示されている入力パターンｘij(t) により変調され
て、さらに偏光子82通じて、各記憶／表示ライトバルブ
83Ａ，83Ｂ，83Ｃに照射される。各記憶／表示ライトバ
ルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃには、時刻t-1 までに入力された
パターンがある規則で記憶パターン群ｍlkij(t-1) とし
てそれぞれ記憶されており、各記憶／表示ライトバルブ
83Ａ，83Ｂ，83Ｃおいて、各光制御ライトバルブ89Ａ，
89Ｂ，89Ｃより発光された入力パターンｘij(t) と各記
憶／表示ライトバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃに記憶されてい
る記憶パターンとが重ね合せられる。すなわち、前述し
た図３に示すように、各光制御ライトバルブ89Ａ，89
Ｂ，89ＣからはアルファベットのＡのパターンが発光さ
れ、相関検出素子83Ａ，83Ｂ，83Ｃそれぞれには、アル
ファベットのＡ，Ｂ，Ｃのパターンが記憶パターンとし
て表示されている場合、これらのパターンの重ね合せパ
ターンは、図３の３Ａ，３Ｂ，３Ｃに示すような光パタ
ーンとなる。
【０１４５】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、偏光子84を通じて相関出力用検出器アレイ
85Ａ，85Ｂ，85Ｃに検出される。この相関出力用検出器
アレイ85Ａ，85Ｂ，85Ｃには重ね合せられたパターンの
明暗の情報の総和、すなわち、入力パターンｘij(t) と
記憶パターン群ｍklij(t-1) とを重ね合せたパターンの
全体の明るさの情報すなわち、
【０１４６】
【数８】
【０１４７】なる演算がなされた光量が各パターンの相
関度ｙkl(t) として検出される。
【０１４８】次いで各相関出力用検出器アレイ85Ａ，85
Ｂ，85Ｃにより検出された各相関度ｙkl(t) が学習パタ
ーン群演算手段86に入力される。学習パターン群演算手
段86においては、それぞれ対応する相関出力用検出器ア
レイ85Ａ，85Ｂ，85Ｃにおいて検出された相関度ｙ
kl(t) に応じて、各光制御ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89
Ｃに表示される学習パターンの濃度の変調がなされる。
すなわち、検出された相関度が大きかった相関検出素子
と対応する光制御ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃにはよ
り強い濃度で入力パターンが表示され、検出された相関
度が小さかった相関検出素子と対応する光制御ライトバ
ルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃには弱い濃度で入力パターンが表
示されるかまたは相関度によっては入力パターンが表示
されないこととなる。
【０１４９】このように各光制御ライトバルブ89Ａ，89
Ｂ，89Ｃの制御がなされると各光制御ライトバルブ89
Ａ，89Ｂ，89Ｃに青〜紫外光からなる書込み光90′が偏
光子88を通じて照射される。光制御ライトバルブ89Ａ，
89Ｂ，89Ｃに照射された書込み光90′は各光制御ライト
バルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃに表示されている学習パターン
に応じて変調され、偏光子82を通じて各記憶／表示ライ
トバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃに照射される。ここで入力パ
ターンと各記憶／表示ライトバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃに
記憶されているパターンとの相関度が大きかった記憶／
表示ライトバルブには各光制御ライトバルブ89Ａ，89
Ｂ，89Ｃにより強度の大きい、すなわちより強い重み付
けがなされた入力パターンが学習パターンとして入力さ
れ、相関度が小さかった記憶／表示ライトバルブには強
度の小さい、すなわち、重み付けが弱い（もしくは重み
付けがされていない）入力パターンが学習パターンとし
て入力されることとなる。各光制御ライトバルブ89Ａ，
89Ｂ，89Ｃに照射される光は青〜紫外光であり、各記憶
／表示ライトバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃにパターンの書込
みが可能であるため、各記憶／表示ライトバルブ83Ａ，
83Ｂ，83Ｃには、各記憶／表示ライトバルブ83Ａ，83
Ｂ，83Ｃに記憶されている記憶パターンと入力パターン
との相関度に応じて重み付けがなされた学習パターン
が、すでに各記憶／表示ライトバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃ
に記憶されている記憶パターンに重ねて書き込まれ、記
憶パターン群の更新（学習）がなされる。
【０１５０】以上の動作を繰り返して、各光制御素子81
Ａ，81Ｂ，81Ｃに入力される様々なパターンと、各記憶
／表示ライトバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃに記憶されている
記憶パターンとの相関度に応じた重みで、記憶パターン
群ｍlkij(t-1) の更新を行うことによって、自己組織化
学習を行うのである。
【０１５１】なお、上述した本発明の第５実施例におい
ては、光制御ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃを相関度に
応じて変調して、図示しない光源より発せられた光を変
調するようにしているが、図19に示すように光制御ライ
トバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃのかわりに前述した所定の波
長の光および所定の波長の光とは異なる波長の光により
入力パターンおよび学習パターンを発光するＬＥＤアレ
イ等からなる発光素子81Ａ，81Ｂ，81Ｃを各記憶／表示
ライトバルブ83Ａ，83Ｂ，83Ｃに対応させて設けるよう
にしてもよい。この場合、各発光素子81Ａ，81Ｂ，81Ｃ
より所定の波長の光により入力パターンｘij(t) を発光
し、検出された相関度に応じた強度の所定の波長とは異
なる波長の光により学習パターンを発光させ、相関度の
検出および重みの更新（学習）を行うものである。
【０１５２】また、上述した本発明の第５実施例におい
ては、各光制御ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃに所定の
波長の光および所定の波長の光とは異なる波長の光を交
互に照射して、あるいは各発光素子81Ａ，81Ｂ，81Ｃよ
り所定の波長の光および所定の波長の光とは異なる波長
の光を交互に発光させて、相関度の検出と重み付けされ
た入力パターンである学習パターンとの書き込みを交互
に行っているが、各相関出力検出器アレイ85Ａ，85Ｂ，
85Ｃに所定の波長の光をカットし、所定の波長の光とは
異なる波長の光のみを透過するフィルタを設け、各光制
御ライトバルブ89Ａ，89Ｂ，89Ｃあるいは各発光素子81
Ａ，81Ｂ，81Ｃから所定の波長の光とこの所定の波長の
光により入力パターンとを同時に出力するようにすれ
ば、所定の波長の光と所定の波長の光とは異なる波長の
光を切り換えることなく相関度の検出と記憶パターン群
の更新とを同時に行うことができる。
【０１５３】次いで、本発明の第５の基本的概念につい
て説明する。
【０１５４】図20は、本発明の自己組織化パターン学習
システムの第５の基本的概念を表わす図である。
【０１５５】図20に示すように、本発明の第３の基本的
概念における自己組織化パターン学習システムは、図11
に示した本発明の第３の自己組織化パターン学習システ
ムにおいて光入力素子と光制御素子を入れ変えたもので
あり、所定の波長の光により入力されたパターンを光学
的に記憶し、所定の波長とは異なる波長の別に入力され
た光を、この記憶されたパターンに応じて変調する光変
調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃが１次元または２次元状に複数
配列されてなる（本実施例においては１次元に３個）、
パターン群記憶手段である光変調素子群42と、各光変調
素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃにそれぞれ対応して配された、各
光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに入力パターンをそれぞれ
入力する多数の光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃと、各光入
力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに入力パターンｘを入力する入
力手段とを含む、入力パターン群表示手段であるパター
ン入力手段41と、各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃにそれ
ぞれ隣接して配された、各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃ
に入力されたパターンｘと光変調素子群41に記憶されて
いる記憶パターンとの相関度ｙを各光変調素子42Ａ，42
Ｂ，42Ｃ毎に検出する多数の相関検出素子43Ａ，43Ｂ，
43Ｃからなる、光検出手段である相関検出素子群43と、
各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃにそれぞれ隣接して各光
変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃとパターン入力手段41との間
に配された、各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに所定の波
長の光およびこの所定の光の波長とは異なる波長の光を
交互に入力する多数の光制御素子48Ａ，48Ｂ，48Ｃから
なり、所定の波長の光の強度を各相関検出素子43Ａ，43
Ｂ，43Ｃにより検出された各相関度ｙによる重み付けを
して光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃ毎に制御し、相関度に
応じた学習パターンとして各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42
Ｃに入力して各光変調素子の記憶パターンの更新を行う
学習パターン群作成手段と記憶パターン更新手段とを内
包する光制御手段48とからなるものである。なお、図20
においては、図11に示す自己組織化パターン学習システ
ムと同一の手段については、図11と同一の符号を付すも
のとする。
【０１５６】まず、入力手段45により光パターン入力手
段41の各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに入力パターンｘ
が入力される。次いで所定の波長とは異なる波長の光が
各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃより光制御手段48の各光
制御素子48Ａ，48Ｂ，48Ｃに向けて発せられる。この
際、各光制御素子48Ａ，48Ｂ，48Ｃには何も表示されて
いないため、各入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに表示されて
いる入力パターンは、光変調素子群42の各光変調素子42
Ａ，42Ｂ，42Ｃに入力される。
【０１５７】各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃには今まで
に入力されたパターンによって学習がなされたパターン
が記憶されており、ここで各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41
Ｃより出力され光制御素子48Ａ，48Ｂ，48Ｃを通過した
光パターン46Ａ，46Ｂ，46Ｃは、各光変調素子42Ａ，42
Ｂ，42Ｃを透過することにより、入力パターンｘと各光
変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに記憶されているパターンと
の重ね合せの光47Ａ，47Ｂ，47Ｃとして出力され、相関
検出素子群43の各相関検出素子43Ａ，43Ｂ，43Ｃにより
それぞれの光パターンの光量の総和が検出される。各相
関検出素子43Ａ，43Ｂ，43Ｃによりそれぞれ検出された
光パターン47Ａ，47Ｂ，47Ｃの光量の総和は相関度ｙと
して出力され、光制御手段48に入力される。光制御手段
48においては、光制御素子48Ａ，48Ｂ，48Ｃ毎に前述し
た所定の波長の光に、各相関検出素子43Ａ，43Ｂ，43Ｃ
により検出された相関度ｙに応じた重み付けをするよう
に強度制御がなされる。次いで各光入力素子41Ａ，41
Ｂ，41Ｃに向けて前述した所定の波長の光が発せられ、
各光入力素子41Ａ，41Ｂ，41Ｃに表示されている入力パ
ターンにより変調されて、強度変調された各光制御素子
48Ａ，48Ｂ，48Ｃに入力される。各光制御素子48Ａ，48
Ｂ，48Ｃにより強度変調された入力パターンは光変調素
子群42の各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃに入力される。
各光変調素子42Ａ，42Ｂ，42Ｃは所定の波長の光により
入力されたパターンを光学的に記憶するものであるた
め、各パターン入力手段41Ａ，41Ｂ，41Ｃおよび各光制
御素子48Ａ，48Ｂ，48Ｃにおいて変調された所定の波長
の光による記憶パターンは、各光変調素子42Ａ，42Ｂ，
42Ｃに記憶されている記憶パターンに重ねて記憶され
る。以上の動作を繰り返すことにより各光変調素子42
Ａ，42Ｂ，42Ｃにおける記憶パターン群の更新（学習）
を行うものである。
【０１５８】次いで、上述した第５の基本的概念からな
る本発明の実施例について説明する。
【０１５９】図21は上述した本発明の第５の基本的概念
からなる本発明の第６実施例を表す図である。
【０１６０】なお、本実施例においては、前述した所定
の波長の光を青〜紫外光、所定の波長とは異なる波長の
光を赤〜赤外光とし、光変調素子として青〜紫外光によ
り書込みが可能であり、かつ赤〜赤外光は透過するとい
う特性を有する記憶／表示ライトバルブ（たとえば前述
したＢＳＯ−ＰＲＯＭ等）を用いるものとする。また、
図20に示す実施例による自己組織化パターン学習システ
ムを構成する手段は図12に示した本発明による第３実施
例と略同一であるため、対応する手段については図12と
同一の符号を付すこととする。
【０１６１】図21に示すように本発明の第６実施例によ
る自己組織化パターン学習システムは図示しない光源よ
り発せられた読出し光60を受光して偏光する偏光子51
と、この偏光子51に隣接しｋ×ｌ個（本実施例において
は３×１個）並んで配された入力ライトバルブ54Ａ，54
Ｂ，54Ｃと、この入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに
隣接した偏光子53と、この偏光子53に隣接し入力ライト
バルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃと対応するようにｋ×ｌ個（本
実施例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の
画素を有する光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃと、
この光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃに隣接した偏
光子55と、この偏光子55に隣接し、光制御ライトバルブ
52Ａ，52Ｂ，52Ｃと対応するように、ｋ×ｌ個（本実施
例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素
を有する記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃと、
この記憶／表示ライトバルブに隣接した偏光子57と、こ
の偏光子57に隣接し、記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56
Ｂ，56Ｃと対応するように配された相関出力検出器アレ
イ58Ａ，58Ｂ，58Ｃとにより光学系を構成してなるもの
である。なお、本実施例においては入力パターンｘ
ij(t) を単一レンズのカメラ69から入力されたパターン
を入力像マルチパターンバッファ70により多像化して入
力するものとする。
【０１６２】まず、入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃ
に、単一レンズカメラ69により撮影され、入力像マルチ
パターンバッファ70により多像化された入力パターンｘ
ij(t) がそれぞれ表示され、次いで図示しない光源より
赤〜赤外光からなる読出し光60が偏光子51を通じて入力
ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに照射される。入力ライ
トバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに照射された読出し光60は、
入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに表示されている入
力パターンｘij(t) により変調されて、さらに光制御ラ
イトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃおよび偏光子55を通じて光
の強度のパターンとして記憶／表示ライトバルブ56Ａ，
56Ｂ，56Ｃに照射される。なお、この時点では、光制御
ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃにはスイッチ62より一様
信号Ｓ1が入力されているため各光制御ライトバルブ52
Ａ，52Ｂ，52Ｃは変調されておらず、光を透過するのみ
である。記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに
は、時刻t-1 までに入力されたパターンがある規則で記
憶パターンｍklij(t-1) としてそれぞれ記憶されている
ため、この記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに
おいて、入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃを通ってき
た読出し光60の光パターンと、記憶／表示ライトバルブ
56Ａ，56Ｂ，56Ｃに表示されている記憶パターンとが重
ね合せられる。すなわち、前述した図３に示すように、
入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃにはアルファベット
のＡのパターンが表示されており、記憶／表示ライトバ
ルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃそれぞれには、アルファベットの
Ａ，Ｂ，Ｃのパターンが記憶パターンとして表示されて
いる場合、これらのパターンの重ね合せパターンは、図
３の３Ａ，３Ｂ，３Ｃに示すような光パターンとなる。
【０１６３】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、偏光子57を通じて相関出力用検出器アレイ
58Ａ，58Ｂ，58Ｃに検出される。この相関出力用検出器
アレイ58Ａ，58Ｂ，58Ｃには重ね合せられた光パターン
が明暗の情報、すなわち、入力パターンｘij(t) と記憶
パターン群ｍklij(t-1) とを重ね合せたパターンの全体
の明るさの情報すなわち、
【０１６４】
【数９】
【０１６５】なる演算がなされた結果が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として検出される。
【０１６６】相関出力用検出器アレイ58Ａ，58Ｂ，58Ｃ
により検出された各相関度ｙkl(t)は、処理系の学習許
可パターンバッファ61に入力され、ここに一旦記憶され
る。
【０１６７】次いで、スイッチ62が切り換えられ、学習
許可パターンバッファ61に記憶されている各相関出力用
検出器アレイ58Ａ，58Ｂ，58Ｃにより検出された各相関
度ｙkl(t) が各光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃに
入力される。各光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃに
おいては、それぞれ対応する相関出力用検出器アレイ58
Ａ，58Ｂ，58Ｃにおいて検出された相関度ｙkl(t) に応
じて濃度の変調がなされる。すなわち、検出された相関
度が大きかった相関検出素子と対応する光制御ライトバ
ルブはさほど濃度の変調がなされず、検出された相関度
が小さかった相関検出素子と対応する光制御ライトバル
ブは大きく濃度の変調がなされる。
【０１６８】次いで、図示しない光源より青〜紫外光か
らなる書込み光60′が偏光子51を通じて入力ライトバル
ブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに照射される。入力ライトバルブ54
Ａ，54Ｂ，54Ｃに照射された書込み光60′は各入力ライ
トバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに入力され、各入力ライトバ
ルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに表示されている入力パターンｘ
ij(t) により変調されて、さらに、偏光子53を通じて光
制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃに照射される。光制
御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃは各ライトバルブ毎に
相関度に応じた濃度の変調がなされているため、書込み
光60′は各光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃにおい
て強度が変調される。さらに、強度変調された入力パタ
ーンは偏光子55を通じて光の強度のパターンとして記憶
／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに入力される。こ
こで入力パターンと各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56
Ｂ，56Ｃに記憶されている記憶パターンとの相関度が大
きかった記憶／表示ライトバルブには光制御ライトバル
ブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃにより強度の大きい、すなわちより
強い重み付けがなされた入力パターンが学習パターンと
して入力され、相関度が小さかった記憶／表示ライトバ
ルブには強度の小さい、すなわち、重み付けが弱い（も
しくは重み付けがされていない）入力パターンが学習パ
ターンとして入力されることとなる。書込み光60′は青
〜紫外光であり、各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56
Ｂ，56Ｃに光パターンの書込みが可能であるため、各記
憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃには、各記憶／
表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されている記
憶パターンと入力パターンとの相関度に応じて重み付け
がなされた学習パターンが、各記憶／表示ライトバルブ
56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されている記憶パターンに重ね
て書き込まれ、記憶パターン群の更新（学習）がなされ
る。
【０１６９】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに入力される様々なパターンと、各
記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されて
いる記憶パターンとの相関度に応じた重みで、記憶パタ
ーンｍklij群(t-1) の更新を行うことによって、自己組
織化学習を行うのである。
【０１７０】なお、上述した実施例においては、単一レ
ンズカメラより入力された入力パターンを入力像マルチ
パターンバッファによりマルチ化して入力ライトバルブ
に入力するようにしているが、多重結像カメラを用い
て、入力パターンを光学的にマルチ化して入力ライトバ
ルブに入力するようにしてもよい。
【０１７１】また、上述した本発明による第６の実施例
においては、入力パターンと記憶パターンとの相関度を
前述した式(7) に示すように、積による相関を各入力ラ
イトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃと記憶／表示ライトバルブ
56Ａ，56Ｂ，56Ｃとにより行っているが、図21に示す光
学系を変更することにより、前述した差分による相関度
を求めることも可能である。
【０１７２】すなわち、図13に示す実施例と同様に図22
に示すように、図21に示した自己組織化パターン学習シ
ステムの各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃと
偏光子57との間に各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56
Ｂ，56Ｃに隣接した第２の入力ライトバルブ64Ａ，64
Ｂ，64Ｃを設け、相関度を検出する際には、入力ライト
バルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃには一様信号を入力して、読出
し光60をただ透過させるのみとし、入力ライトバルブ64
Ａ，64Ｂ，64Ｃには入力パターンを表示すれば前述した
本発明の第２実施例と同様に各記憶／表示ライトバルブ
56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されている記憶パターンと入力
パターンとの相関度は差の絶対値の相関度となり、この
差の絶対値の相関度が各相関検出素子58Ａ，58Ｂ，58Ｃ
において検出されることとなる。このように相関度を各
記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されて
いる記憶パターンと入力パターンとの差の絶対値として
も、本発明の第６実施例と同様に各記憶／表示ライトバ
ルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃの学習すなわち記憶パターン群の
更新を行うことができる。
【０１７３】また、本発明の第６実施例においては、繰
り返し学習を行っている途中に図21に示すスイッチ63を
切り換えて、上述した各入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，
54Ｃに一様信号Ｓ2 を入力するようにしてもよい。この
一様信号Ｓ2 を入力することにより、各入力ライトバル
ブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃは一様のパターンを表示することと
なるため、この一様のパターンが各記憶／表示ライトバ
ルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに記憶されると、各記憶／表示ラ
イトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃの学習の初期の段階で記憶
されたパターンがうっすらと残っている場合に、この一
様のパターンを各記憶／表示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，
56Ｃに入力することにより残っているパターンを消去す
ることができるのである。このように、各入力ライトバ
ルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに一様の信号Ｓ2 を学習段階の途
中で入力することにより、各記憶／表示ライトバルブ56
Ａ，56Ｂ，56Ｃにうっすらと記憶されているパターンを
消すことができるため、学習が終了した際の各記憶／表
示ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃの記憶パターンに各ラ
イトバルブの他のパターンが重なって学習されることが
ないものとなり、より好ましい。また、この場合、一様
信号Ｓ2 を電気的に入力するだけでなく、各記憶／表示
ライトバルブ56Ａ，56Ｂ，56Ｃに一様な光を照射して、
パターンの消去を行ってもよい。
【０１７４】さらに、上述した本発明の第６実施例にお
いては、図14の実施例と同様に偏光子53を取り外し、入
力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃから光制御ライトバル
ブ52A,52Ｂ，52Ｃへ伝達される相関度を差の絶対値の相
関度として伝達するようにしてもよい。
【０１７５】さらに、上述した本発明の第６実施例にお
いては、図23に示すように、入力ライトバルブ54Ａ，54
Ｂ，54Ｃのかわりに、入力パターンを発光する発光素子
54Ａ′，54Ｂ′，54Ｃ′を対応する光制御ライトバルブ
52Ａ，52Ｂ，52Ｃ毎に設け、この発光素子より発光され
る入力パターンの光の強度を相関度に応じて変調された
各光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃにより変調して
学習パターンを作成し、記憶／表示ライトバルブ56Ａ，
56Ｂ，56Ｃに記憶されている記憶パターン群の更新を行
うようにしてもよい。
【０１７６】また、上述した本発明による第６実施例に
おいては、光制御ライトバルブ52Ａ，52Ｂ，52Ｃを相関
度に応じて変調して、図示しない光源より発せられた光
を変調するようにしているが、光制御ライトバルブ52
Ａ，52Ｂ，52Ｃのかわりに、相関度に応じた強度の光を
発光する発光素子を入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃ
に対応させて設けるようにしてもよい。
【０１７７】さらに、上述した本発明の第６実施例にお
いては、各入力ライトバルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに入力パ
ターンｘij(t) を表示するための手段として、多重結像
カメラ59を用いるが、これに限定されるものではなく、
例えば、図24に示すように、１つの入力ライトバルブ67
に入力パターンｘij(t) を表示し、これに各入力ライト
バルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに書込み可能な青〜紫外光から
なる書込み光66を照射し、多重結像レンズ68および反射
鏡65を通じて、入力パターンｘij(t) を各入力ライトバ
ルブ54Ａ，54Ｂ，54Ｃに表示させるようにしてもよい。
【０１７８】なお、上述した実施例においては光変調素
子としてＢＳＯ−ＰＲＯＭを用いているが、とくにこれ
に限定されるものではなく所定の波長の光により書込み
可能であり、所定の波長の光とは異なる波長の光により
書き込みができない光変調素子であれば、いかなる光変
調素子を用いるようにしてもよい。
【０１７９】また、上述した本発明の第１から第６実施
例においては、多重レンズ系を用いることがないことか
ら光軸が斜めになることがなくなり、結像の際に像が歪
んだりすることがなくなり、さらに、記憶／表示ライト
バルブの数を容易に増やすこともできる。
【０１８０】さらに、上述した実施例においては、光制
御素子としてＬＥＤアレイを用いているが、本発明の第
５、第６実施例においては入力パターンを発光し、また
本発明の第１、第２または第４実施例においては光を発
光できるものであればいかなる手段を用いてもよい。
【０１８１】次いで、本発明の第７実施例について説明
する。
【０１８２】図25は、本発明の第７実施例による自己組
織化パターン学習システムを表す図である。
【０１８３】図25に示すように、本発明の第７実施例に
よる自己組織化パターン学習システム201 は、赤外光を
発する光源203 と、光源203 より発せられた赤外光を受
光して偏光する偏光子204 と、この偏光子204 に隣接し
ｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで配され
たｉ×ｊ個の画素を有する入力パターン群表示手段であ
る入力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃと、光源３
から発せられた赤外光を入力ライトバルブ205 Ａ，205
Ｂ，205 Ｃに入力するレンズ212 と、この入力ライトバ
ルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに隣接した偏光子206 と、
この偏光子206 に隣接し、入力ライトバルブ205 Ａ，20
5 Ｂ，205 Ｃと対応するようにｋ×ｌ個（本実施例にお
いては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素を有す
るパターン群記憶手段である記憶ライトバルブ207 Ａ，
207 Ｂ，207 Ｃと、この記憶ライトバルブ207 Ａ，207
Ｂ，207 Ｃに隣接して配された偏光子208 とからなる光
学的並列パターン演算部と、入力ライトバルブ205 Ａ，
205 Ｂ，205 Ｃ、偏光子206 、記憶ライトバルブ207
Ａ，207 Ｂ，207 Ｃおよび偏光子208 を通過した赤外光
パターンを相関入出力ライトバルブ209 Ａ，209 Ｂ，20
9 Ｃに集光するためのレンズセット215 ，216およびミ
ラー217 ，218 とからなる光検出手段である相関演算光
学系と、紫外光を発する光源202 と、相関入出力ライト
バルブ209 Ａ，209 Ｂ，209 Ｃと、光源202 から発せら
れた紫外光を相関入出力ライトバルブ209 Ａ，209 Ｂ，
209 Ｃに入力するレンズ210 と、相関入出力ライトバル
ブ209 Ａ，209 Ｂ，209Ｃから出力された相関信号光を
入力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃ等に入力する
レンズ211 ，およびハーフミラー213 ，214 からなる光
学系とからなる学習パターン群作成手段および記憶パタ
ーン更新手段を内包する記憶更新部とからなるものであ
る。
【０１８４】なお、本実施例においては、記憶ライトバ
ルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃとして青〜紫外光により書
込みが可能であり、かつ赤〜赤外光では書き込まれない
という特性を有するＢＳＯ−ＰＲＯＭ（ビスマスシリコ
ンオキサイド，Photo Refractive Optical Modulator）
を用い、相関出力ライトバルブ209 Ａ，209 Ｂ，209Ｃ
としては、一方の面から光情報が入力されることにより
この光情報が記録され、他の面から読み出し光が照射さ
れることにより、記録された光情報に応じて読出し光を
変調して出力するＬＣＬＶ（Liquid Crystal Light Val
ve）を用いるものとする。また、本実施例においては入
力パターンｘij(t) を多重結像カメラ219 より入力する
ものとする。
【０１８５】ここでＬＣＬＶについて説明する。図26は
ＬＣＬＶを説明するための図である。ＬＣＬＶ221 は一
方の面から光情報が入力されることによりこの光情報が
記録され、他の面から読み出し光が照射されることによ
り記録された光情報に応じて読出し光を変調して出力す
るタイプの空間光変調素子であり、液晶層222 と、フォ
トリフラクティブ結晶等の光伝導体223 と、入力された
光を反射する反射膜224 と、透明電極225 ，226 とが層
状に構成されており、透明電極225 ，226 から直流電圧
が印加されてなるものである。また、ＬＣＬＶ221 は光
情報が入力されるＷ(write）側と光情報が出力されるＲ
(read)側とに分けられる。このようなタイプのＬＣＬＶ
は光を外部より供給することができるため、ＬＣＬＶ自
体が増幅機能を有さない場合であっても各構成単位を多
数接続することができる。このＬＣＬＶ221 の透明電極
225 側より光が照射されると、液晶層222 に電圧が印加
され（正確には光が照射された部分と照射されない部分
との印加電圧に差が生じる）、液晶の配向状態が変化す
る。この状態において液晶層222 は、光が照射された部
分が黒く変化している。すなわち、光のパターンがＬＣ
ＬＶ221 の液晶層222 に分極のパターンとして記録され
るものである。したがって、ＬＣＬＶ221 に２次元画像
等の光情報をＷ側より入力すると、この情報を直接記録
することができ、Ｒ側より読出し光を照射することによ
って、この光情報を明暗のパターンとして出力すること
ができるものである。このＬＣＬＶ221 に一旦光情報が
記録されるとしばらくの間は消えないため、この情報を
消去したい場合は、ＬＣＬＶ 221に印加されている電圧
の電位を反転し、一様な光を照射することにより一旦記
録された画像を消去することができる。
【０１８６】次いで、自己組織化学習の方法について説
明する。
【０１８７】まず、入力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，
205 Ｃに、多重結像カメラ219 により撮影された入力パ
ターンｘij(t) がそれぞれ表示され、次いで光源203 よ
り赤〜赤外光からなる読出し光226 が、レンズ212 、ハ
ーフミラー214 および偏光子204 を通じて入力ライトバ
ルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに照射される。入力ライト
バルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに照射された読出し光22
6 は、入力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに表示
されている入力パターンｘij(t) により変調されて、さ
らに偏光子206 を通じて光の強度のパターンとして記憶
ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに照射される。記
憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃは、時刻t-1 ま
でに入力されたパターンをある規則で記憶パターン群ｍ
klij(t-1) としてそれぞれ記憶しており、この記憶ライ
トバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃにおいて、入力ライト
バルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃを通ってきた読出し光22
6の光パターンと、各記憶ライトバルブ207 Ａ，207
Ｂ，207 Ｃに記憶されている記憶パターンとが重ね合せ
られる。なお、入力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205
Ｃにはアルファベットの「Ａ」のパターンが表示されて
おり、記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃそれぞ
れには、アルファベットの「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」のパ
ターンが記憶パターンとして表示されている場合、これ
らのパターンの重ね合せパターンは、図３の３Ａ，３
Ｂ，３Ｃに示すような光パターンとなる。
【０１８８】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、相関度として、偏光子208 を通じてレンズ
セット215 を通りミラー217 ，218 により反射されさら
にレンズセット216 を通り相関出力ライトバルブ209
Ａ，209 Ｂ，209 ＣのＷ側より相関出力ライトバルブ20
9 Ａ，209 Ｂ，209 Ｃに入力されて記憶される。これに
より、相関出力ライトバルブ209 Ａ，209 Ｂ，209 Ｃに
は、相関度が明暗の情報、すなわち入力パターンｘ
ij(t) と記憶パターン群ｍklij(t-1) との総和の情報、
すなわち
【０１８９】
【数１０】
【０１９０】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として記憶される。例えば、相関出力ラ
イトバルブ209 Ａには「Ａ」のパターンと「Ａ」のパタ
ーンとの重ね合せの相関度が記憶されるため、相関出力
ライトバルブ209 Ａには強い光が照射され、相関出力ラ
イトバルブ209 Ａは大きく変調される。一方、相関出力
ライトバルブ209 Ｂ，209 Ｃにはそれぞれ「Ａ」と
「Ｂ」、「Ａ」パターンと「Ｃ」のパターンとの重ね合
せの相関度が記憶されるため、相関出力ライトバルブ20
9 Ｂ，209 Ｃには相関出力ライトバルブ209 Ａと比較し
て照射される光が弱く、相関出力ライトバルブ209 Ｂ，
209 Ｃは相関出力ライトバルブ209 Ａと比較してそれほ
ど大きく変調されない。
【０１９１】このように、各相関出力ライトバルブ209
Ａ，209 Ｂ，209 Ｃに相関度が記憶されると、光源202
より青〜紫外光からなる書込み光227 がレンズ210 、ハ
ーフミラー213 を通じて相関出力ライトバルブ209 Ａ，
209 Ｂ，209 ＣのＲ側に照射される。相関出力ライトバ
ルブ209 Ａ，209 Ｂ，209 Ｃに照射された書込み光227
は各相関出力ライトバルブ209 Ａ，209 Ｂ，209 Ｃに記
憶されている相関度に応じて強度が反射変調される。こ
こで、上述したように相関出力ライトバルブ209 Ａには
強い相関度が、相関出力ライトバルブ209 Ｂ，209 Ｃに
は相関出力ライトバルブ209 Ａと比較して弱い相関度が
記憶されているため、相関出力ライトバルブ209 Ａに照
射された書込み光227 はほぼそのままの強度で反射さ
れ、相関出力ライトバルブ209 Ｂ，209 Ｃに照射された
書込み光227 は反射変調により強度が低下させられる。
【０１９２】このように、各相関出力ライトバルブ209
Ａ，209 Ｂ，209 Ｃにより反射変調された書込み光227
は、ハーフミラー213 、レンズ211 、ハーフミラー214
からなる光学系および偏光子204 を通じて各入力ライト
バルブ205 Ａ，205 Ｂ，205Ｃに入力され、各入力ライ
トバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに表示されている入力
パターンij(t) により変調されて、さらに偏光子204 を
通じて光の強度のパターンとして記憶ライトバルブ207
Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに入力される。ここで入力パターン
と各記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに記憶さ
れている記憶パターンとの相関度が大きかった記憶ライ
トバルブにはより強度の大きい、すなわちより強い重み
付けがなされた入力パターンが学習パターンとして入力
され、相関度が小さかった記憶ライトバルブには強度の
小さい、すなわち、重み付けが弱い（もしくは重み付け
がされていない）入力パターンが学習パターンとして入
力されることとなる。書込み光27は青〜紫外光であり、
各記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに光パター
ンの書込みが可能であるため、各記憶ライトバルブ207
Ａ，207 Ｂ，207 Ｃには、各記憶ライトバルブ207 Ａ，
207 Ｂ，207 Ｃに記憶されている記憶パターンと入力パ
ターンとの相関度に応じて重み付けがなされた学習パタ
ーンが、すでに各記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，20
7 Ｃに記憶されているパターンに重ねて書き込まれ、記
憶パターン群の更新（学習）がなされる。
【０１９３】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに入力される様々なパターン
と、各記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに記憶
されている記憶パターンとの相関度に応じた重みで、記
憶パターン群ｍklij(t-1) の更新を行うことによって、
自己組織化学習を行うのである。
【０１９４】なお、本発明の第７実施例においては、入
力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃを記憶ライトバ
ルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃと隣接させて配置している
が、前述した図37に示すTaiweiらの実験系のように、入
力ライトバルブと記憶ライトバルブとをそれぞれ離れた
位置に配し、記憶ライトバルブと相関出力ライトバルブ
とを近接させて配し、入力ライトバルブと記憶ライトバ
ルブとの間にレンズ系を用いて光パターンを入出力させ
て記憶パターン群の更新を行うようにしてもよい。
【０１９５】また、本発明の第７実施例においては、繰
り返し学習を行っている途中に図25に示すスイッチ20を
切り換えて、上述した各入力ライトバルブ205 Ａ，205
Ｂ，205 Ｃに一様信号Ｓ1 を入力するようにしてもよ
い。この一様信号Ｓ1 を入力することにより、各入力ラ
イトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃには一様のパターン
が表示されることとなるため、各記憶ライトバルブ207
Ａ，207 Ｂ，207 Ｃの学習の初期の段階で記憶されたパ
ターンがうっすらと残っている場合に、この一様のパタ
ーンは各記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに入
力され、これにより残っているパターンを消去すること
ができるのである。このように、各入力ライトバルブ20
5 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに一様の信号Ｓ1 を学習段階の途
中で入力することにより、各記憶ライトバルブ207 Ａ，
207 Ｂ，207 Ｃにうっすらと記憶されているパターンを
消すことができるため、学習が終了した際の各記憶ライ
トバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに他のパターンが重な
って学習されることがなく、好ましい。
【０１９６】上述した本発明による第７の実施例におい
ては、入力パターンと記憶パターン群との相関度を前述
した式(4) に示すように、積による相関を各入力ライト
バルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃと記憶ライトバルブ207
Ａ，207 Ｂ，207 Ｃとにより行っているが、図25に示す
システムを変更することにより、前述した差分による相
関度を求めることも可能である。
【０１９７】例えば、図27に示す本発明の第８実施例の
ように、図25に示した自己組織化パターン学習システム
の各記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃと偏光子
208との間に各記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207
Ｃに隣接した第２の入力ライトバルブ229 Ａ，229 Ｂ，
229 Ｃを設け、相関度を求める際には、入力ライトバル
ブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃには一様信号を入力して、読
出し光226 を透過させるのみとし、入力ライトバルブ22
9 Ａ，229 Ｂ，229 Ｃには入力パターンを表示するよう
にすれば、本発明の第７実施例において、入力ライトバ
ルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃを透過した読出し光226 は
偏光子206 により光の強度のパターンとして記憶ライト
バルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに入力されるものが、本
発明の第８実施例においては、記憶ライトバルブ207
Ａ，207 Ｂ，207 Ｃを透過した読出し光226 が偏光され
た光パターンとして入力ライトバルブ229 Ａ，229 Ｂ，
229Ｃに入力される。すなわち、本発明の第７実施例に
おいては、各相関出力ライトバルブ209 Ａ，209 Ｂ，20
9 Ｃには入力パターンｘij(t) と各記憶ライトバルブ20
7 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに記憶されている記憶パターンｍ
klij(t-1) との積ｘij(t) ×ｍklij(t-1) の総和が入力
されるが、本発明による第２実施例と同様に本発明の第
８実施例においては入力パターンｘij(t) と記憶パター
ン群ｍklij(t-1) との差の絶対値｜ｘij(t) −ｍklij(t
-1) ｜の総和が入力されるのである。
【０１９８】このように、本発明の第８実施例において
は、本発明の第７実施例とは相関度の求め方が異なるも
のであるが、本発明の第７実施例と同様に各記憶ライト
バルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃの学習すなわち記憶パタ
ーン群の更新を行うことができる。
【０１９９】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに入力される様々なパターン
に重み付けをして、各記憶ライトバルブ207 Ａ，207
Ｂ，207 Ｃに入力し、対応する記憶ライトバルブ207
Ａ，207 Ｂ，207 Ｃ毎に記憶パターン群の更新を行うこ
とによって自己組織化学習を行うのである。
【０２００】上述した本発明の第７および第８実施例に
おいては、入力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃと
記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃとにより得ら
れた相関度をＬＣＬＶからなる相関出力ライトバルブ20
9 Ａ，209 Ｂ，209 Ｃに一旦記憶して、光源202 より発
せられる書込み光227 によりこの相関度を読み出すよう
にしているが、相関出力ライトバルブ209 Ａ，209 Ｂ，
209 Ｃを、赤〜赤外光を青〜紫外光に波長変換する波長
変換素子を各記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃ
に対応するように複数配置させた波長変換素子群として
もよい。この場合、入力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，
205 Ｃと記憶ライトバルブ207 Ａ，207Ｂ，207 Ｃとに
より得られた赤〜赤外光からなる相関度は波長変換素子
群の各波長変換素子により青〜紫外光に波長変換された
相関度となり、光学系により反射されて偏光子204 を通
じて入力ライトバルブ205 Ａ，205 Ｂ，205 Ｃに入力さ
れ、上述した本発明の第７および第８実施例と同様に各
記憶ライトバルブ207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃに記憶されて
いる記憶パターン群の更新（学習）がなされる。このよ
うに、相関出力ライトバルブ209 Ａ，209 Ｂ，209 Ｃを
波長変換素子群とすることにより、青〜紫外光を発する
ための光源202 を設ける必要が無くなるため、システム
をよりコンパクトに構成することができる。
【０２０１】また、Taiweiらの実験系のように相関度を
伝達するための多数の結線を用いる必要がなく、入力パ
ターンに重み付けをして記憶パターン群の更新すなわち
自己組織化学習を行うことができる。さらに、多数の相
関度の情報を並列に伝達し、同様に記憶更新のためのパ
ターンを並列に作成し、さらに記憶更新（書き込み）ま
でも光を用いて並列に行なうため、計算機によって記憶
の更新を行うTaiweiらの実験系よりも高速に自己組織化
学習を行うことができる。また、相関度を伝達するため
の多数の結線を用いる必要がないため、システムのコン
パクト化を実現することができ、さらにシステムの低コ
スト化を実現することができる。
【０２０２】また、上述した第７および第８実施例にお
いては、相関出力ライトバルブを記憶ライトバルブとは
離れた位置に配置させているが、とくにこれに限定され
るものではなく、入力パターンと記憶パターンとの相関
度を記憶できる位置であればいかなる位置に配置させて
もよい。
【０２０３】次いで本発明の第９実施例について説明す
る。
【０２０４】図28は本発明の第９実施例による自己組織
化パターン学習システムを表す図である。
【０２０５】図28に示すように本発明の第９実施例によ
る自己組織化パターン学習システム240 は、光学的に入
力されたパターンを記憶するための他の面から読み出し
光が照射されることにより、記録された光情報に応じて
読出し光を変調して出力するｉ×ｊ個の画素を有するＬ
ＣＬＶ（Liquid Crystal Light Valve）からなる入力ラ
イトバルブ241 と、図示しない光源より発せられた読出
し光242 を偏光する偏光子243 と、読出し光242 を反射
して入力ライトバルブ241 に入力するハーフミラー244
およびｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで
配されたレンズセット245 とからなる第１のパターン入
力手段246 と、レンズセット245 の３つのレンズと対応
するようにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並
んで配されたｉ×ｊ個の画素を有するパターン群記憶手
段である記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃと、
記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃとは離れた位
置にある偏光子248 と、第１のパターン入力手段246 よ
り出力された入力パターンを記憶ライトバルブ247 Ａ，
247 Ｂ，247 Ｃに入力し、かつ記憶ライトバルブ247
Ａ，247 Ｂ，247Ｃにより反射された新たな光パターン
を相関出力ライトバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃに入力
するためのハーフミラー254 、レンズ255 およびハーフ
ミラー256からなる光学系と、偏光子248 に隣接し、記
憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃと対応するよう
にｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで配さ
れたｉ×ｊ個の画素を有する光検出手段である相関出力
ライトバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃと、入力パターン
をこの相関出力ライトバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃに
入力するためのハーフミラー250 、レンズ251 および偏
光子252 とからなる学習パターン群作成手段である第２
のパターン入力手段253 と、第２の光パターン入力手段
253 より出力された入力パターンを相関出力ライトバル
ブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃに入力し、かつ相関出力ライ
トバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃにより反射された入力
パターンを記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃに
入力するためのハーフミラー257 、偏光子258 、ｋ×ｌ
個（本実施例においては３×１個）のレンズからなるレ
ンズセット259 およびミラー260 からなる学習パターン
群作成手段とからなる光学系とからなるものである。
【０２０６】なお、本実施例においては、記憶ライトバ
ルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃ、相関出力ライトバルブ24
9 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃとして、上述した本発明の第７お
よび第８実施例と同様に、一方の面から光情報が入力さ
れることによりこの光情報を記録され、他の面から読み
出し光が照射されることにより、記録された光情報に応
じて読出し光を変調して出力するＬＣＬＶ（Liquid Cry
stal Light Valve）を用いるものとする。
【０２０７】まず、第１のパターン入力手段246 の入力
ライトバルブ241 のＷ側より入力パターンｘij(t) が照
射され、この入力パターンｘij(t) が入力ライトバルブ
241に記憶される。次いで読出し光242 が偏光子243 を
通じてハーフミラー244 により反射されて入力ライトバ
ルブ241 に照射され、入力ライトバルブ241 に記憶され
ている入力パターンｘij(t) に応じて反射変調されて、
ハーフミラー244 、レンズセット245 およびハーフミラ
ー254 を通じて各記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，24
7 Ｃに照射される。記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，
247 Ｃは時刻t-1 までに入力されたパターンをある規則
で記憶パターン群ｍklij(t-1) として記憶しており、各
記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃに照射された
入力パターンｘij(t) は、各記憶ライトバルブ247 Ａ，
247 Ｂ，247 Ｃに記憶されている記憶パターンｍklij(t
-1) に応じてさらに変調されて、入力パターンｘij(t)
と記憶パターン群ｍklij(t-1) の重ね合せのパターン、
すなわち図３の３Ａ，３Ｂ，３Ｃに示すような光パター
ンとして反射される。この重ね合せの光パターンの光量
の総和は入力パターンｘij(t) と各記憶ライトバルブ24
7 Ａ，247 Ｂ，247Ｃに記憶されている記憶パターンｍ
klij(t-1) との相関度としてハーフミラー256 により反
射されレンズ255 を通りさらにハーフミラー256 により
反射され偏光子248 を通じて相関出力ライトバルブ249
Ａ，249 Ｂ，249 Ｃに入力され記憶される。これによ
り、相関出力ライトバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃに
は、相関度が明暗の情報、すなわち入力パターンｘ
ij(t) と記憶パターン群ｍklij(t-1) との積和の情報す
なわち、
【０２０８】
【数１１】
【０２０９】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として記憶される。例えば、前述した図
３に示したように入力パターンが「Ａ」のパターン、各
記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃに記憶されて
いるパターンが「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」のパターンの場
合、相関出力ライトバルブ249 Ａには「Ａ」のパターン
と「Ａ」のパターンとの重ね合せの相関度が記憶される
ため、相関出力ライトバルブ249 Ａには強い光が照射さ
れ、相関出力ライトバルブ249 Ａは大きく変調される。
一方、相関出力ライトバルブ249 Ｂ，249 Ｃにはそれぞ
れ「Ａ」のパターンと「Ｂ」のパターン、「Ａ」のパタ
ーンと「Ｃ」のパターンとの重ね合せの相関度が記憶さ
れるため、相関出力ライトバルブ249 Ｂ，249 Ｃには相
関出力ライトバルブ249 Ａと比較して照射される光が弱
く、相関出力ライトバルブ249 Ｂ，249 Ｃは相関出力ラ
イトバルブ249 Ａと比較してそれほど大きく変調されな
い。
【０２１０】このように、相関度が各相関出力ライトバ
ルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃに記憶されると、第２のパ
ターン入力手段より入力パターンｘij(t) が各相関出力
ライトバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃに各相関出力ライ
トバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 ＣのＲ側より照射され
る。各相関出力ライトバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃの
Ｒ側に照射された入力パターンｘij(t) は、相関出力ラ
イトバルブ249 Ａ，249Ｂ，249 Ｃに記憶されている相
関度に応じて強度が反射変調される。ここで、上述した
ように相関出力ライトバルブ249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃに
は強い相関度が、相関出力ライトバルブ249 Ｂ，249 Ｃ
には相関出力ライトバルブ249 Ａと比較して弱い相関度
が記憶されているため、相関出力ライトバルブ249 Ａに
照射された入力パターンはほぼそのままの強度で反射さ
れ、相関出力ライトバルブ249 Ｂ，249 Ｃに照射された
入力パターンは反射変調により強度が低下させられる。
【０２１１】このように、各相関出力ライトバルブ249
Ａ，249 Ｂ，249 Ｃにより反射変調された入力パターン
は、学習パターンとしてハーフミラー257 、偏光子258
、レンズセット259 およびミラー260 からなる光学系
を通じて各記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃの
Ｗ側に照射される。したがって入力パターンと各記憶ラ
イトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃに記憶されている記
憶パターンとの相関度が大きかった記憶ライトバルブ24
7 Ａにはより強度の大きい、すなわちより強い重み付け
がなされた入力パターンが学習パターンとして入力さ
れ、相関度が小さかった記憶ライトバルブ247 Ｂ，247
Ｃには強度の小さい、すなわち、重み付けが弱い（もし
くは重み付けがされていない）入力パターンが学習パタ
ーンとして入力されることとなる。これにより、各記憶
ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃには、各記憶ライ
トバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃに記憶されている記憶
パターンと入力パターンとの相関度に応じて重み付けが
なされたパターンが、すでに各記憶ライドバルブ247
Ａ，247 Ｂ，247 Ｃに記憶されているパターンに重ねて
書き込まれ、記憶パターン群の更新（学習）がなされ
る。
【０２１２】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ241 に入力される様々なパターンに重み付けをして、
各記憶ライトバルブ247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃに入力し、
記憶パターン群の更新を対応する記憶ライトバルブ247
Ａ，247 Ｂ，247 Ｃ毎に行うことによって自己組織化学
習を行うのである。
【０２１３】次いで本発明の第10実施例について説明す
る。
【０２１４】図29は本発明の第10実施例による自己組織
化パターン学習システムを表す図である。
【０２１５】図29に示すように、本発明の第10実施例に
よる自己組織化パターン学習システム60は、ｋ×ｌ個
（本実施例においては３×１個）並んで配されたレンズ
からなるレンズセット261 と、各レンズに対応するよう
にｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで配さ
れたｉ×ｊ個の画素を有する第１の入力ライトバルブ26
2 Ａ，262 Ｂ，262 Ｃとを有する入力パターン群表示手
段である第１の光パターン入力手段263 と、入力ライト
バルブ262 Ａ，262 Ｂ，262 Ｃとは離れた位置にあり、
各入力ライトバルブ262 Ａ，262 Ｂ，262 Ｃと対応する
ようにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで
配されたｉ×ｊ個の画素を有するパターン群記憶手段で
ある記憶ライトバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃと、各記
憶ライトバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃと対応するよう
にｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで配さ
れたｉ×ｊ個の画素を有する相関出力ライトバルブ265
Ａ，265 Ｂ，265 Ｃと、ｋ×ｌ個（本実施例においては
３×１個）並んで配されたレンズからなるレンズセット
266 および各レンズに対応するようにｋ×ｌ個（本実施
例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素
を有する第２の入力ライトバルブ267 Ａ，267 Ｂ，267
Ｃを有する第１の学習パターン群作成手段および記憶パ
ターン更新手段を構成するパターン入力手段268 と、図
示しない光源より発せられた読出し光269 を反射して入
力ライトバルブ262Ａ，262 Ｂ，262 Ｃに入力するミラ
ー270 と、記憶ライトバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃを
反射した読出し光269 を反射して相関出力ライトバルブ
265 Ａ，265 Ｂ，265 Ｃに入力するミラー271 とを図示
のように平行平面板上に設けてなるものである。このよ
うに、各記憶ライトバルブ等を平行平面板上に設けるこ
とにより、各ライトバルブ間のアライメントの調整を容
易に行うことができ、好ましい。
【０２１６】なお、本実施例においては、入力ライトバ
ルブ、記憶ライトバルブ、相関出力ライトバルブとし
て、上述した本発明の第７，第８および第９実施例に用
いた一方の面から光情報が入力されることによりこの光
情報が記録され、他の面から読み出し光が照射されるこ
とにより、記録された光情報に応じて読出し光を変調し
て出力するＬＣＬＶ（Liquid Crystal Light Valve）を
用いるものとする。
【０２１７】まず、第１の光パターン入力手段263 の入
力ライトバルブ262 Ａ，262 Ｂ，262 ＣのＷ側より入力
パターンｘij(t) が入力され、この入力パターンｘ
ij(t) が各入力ライトバルブ262 Ａ，262 Ｂ，262 Ｃに
記憶される。次いで図示しない光源より読出し光269 が
発せられ、ミラー270 により反射されて各入力ライトバ
ルブ262 Ａ，262 Ｂ，262 Ｃに照射され、各入力ライト
バルブ262 Ａ，262 Ｂ，262 Ｃに記憶されている入力パ
ターンｘij(t) に応じて反射変調されて記憶ライトバル
ブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃに入力される。各記憶ライト
バルブ264 Ａ，264Ｂ，264 Ｃは、時刻t-1 までに入力
されたパターンをある規則で記憶パターン群ｍklij(t-
1) として記憶しており、各記憶ライトバルブ264 Ａ，2
64 Ｂ，264 Ｃに照射された入力パターンｘij(t) は、
各記憶ライトバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃに記憶され
ている記憶パターンｍklij（t-1)に応じてさらに変調さ
れて、入力パターンｘij(t) と記憶パターン群ｍ
klij（t-1)の重ね合せのパターン、すなわち図３の３
Ａ，３Ｂ，３Ｃに示すような光パターンとして反射され
る。この重ね合せの光パターンの光量の総和は入力パタ
ーンｘij(t) と各記憶ライトバルブ264 Ａ，264 Ｂ，26
4 Ｃに記憶されている記憶パターンｍklij（t-1)との相
関度としてミラー271 により反射され相関出力ライトバ
ルブ265 Ａ，265 Ｂ，265 Ｃに入力され記憶される。こ
れにより、相関出力ライトバルブ265 Ａ，265 Ｂ，265
Ｃには、相関度が明暗の情報、すなわち入力パターンｘ
ij(t) と記憶パターン群ｍklij（t-1)との相関度の明る
さの情報すなわち、
【０２１８】
【数１２】
【０２１９】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として記憶される。例えば、前述した図
３に示したように入力パターンが「Ａ」のパターン、各
記憶ライトバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃに記憶されて
いるパターンが「Ａ」のパターン，「Ｂ」のパターン，
「Ｃ」のパターンの場合、相関出力ライトバルブ265 Ａ
には「Ａ」のパターンと「Ａ」のパターンとの重ね合せ
の相関度が記憶されるため、相関出力ライトバルブ265
Ａには強い光が照射され、相関出力ライトバルブ265 Ａ
は大きく変調される。一方、相関出力ライトバルブ265
Ｂ，265 Ｃにはそれぞれ「Ａ」のパターンと「Ｂ」のパ
ターン、「Ａ」のパターンと「Ｃ」のパターンとの重ね
合せの相関度が記憶されるため、相関出力ライトバルブ
265 Ｂ，265 Ｃには相関出力ライトバルブ265 Ａと比較
して照射される光が弱く、相関出力ライトバルブ265
Ｂ，265 Ｃは相関出力ライトバルブ265 Ａと比較してそ
れほど大きく変調されない。
【０２２０】このように、相関度が各相関出力ライトバ
ルブ265 Ａ，265 Ｂ，265 Ｃに記憶されると、第２の光
パターン入力手段268 の入力ライトバルブ267 Ａ，267
Ｂ，267 ＣのＷ側より入力パターンｘij(t) が入力さ
れ、この入力パターンｘij(t)が各入力ライトバルブ267
Ａ，267 Ｂ，267 Ｃに記憶される。次いで、図示しな
い光源より書込み光272 が発せられ各相関出力ライトバ
ルブ265 Ａ，265 Ｂ，265 ＣのＲ側に照射される。各相
関出力ライトバルブ265 Ａ，265 Ｂ，265 ＣのＲ側に照
射された書込み光272 は、各相関出力ライトバルブ265
Ａ，265 Ｂ，265Ｃに記憶されている相関度に応じて強
度が反射変調される。ここで、上述したように相関出力
ライトバルブ265 Ａには強い相関度が、相関出力ライト
バルブ265Ｂ，265 Ｃには相関出力ライトバルブ265 Ａ
と比較して弱い相関度が記憶されているため、相関出力
ライトバルブ265 Ａに照射された入力パターンはほぼそ
のままの強度で反射され、相関出力ライトバルブ265
Ｂ，265 Ｃに照射された書込み光272 は反射変調により
強度が低下させられる。
【０２２１】このように、各相関出力ライトバルブ265
Ａ，265 Ｂ，265 Ｃにより反射変調された書込み光272
は、各入力ライトバルブ267 Ａ，267 Ｂ，267 ＣのＲ側
に照射される。各入力ライトバルブ267 Ａ，267 Ｂ，26
7 ＣのＲ側に照射された書込み光72は、入力ライトバル
ブ267 Ａ，267 Ｂ，267 Ｃに記憶されている入力パター
ンｘij(t) に応じて反射変調される。これにより、各入
力ライトバルブ267 Ａ，267 Ｂ，267 Ｃより読み出さ
れ、相関度の大きさにより重み付けがなされた入力パタ
ーンが各記憶ライトバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 ＣのＷ
側に照射される。したがって、入力パターンと各記憶ラ
イトバルブ265 Ａ，265 Ｂ，265 Ｃに記憶されている記
憶パターンとの相関度が大きかった記憶ライトバルブ26
5 Ａにはより強度の大きい、すなわちより強い重み付け
がなされた入力パターンが学習パターンとして照射さ
れ、相関度が小さかった記憶ライドバルブ265 Ｂ，265
Ｃには強度の小さい、すなわち、重み付けが弱い（もし
くは重み付けがされていない）入力パターンが学習パタ
ーンとして照射されることとなる。これにより、各記憶
ライトバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃには、各記憶ライ
トバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃに記憶されている記憶
パターンと入力パターンとの相関度に応じて重み付けが
なされた学習パターンが、すでに各記憶ライトバルブ26
4 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃに記憶されているパターンに重ね
て書き込まれ、記憶パターン群の更新（学習）がなされ
る。
【０２２２】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ262 Ａ，262 Ｂ，262 Ｃおよび入力ライトバルブ267
Ａ，267 Ｂ，267 Ｃに入力される様々なパターンと、各
記憶ライドバルブ264 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃに記憶されて
いる記憶パターンとの相関度に応じた重みで、記憶パタ
ーン群ｍklij（t-1)の更新を行うことによって自己組織
化学習を行うのである。
【０２２３】次いで、本発明の第11実施例について説明
する。
【０２２４】図30は、本発明の第11実施例による自己組
織化パターン学習システムを表す図である。
【０２２５】図30に示すように、本発明の第11実施例に
よる自己組織化パターン学習システム280 は、図示しな
い光源より発せられた相関情報読みだし光290 を受光し
て偏光する偏光子281 と、この偏光子281 に隣接しｋ×
ｌ個（本実施例においては３×１個）並んで配されたｉ
×ｊ個の画素を有するパターン群記憶手段である記憶ラ
イトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃと、この記憶ライト
バルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに隣接した偏光子283
と、この偏光子283 に隣接し、記憶ライトバルブ282
Ａ，282 Ｂ，282 Ｃと対応するようにｋ×ｌ個（本実施
例においては３×１個）並んで配されたｉ×ｊ個の画素
を有する入力パターン群表示手段である入力ライトバル
ブ284 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃと、この入力ライトバルブ28
4 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃに隣接して配された偏光子285 と
からなる相関情報読み出し手段と、記憶ライトバルブ28
2 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに記憶されているパターンと入力
パターンとの相関度を得、図示しない光源より発せられ
た記憶更新情報書き込み光291 を受光してこの相関度を
入力ライトバルブ284 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃに折り返し入
力する入力ライトバルブ284 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃと対応
するようにｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）の
光検出手段である相関度記憶素子287 Ａ，287 Ｂ，287
Ｃ、およびｋ×ｌ個（本実施例においては３×１個）の
レンズからなるレンズセット286 ，288 からなる学習パ
ターン群作成手段と記憶パターン更新手段とを構成する
記憶更新情報書き込み手段289 とからなるものである。
【０２２６】なお、本実施例においては、記憶ライトバ
ルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃとして、400 ナノメータか
ら700 ナノメータの波長の光で書き込みが可能で、その
他の波長の光では書き込まれることがないＢＳＯを用い
るものとする。また、相関度記憶素子287 Ａ，287 Ｂ，
287 Ｃとして、600 ナノメータから900 ナノメータの波
長の光で書き込みが可能で、その他の波長の光では書き
込みされないＧａＰを用いた記憶素子を用いるものとす
る。ただし、これらの記憶ライトバルブと相関度記憶素
子としては、書き込み／消去が可能な波長域が互いに異
なる光記録材料を用いればよく、フォトリフラクティブ
結晶に限らず、書込み／消去が可能な波長域が互いに異
なる光記録材料であればいかなる材料を用いてもよいこ
とはもちろんである。また、本実施例においては、相関
情報読出し光290 として記憶ライトバルブには書込みが
できず相関度記憶素子には書込みができる波長700 から
900ナノメータの光が用いられ、記憶更新情報書込み光2
91 として記憶ライトバルブには書込みができ相関度記
憶素子には書込みができない波長400 から600 ナノメー
タの光が用いられる。
【０２２７】また、本実施例においては入力パターンｘ
ij(t) を多重結像カメラ292 より入力するものとする。
【０２２８】まず、入力ライトバルブ284 Ａ，284 Ｂ，
284 Ｃに、多重結像カメラ292 により撮影された入力パ
ターンｘij(t) がそれぞれ表示され、次いで図示しない
光源より波長700 から900 ナノメータの読出し光290 が
偏光子281 を通じて記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，
282 Ｃに照射される。各記憶ライトバルブ282 Ａ，282
Ｂ，282 Ｃは、時刻t-1 までに入力されたパターンをあ
る規則で記憶パターンｍklij(t) としてそれぞれ記憶し
ており、各記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに
照射された読出し光290 は、各記憶ライトバルブ282
Ａ，282 Ｂ，282Ｃに記憶されている記憶パターンｍ
klij(t-1) により変調されて、さらに偏光子283 を通じ
て光の強度のパターンとして入力ライトバルブ284 Ａ，
284 Ｂ，284Ｃに照射される。この入力ライトバルブ284
Ａ，284 Ｂ，284 Ｃにおいて、上述した各実施例と同
様に記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃを通って
きた読出し光290 の光パターンと、入力ライトバルブ28
4 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃに表示されている入力パターンと
が重ね合せられる。
【０２２９】このように重ね合せられた光パターンは、
偏光子285 を通じてレンズセット286 を通り、集光され
て相関度として相関度記憶素子287 Ａ，287 Ｂ，287 Ｃ
に入力されて記憶される。これにより、相関度記憶素子
287 Ａ，287 Ｂ，287 Ｃには相関度が明暗の情報、すな
わち入力パターンｘij(t) と記憶パターン群ｍklij(t-
1) との積和の情報すなわち、
【０２３０】
【数１３】
【０２３１】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として記憶される。
【０２３２】このように、各相関度記憶素子287 Ａ，28
7 Ｂ，287 Ｃに相関度が記憶されると、図示しない光源
より波長400 から600 ナノメータの書込み光291 がレン
ズセット288 を通じて相関度記憶素子287 Ａ，287 Ｂ，
287 Ｃに照射される。相関度記憶素子287 Ａ，287 Ｂ，
287 Ｃに照射された書込み光291 は各相関度記憶素子28
7 Ａ，287 Ｂ，287 Ｃに記憶されている相関度に応じて
強度が変調される。ここで、上述したように相関度記憶
素子287 Ａには強い相関度が、相関度記憶素子287 Ｂ，
287 Ｃには相関度記憶素子287 Ａと比較して弱い相関度
が記憶されているため、相関度記憶素子287 Ａに照射さ
れた書込み光291 はほぼそのままの強度で透過され、相
関度記憶素子287 Ｂ，287 Ｃに照射された書込み光291
は変調されて強度が低下させられる。
【０２３３】このように、各相記憶素子287 Ａ，287
Ｂ，287 Ｃにより透過変調された書込み光291 は、レン
ズセット286 、および偏光子285 を通じて各入力ライト
バルブ284 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃに折り返し入力され、各
入力ライトバルブ284 Ａ，284Ｂ，284 Ｃに表示されて
いる入力パターンｘij(t) により変調されて、さらに偏
光子283 を通じて光の強度のパターンとして記憶ライト
バルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに入力される。ここで入
力パターンと各記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282
Ｃに記憶されているパターンとの相関度が大きかった記
憶ライトバルブにはより強度の大きい、すなわちより強
い重み付けがなされた入力パターンが学習パターンとし
て入力され、相関度が小さかった記憶ライトバルブには
強度の小さい、すなわち、重み付けが弱い（もしくは重
み付けがされていない）入力パターンが学習パターンと
して入力されることとなる。書込み光291 は波長が400
から600 ナノメータであり、各記憶ライトバルブ282
Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに光パターンの書込みが可能である
ため、各記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに
は、各記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに記憶
されている記憶パターンと入力パターンとの相関度に応
じて重み付けがなされたパターンが、学習パターンとし
てすでに各記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに
記憶されている記憶パターンに重ねて書き込まれ、記憶
パターン群の更新（学習）がなされる。
【０２３４】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ284 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃに入力される様々なパターン
と、各記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに記憶
されている記憶パターンとの相関度に応じた重みで記憶
パターン群ｍklij(t-1) の更新を行うことによって、自
己組織化学習を行うのである。
【０２３５】また、本発明の第11実施例においては、繰
り返し学習を行っている途中に図30に示すスイッチ293
を切り換えて、上述した各入力ライトバルブ284 Ａ，28
4 Ｂ，284 Ｃに一様信号Ｓ1 を入力するようにしてもよ
い。この一様信号Ｓ1 を入力することにより、各入力ラ
イトバルブ284 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃには一様のパターン
が表示されることとなるため、各記憶ライトバルブ282
Ａ，282 Ｂ，282 Ｃの学習の初期の段階で記憶されたパ
ターンがうっすらと残っている場合に、この一様のパタ
ーンを各記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに記
憶させることにより残っているパターンを消去すること
ができるのである。このように、各入力ライトバルブ28
4 Ａ，284 Ｂ，284 Ｃに一様の信号Ｓ1 を学習段階の途
中で入力することにより、各記憶ライトバルブ282 Ａ，
282 Ｂ，282 Ｃにうっすらと記憶されているパターンを
消すことができるため、学習が終了した際の各記憶ライ
トバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに他のパターンが重な
って学習されることがなく、好ましい。
【０２３６】なお、本発明の第11実施例においては、記
憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃとして、400 ナ
ノメータから700 ナノメータの波長の光で書込みが可能
で、その他の波長の光では書込みされないＢＳＯを用
い、相関度記憶素子287 Ａ，287 Ｂ，287 Ｃとして、60
0 ナノメータから900 ナノメータの波長の光で書込みが
可能で、その他の波長の光では書込みされないＧａＰを
用いた記憶素子を用いるものとしたが、異なる種類のフ
ォトリフラクティブ材料の波長による書込み特性の差を
利用するのではなく、記憶ライトバルブ、相関度記憶素
子のいずれにもＢＳＯを用い、ＢＳＯの表裏面での感度
の差を利用して同様の動作を行わせることが可能であ
る。
【０２３７】ＢＳＯには、両端に印加された直流電圧の
電極のうち、陰極側から光パターンを書き込んだ方が記
録感度が高いという性質がある。（峯本、陳、光学,15
(1986)p213 ）。この性質を利用して、記憶ライトバル
ブとして使用するＢＳＯは相関情報読出し光290 が入射
してくる方向にＢＳＯの陽極側が向くように配置し、相
関度記憶素子として使用するＢＳＯは記憶更新情報書込
み光291 が入射してくる方向に陽極側が向くように配置
する。この配置によって、相関度情報を相関度記憶素子
に書き込む際の、記憶情報の消去を低減させ、また、記
憶更新情報を記憶ライトバルブに書き込む際の、相関度
情報の消去を低減することができ、異なる材料の光変調
素子を用いなくても、入力ライトバルブ284 Ａ，284
Ｂ，284 Ｃに入力される様々なパターンに重み付けをし
て、各記憶ライトバルブ282 Ａ，282Ｂ，282 Ｃに入力
し、対応する記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃ
毎に記憶パターン群の更新を行うことによって、自己組
織化学習を行うことができる。
【０２３８】次いで、本発明の第12実施例について説明
する。
【０２３９】図31は、本発明の第12実施例による自己組
織化パターン学習システムを表す図である。
【０２４０】図31に示すように、本発明の第12実施例に
よる自己組織化パターン学習システム295 は、図30に示
した本発明の第11実施例による自己組織化パターン学習
システム280 の相関度記憶素子287 Ａ，287 Ｂ，287 Ｃ
を、赤色光を青色光に波長変換する相関度入出力素子29
6 Ａ，296 Ｂ，296 Ｃとしたものであり、記憶ライトバ
ルブ、入力ライトバルブ等は、図30に示した本発明の第
11実施例による自己組織化パターン学習システム280 と
同一であるため、対応する番号に「′」を付し、詳細な
説明は省略する。
【０２４１】まず波長変換を行う相関度入出力素子296
Ａ，296 Ｂ，296 Ｃについて説明する。
【０２４２】本実施例においては相関度入出力素子296
Ａ，296 Ｂ，296 ＣとしてＫＮｂＯ3 結晶を用いるもの
とし、このＫＮｂＯ3 結晶の両端面を曲率半径205mm に
加工し、この両端面に反射率97％と99.9％のコーティン
グを施して定在波型の共振器としているものである。そ
してこのＫＮｂＯ3 結晶を−23℃に温度制御してノンク
リティカル位相整合法（Non-Critical Phase Matching
：NCPM）を達成することができる。このＫＮｂＯ3 結
晶は定在波型の共振器を用いているため、第２高調波は
２方向に出射してくるが、実験により基本波光源の出力
を167mW とした場合、１方向だけでも24mWもの出力を得
ることが確認されている（近藤ら、波長変換への応用、
オプトロニクス(1990)No.2,P132-139)。近藤らの実験に
おいては、レーザーの発振波長をスイープすることによ
って、共振器モードと同期をとって高効率波長変換を実
現しているものである。このＫＮｂＯ3 結晶により波長
が842nm の光は421nm の光に変調される。
【０２４３】次いで、本実施例の自己組織化学習につい
て説明する。
【０２４４】まず、入力ライトバルブ284 Ａ′，284
Ｂ′，284 Ｃ′に、多重結像カメラ292 ′により撮影さ
れた入力パターンｘij(t) がそれぞれ表示され、次いで
図示しない光源より赤色光からなる波長2842nm の読出
し光290 ′が偏光子281 ′を通じて記憶ライトバルブ28
2 Ａ′，282 Ｂ′，282 Ｃ′に照射される。各記憶ライ
トバルブ282 Ａ′，282 Ｂ′，282 Ｃ′は、時刻t-1 ま
でに入力されたパターンをある規則で記憶パターンｍ
klij(t-1) としてそれぞれ記憶されており、各記憶ライ
トバルブ282 Ａ′，282 Ｂ′，282 Ｃ′に照射された読
出し光290 ′は、各記憶ライトバルブ282 Ａ′，282
Ｂ′，282 Ｃ′に記憶されている記憶パターンｍklij(t
-1) により変調されて、さらに偏光子283 ′を通じて光
の強度のパターンとして入力ライトバルブ284 Ａ′，28
4 Ｂ′，284 Ｃ′に照射される。この入力ライトバルブ
284 Ａ′，284 Ｂ′，284 Ｃ′において、前述した各実
施例と同様に、記憶ライトバルブ282 Ａ′，282 Ｂ′，
282 Ｃ′を通ってきた読出し光90′の光パターンと、入
力ライトバルブ284 Ａ′，284 Ｂ′，284 Ｃ′に表示さ
れているパターンとが重ね合せられる。
【０２４５】このように重ね合せられた光パターンの光
量の総和は、相関度として、偏光子285 ′を通じてレン
ズセット286 ′を通り集光されて相関度入出力素子296
Ａ，296 Ｂ，296 Ｃに入力される。ここで、相関度入出
力素子296 Ａ，296 Ｂ，296Ｃには、相関度が明暗の情
報、すなわち入力パターンｘij(t) と記憶パターン群ｍ
klij(t-1) との積和の情報すなわち、
【０２４６】
【数１４】
【０２４７】なる演算がなされた情報が各パターン毎の
相関度ｙkl(t) として入力される。各相関度入出力素子
296 Ａ，296 Ｂ，296 Ｃに入力された波長842nm の光よ
りなる相関度は、波長421nm の光に波長変換されて、レ
ンズセット286 ′および偏光子285 ′を通って折り返し
各入力ライトバルブ284 Ａ′，284 Ｂ′，284 Ｃ′に入
力される。
【０２４８】各入力ライトバルブ284 Ａ′，284 Ｂ′，
284 Ｃ′に折り返し入力された波長変換後の相関度は、
各入力ライトバルブ284 Ａ′，284 Ｂ′，284 Ｃ′に表
示されている入力パターンｘij(t) により変調されて、
さらに偏光子283 ′を通じて光の強度のパターンとして
記憶ライトバルブ282 Ａ′，282 Ｂ′，282 Ｃ′に入力
される。ここで入力パターンと各記憶ライトバルブ282
Ａ′，282 Ｂ′，282Ｃ′に記憶されているパターンと
の相関度が大きかった記憶ライトバルブにはより強度の
大きい、すなわちより強い重み付けがなされた入力パタ
ーンが入力され、相関度が小さかった記憶ライトバルブ
には強度の小さい、すなわち、重み付けが弱い（もしく
は重み付けがされていない）入力パターンが入力される
こととなる。波長変換された相関度は各記憶ライトバル
ブ282 Ａ′，282 Ｂ′，282 Ｃ′に光パターンの書込み
が可能な波長の光であるため、各記憶ライトバルブ282
Ａ′，282 Ｂ′，282 Ｃ′には、各記憶ライトバルブ28
2 Ａ′，282 Ｂ′，282 Ｃ′に記憶されている記憶パタ
ーンと入力パターンとの相関度に応じて重み付けがなさ
れたパターンが、すでに各記憶ライトバルブ282 Ａ′，
282 Ｂ′，282 Ｃ′に記憶されている記憶パターンに重
ねて書き込まれ、記憶パターン群の更新（学習）がなさ
れる。
【０２４９】以上の動作を繰り返して、入力ライトバル
ブ284 Ａ′，284 Ｂ′，284 Ｃ′に入力される様々なパ
ターンと、各記憶ライトバルブ282 Ａ′，282 Ｂ′，28
2 Ｃ′に記憶されている記憶パターンとの相関度に応じ
た重みで記憶パターン群ｍklij(t-1) の更新を行うこと
によって、自己組織化学習を行うのである。
【０２５０】次いで、本発明の第13実施例について説明
する。
【０２５１】図32は、本発明の第13実施例による自己組
織化パターン学習システムを表す図である。
【０２５２】図32に示すように、本発明の第13実施例に
よる自己組織化パターン学習システム299 は、図31に示
した本発明の第12実施例による相関度入出力素子296
Ａ，296 Ｂ，296 Ｃを、赤色光を入力しこの赤色光の強
度に応じた青色光を出力する光学演算素子320 Ａ，320
Ｂ，320 Ｃとしたものであり、記憶ライトバルブ、入力
ライトバルブ等は、図30，図31に示した本発明の第11，
第12実施例による自己組織化パターン学習システムと同
一であるため、対応する番号に「″」を付し、詳細な説
明は省略する。
【０２５３】まず、光学演算素子320 Ａ，320 Ｂ，320
Ｃについて説明する。なお、各光学演算素子の構成は同
一であるため、光学演算素子320 Ａについてのみ説明す
る。
【０２５４】光学演算素子320 Ａは、赤色光を受光する
受光素子321 Ａと、青色光を発するＬＥＤ等の発光素子
322 Ａと、赤色光の強度に応じて青色光の強度を制御す
る演算素子323 Ａとからなるものである。
【０２５５】光学演算素子320 Ａ，320 Ｂ，220 Ｃをこ
のように構成することにより、前述した本発明による第
12実施例のように、偏光子285 ″を通じてレンズセット
286″を通ってきた相関度としての光は各光学演算素子3
20 Ａ，320 Ｂ，320 Ｃの各受光素子321 Ａ，321 Ｂ，3
21 Ｃに受光され、受光された光の強度すなわち相関度
の大きさにに応じて発光素子322 Ａ，322 Ｂ，322 Ｃか
ら波長421nm の青色光が発光される。この青色光は、レ
ンズセット286 ″、偏光子285 ″を通って折り返し各入
力ライトバルブ284 Ａ″，284 Ｂ″，284 Ｃ″に入力さ
れ、前述した本発明による第12実施例と同様に自己組織
化学習がなされる。
【０２５６】なお、上述した本発明の第13実施例におい
ては、発光素子322 Ａ，322 Ｂ，322 Ｃから青色光を発
光させるようにしているが、発光素子322 Ａ，322 Ｂ，
322Ｃを光変調素子とし、相関度に応じて光変調素子を
変調させ、この光変調素子に外部光源より青色光を照射
して青色光を変調させて、この変調された青色光を入力
ライトバルブ284 Ａ″，284 Ｂ″，284 Ｃ″に入力する
ようにしてもよい。
【０２５７】また、上述した本発明の第11，12および13
実施例においては、多重結像カメラ292 ，292 ′，292
″より入力パターンｘij(t) を入力するようにしてい
るが、これに限定されるものではなく、例えば、図33に
示すように、単一レンズカメラ330 より入力された入力
パターンを、入力像マルチパターンバッファ331 により
マルチ化して、このマルチ化された入力パターンを入力
ライトバルブに入力するようにしてもよい。
【０２５８】また、上述した各実施例においては、前述
した光学的パターン相関度検出手段を構成するパターン
群記憶手段に記憶されている記憶パターン群のすべてま
たはその一部を消去するための記憶パターン消去手段を
設けるようにしてもよい。
【０２５９】すなわち、図34に示すように、パターン群
記憶手段340 の各光変調素子340 Ａ，340 Ｂ，340 Ｃに
記憶される記憶パターンを、消去手段341 から発生され
る消去信号により、消去するようにしてもよい。例え
ば、図35に示すように前述した図４に示す自己組織化パ
ターン学習システムを構成する記憶／表示ライトバルブ
14Ａ，14Ｂ，14Ｃに消去信号Ｅを入力するための消去信
号発生回路350 を設けるようにしてもよく、また、図36
に示すように図30に示す自己組織化パターン学習システ
ムを構成する記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃ
に記憶されている記憶パターンを消去可能な消去光291
′を記憶ライトバルブ282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに入力
するようにしてもよく、また記憶ライトバルブ282 Ａ，
282 Ｂ，282Ｃの電圧を変調して各記憶ライトバルブ282
Ａ，282 Ｂ，282 Ｃに記憶されている記憶パターンを
消去するための電圧変調手段360 を設けるようにしても
よい。
【０２６０】このように、記憶パターン消去手段を設
け、パターン群記憶手段に記憶されている記憶パターン
群のすべてまたはその一部を消去することにより、前述
した図12に示す本発明の第４実施例および図21に示す本
発明の第６実施例と同様にパターン群記憶手段にうっす
らと記憶されている学習初期段階の記憶パターンを消去
することができるため、学習が終了した際のパターン群
記憶手段の記憶パターンに、他のパターンが重なって学
習されることのないものとなり、より好ましい。
【０２６１】さらに、上述した第４から第８および第11
から第13実施例においては記憶／表示ライトバルブまた
は記憶ライトバルブとしてＢＳＯを用いているが、とく
にこれに限定されるものではなく所定の波長の光により
書込み可能であり、所定の波長の光とは異なる波長の光
により書込みされない記憶ライトバルブであれば、いか
なる記憶ライトバルブを用いるようにしてもよい。
【０２６２】また、上述した本発明による第１から第13
実施例においては、記憶ライトバルブ、光入力素子、相
関検出素子等を１次元状に３個配置しているが、各素子
はいくつ設けてもよく、また２次元状に設けてもよいこ
とはもちろんである。
【０２６３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る自己組織化パターン学習システムは、レンズ結像系を
用いることなく、入力されるパターンの自己組識化学習
を行うことができるため、システムをコンパクトに構成
することができる。さらには、レンズ収差や外部からの
光ノイズ、レンズの位置精度やアライメントを考慮する
必要が無いためシステムの低コスト化を実現することが
できる。また、レンズ結像系がないため、振動に強く、
光の伝達効率の優れたシステムを構築することができ
る。また、Taiweiらの実験系のように、検出された相関
度を各ライトバルブ毎にコンピュータに入力するための
結線が不要であるため、自己組織化学習を行うための装
置をコンパクトに構成することができるとともに、シス
テムの低コスト化および高速処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術を説明するためのTaiweiらの実験系
を表す図
【図２】本発明の第１の基本的概念を表す図
【図３】入力パターンと各光変調素子に記憶されている
パターンとの相関を説明するための図
【図４】本発明の第１実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図
【図５】本発明の第２実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図
【図６】積相関と差分相関とを説明するための図
【図７】本発明の第１または第２実施例における光入力
素子を発光素子とした自己組織化パターン学習システム
を表す図
【図８】本発明の第２の基本的概念を表す図
【図９】本発明の第３実施例による自己組織化パターン
学習システムを表す図
【図１０】本発明の第３実施例における光入力素子を発
光素子とした自己組織化パターン学習システムを表す図
【図１１】本発明の第３の基本的概念を表す図
【図１２】本発明の第４実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図１３】本発明の第４実施例において差分相関を行う
自己組織化パターン学習システムを表す図
【図１４】本発明の第４実施例において差分相関を行う
別の自己組織化パターン学習システムを表す図
【図１５】本発明の第４実施例における制御ライトバル
ブを発光素子とした自己組織化パターン学習システムを
表す図
【図１６】本発明の第４実施例において入力ライトバル
ブに入力パターンを光学的に入力する自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図１７】本発明の第４の基本的概念を表す図
【図１８】本発明の第５実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図１９】本発明の第５実施例における光制御ライトバ
ルブを発光素子とした自己組織化パターン学習システム
を表す図
【図２０】本発明の第５の基本的概念を表す図
【図２１】本発明の第６実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図２２】本発明の第６実施例において差分相関を行う
自己組織化パターン学習システムを表す図
【図２３】本発明の第６実施例における入力ライトバル
ブを発光素子とした自己組織化パターン学習システムを
表す図
【図２４】本発明の第６実施例において入力ライトバル
ブに入力パターンを光学的に入力する自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図２５】本発明の第７実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図２６】本発明の実施例に用いる空間光変調素子を表
す概略図
【図２７】本発明の第８実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図２８】本発明の第９実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図２９】本発明の第10実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図３０】本発明の第11実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図３１】本発明の第12実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図３２】本発明の第13実施例による自己組織化パター
ン学習システムを表す図
【図３３】本発明の第13実施例において入力パターンを
電気的にマルチ化する自己組織化パターン学習システム
を表す図
【図３４】本発明による自己組織化パターン学習システ
ムを構成するパターン群記憶手段にパターン消去手段を
設ける実施例を表す図
【図３５】本発明の第１実施例による自己組織化パター
ン学習システムにパターン消去手段を設けた実施例を表
す図
【図３６】本発明の第11実施例による自己組織化パター
ン学習システムにパターン消去手段を設けた実施例を表
す図
【図３７】Taiweiらの実験系を表す図
【符号の説明】
１，21，41 光パターン入力手段 １Ａ，１Ｂ，１Ｃ，21Ａ，21Ｂ，21Ｃ，41Ａ，41Ｂ，41
Ｃ光入力素子 12Ａ，12Ｂ，12Ｃ，34Ａ，34Ｂ，34Ｃ，54Ａ，54Ｂ，54
Ｃ，64Ａ，64Ｂ，64Ｃ，108 ，108 ′205 Ａ，205 Ｂ，
205 Ｃ，229 Ａ，229 Ｂ，229 Ｃ，241 ，262 Ａ，262
Ｂ，262 Ｃ，267 Ａ，267 Ｂ，267 Ｃ，284 Ａ，284
Ｂ，284 Ｃ，284 Ａ′，284 Ｂ′，284 Ｃ′，284
Ａ″，284 Ｂ″，284 Ｃ″ 入力ライトバルブ ２，22，42，72 光変調素子群 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，22Ａ，22Ｂ，22Ｃ，42Ａ，42Ｂ，42
Ｃ，72Ａ，72Ｂ，72Ｃ 光変調素子 14Ａ，14Ｂ，14Ｃ，32Ａ，32Ｂ，32Ｃ，56Ａ，56Ｂ，56
Ｃ，83Ａ，83Ｂ，83Ｃ， 102Ａ， 102Ａ′， 102Ｂ， 1
02Ｂ′，102Ｃ，102 Ｃ′ 記憶／表示ライトバルブ ３，23，43，73 相関検出素子群 ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，23Ａ，23Ｂ，23Ｃ，43Ａ，43Ｂ，43
Ｃ，73Ａ，73Ｂ，73Ｃ 相関検出素子 16Ａ，16Ｂ，16Ｃ，36Ａ，36Ｂ，36Ｃ，58Ａ，58Ｂ，58
Ｃ，111 ，111 ′ 相関出力検出器アレイ ４，24 演算手段 11，13，15，31，33，35，51，53，55，57，101 ，101
′，103 ，103 ′，106 ，106 ′，107 ，107 ′204
，206 ，208 ，243 ，248 ，252 ，258 ，281 ，281
′281 ″，283 ，283 ′，283 ″，285 ，285 ′，285
″ 偏光子 18Ａ，18Ｂ，18Ｃ，38Ａ，38Ｂ，38Ｃ，52Ａ′，52
Ｂ′，52Ｃ′，54Ａ′，54Ｂ′，54Ｃ′，81Ａ，81Ｂ，
81Ｃ 発光素子 48 光制御手段 48Ａ，48Ｂ，48Ｃ，52Ａ，52Ｂ，52Ｃ 光制御素子 71 光制御素子群 71Ａ，71Ｂ，71Ｃ，81Ａ，81Ｂ，81Ｃ 光制御素子 207 Ａ，207 Ｂ，207 Ｃ，247 Ａ，247 Ｂ，247 Ｃ，26
4 Ａ，264 Ｂ，264 Ｃ，282 Ａ，282 Ｂ，282 Ｃ，282
Ａ′，282 Ｂ′，282 Ｃ′，282 Ａ″，282 Ｂ″，282
Ｃ″ 記憶ライトバルブ 209 Ａ，209 Ｂ，209 Ｃ，249 Ａ，249 Ｂ，249 Ｃ，26
5 Ａ，265 Ｂ，265 Ｃ 相関出力ラインバルブ 204 ，206 ，208 ，243 ，248 ，252 ，258 ，281 ，28
1 ′，281 ″，283 ，283 ′，283 ″，285 ，285 ′，
285 ″ 偏光子 202 ，203 光源 287 Ａ，287 Ｂ，287 Ｃ 相関度記憶素子 296 Ａ，296 Ｂ，296 Ｃ 相関度入出力素子 320 Ａ，320 Ｂ，320 Ｃ 光学演算素子 341 ，350 ，360 消去手段 ｘij(t) 入力パターン ｙkl(t) 相関度
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６８】相関出力用検出器アレイ16Ａ，16Ｂ，16Ｃ
により検出された各相関度ｙkl(t)は、処理系の学習許
可パターンバッファ120 に入力され、ここに一旦記憶さ
れる。一方、この処理系においては多重結像カメラ17よ
り入力された入力パターンｘij(t) よりバイアス成分ｋ
が減算され（ｘij(t) −ｋ）、これと学習許可パターン
バッファ120 に記憶されている相関度ｙkl(t) とのスカ
ラー乗算（ｙkl(t) ×（ｘij(t) −ｋ))が行われ、さら
にこれに学習係数αがスカラー乗算される（α×（ｙkl
(t) ×（ｘij(t) −ｋ))) 。次いで、この値と記憶パタ
ーンバッファＢ123 に記憶されている記憶パターン群ｍ
klij(t-1) との加算がそれぞれ対応するライトバルブ毎
に行われ、新たな記憶パターンとしての学習パターンｍ
klij(t)が算出される。以上なされる演算を式で表す
と、 ｍklij(t) ＝ｍklij(t-1) ＋α×((ｘij(t) −ｋ) ×ｙkl(t))) …(5) となる。新たな記憶パターンｍklij(t) は記憶パターン
バッファＡ122 に記憶され記憶パターン群の更新（学
習）がなされる。次いで記憶パターンバッファＡ122 の
内容は記憶パターンバッファＢ123 にも複写される。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年２月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【数１】

Claims (43)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数の異なったパターンを学習する自己
    組織化パターン学習システムにおいて、 多数のパターンを記憶するパターン群記憶手段と、入力
    されたパターンを表示する入力パターン表示手段と、光
    検出手段とからなり、該入力パターン表示手段、該パタ
    ーン群記憶手段、該光検出手段のすべてまたはいずれか
    ２つの手段が隣接して配置され、前記パターン群記憶手
    段に記憶されている各記憶パターンと、前記入力パター
    ン表示手段に表示された入力パターン群とのパターン相
    関度を、前記光検出手段により光学的に検出する光学的
    パターン相関度検出手段と、 該光学的パターン相関度検出手段により検出された光学
    的パターン相関度と前記入力パターンとに応じて、学習
    パターン群を作成する学習パターン群作成手段と、 該学習パターン群作成手段により作成された学習パター
    ン群に応じて、前記パターン群記憶手段に記憶されてい
    る記憶パターン群を更新する記憶パターン更新手段とか
    らなることを特徴とする自己組織化パターン学習システ
    ム。
  2. 【請求項２】 前記光学的パターン相関度検出手段が、
    入力パターン表示手段、パターン群記憶手段、光検出手
    段の順に配置されてなることを特徴とする請求項１記載
    の自己組織化パターン学習システム。
  3. 【請求項３】 前記入力パターン表示手段から前記パタ
    ーン群記憶手段へのパターンの伝達を、強度パターン光
    によって行うことを特徴とする請求項２記載の自己組織
    化パターン学習システム。
  4. 【請求項４】 前記入力パターン表示手段から前記パタ
    ーン群記憶手段へのパターンの伝達を、偏光パターン光
    によって行うことを特徴とする請求項２記載の自己組織
    化パターン学習システム。
  5. 【請求項５】 前記入力パターン表示手段が、照明手段
    と、該照明手段から出力される光を変調して入力パター
    ン光を発生する光変調素子とからなることを特徴とする
    請求項２，３または４記載の自己組織化パターン学習シ
    ステム。
  6. 【請求項６】 前記入力パターン表示手段が、入力パタ
    ーン光を発生する発光素子からなることを特徴とする請
    求項２または３記載の自己組織化パターン学習システ
    ム。
  7. 【請求項７】 前記光学的パターン相関度検出手段が、
    パターン群記憶手段、入力パターン表示手段、光検出手
    段の順に配置されてなることを特徴とする請求項１記載
    の自己組織化パターン学習システム。
  8. 【請求項８】 前記パターン群記憶手段から前記入力パ
    ターン表示手段へのパターンの伝達を、強度パターン光
    によって行うことを特徴とする請求項７記載の自己組織
    化パターン学習システム。
  9. 【請求項９】 前記パターン群記憶手段から前記入力パ
    ターン表示手段へのパターンの伝達を、偏光パターン光
    によって行うことを特徴とする請求項７記載の自己組織
    化パターン学習システム。
  10. 【請求項１０】 前記パターン群記憶手段が、照明手段
    と、該照明手段から出力される光を変調して光パターン
    を発生する光パターン変調素子群とからなることを特徴
    とする請求項７，８または９記載の自己組織化パターン
    学習システム。
  11. 【請求項１１】 前記パターン群記憶手段が、光パター
    ンを発生する光パターン発光素子群とからなることを特
    徴とする請求項７，８または９記載の自己組織化パター
    ン学習システム。
  12. 【請求項１２】 前記学習パターン群作成手段が、前記
    光学的パターン相関度検出手段により検出される前記パ
    ターン相関度に応じて、電気的な演算により重み付けら
    れた学習パターン群を作成する学習パターン群演算手段
    と、前記学習パターン群を表示する学習パターン群表示
    手段とからなることを特徴とする請求項１記載の自己組
    織化パターン学習システム。
  13. 【請求項１３】 前記学習パターン群表示手段が、照明
    手段と、該照明手段から出力される光を変調して前記学
    習パターン群を出力する光変調素子群とからなることを
    特徴とする請求項12記載の自己組織化パターン学習シス
    テム。
  14. 【請求項１４】 前記学習パターン群表示手段が、前記
    学習パターン群を出力する発光素子群からなることを特
    徴とする請求項12記載の自己組織化パターン学習システ
    ム。
  15. 【請求項１５】 前記学習パターン群作成手段が、前記
    光学的パターン相関度検出手段により検出される前記パ
    ターン相関度に応じて、相関度光群を出力する相関度光
    群出力手段と、該相関度光群出力手段により出力された
    相関度光群の各相関度光を入力パターンに応じたパター
    ン光に変調する入力パターン表示手段とからなることを
    特徴とする請求項１記載の自己組織化パターン学習シス
    テム。
  16. 【請求項１６】 前記相関度光群出力手段が、照明手段
    と複数の光変調素子群とからなり、該照明手段から出力
    される光を前記複数の光変調素子毎に変調して前記相関
    度光群を出力することを特徴とする請求項15記載の自己
    組織化パターン学習システム。
  17. 【請求項１７】 前記相関度光群出力手段が、前記相関
    度光群を出力する発光素子群からなることを特徴とする
    請求項15記載の自己組織化パターン学習システム。
  18. 【請求項１８】 前記光学的パターン相関度検出手段を
    構成する前記光検出手段が複数の相関度検出素子からな
    り、前記相関度光群出力手段の各光変調素子が、前記各
    相関度検出素子に対応して隣接することを特徴とする請
    求項16記載の自己組織化パターン学習システム。
  19. 【請求項１９】 前記光学的パターン相関度検出手段を
    構成する前記光検出手段が複数の相関度検出素子からな
    り、前記相関度光群出力手段の各発光素子が、前記各相
    関度検出素子に対応して隣接することを特徴とする請求
    項17記載の自己組織化パターン学習システム。
  20. 【請求項２０】 前記相関度光群出力手段が、前記光学
    的パターン相関度検出手段を兼ねる光検出／出力手段で
    あることを特徴とする請求項15，16または17記載の自己
    組織化パターン学習システム。
  21. 【請求項２１】 前記学習パターン群作成手段を構成す
    る前記入力パターン表示手段に表示する前記入力パター
    ン群を、電気的演算手段によって作成することを特徴と
    する請求項15記載の自己組織化パターン学習システム。
  22. 【請求項２２】 前記学習パターン群作成手段を構成す
    る前記入力パターン表示手段に表示する前記入力パター
    ン群を、光学的手段によって作成することを特徴とする
    請求項15記載の自己組織化パターン学習システム。
  23. 【請求項２３】 前記光学的または前記電気的手段によ
    って作成された前記入力パターン群を、前記学習パター
    ン群作成手段を構成する前記入力パターン表示手段に電
    気的手段によって書き込み表示することを特徴とする請
    求項21または22記載の自己組織化パターン学習システ
    ム。
  24. 【請求項２４】 前記光学的または前記電気的手段によ
    って作成された前記入力パターン群を、前記学習パター
    ン群作成手段を構成する前記入力パターン表示手段に光
    学的手段によって書き込み表示することを特徴とする請
    求項22記載の自己組織化パターン学習システム。
  25. 【請求項２５】 前記相関度光群出力手段から出力され
    る前記パターン相関度を光の強度により伝達することを
    特徴とする請求項15から24のいずれか１項記載の自己組
    織化パターン学習システム。
  26. 【請求項２６】 前記相関度光群出力手段から出力され
    る前記パターン相関度を光の偏光状態により伝達するこ
    とを特徴とする請求項15から24のいずれか１項記載の自
    己組織化パターン学習システム。
  27. 【請求項２７】 前記光学的パターン相関度検出手段を
    構成する前記入力パターン表示手段と、前記学習パター
    ン群作成手段を構成する前記入力パターン表示手段と
    が、共通の手段であることを特徴とする請求項15記載の
    自己組織化パターン学習システム。
  28. 【請求項２８】 前記学習パターン群作成手段が、入力
    パターンに応じたパターン光群を出力する入力パターン
    出力手段と、前記光学的パターン相関度検出手段により
    検出される前記パターン相関度に応じて、前記入力パタ
    ーン出力手段から出力される前記入力パターン光群を変
    調する相関度光群変調手段とからなることを特徴とする
    請求項１記載の自己組織化パターン学習システム。
  29. 【請求項２９】 前記学習パターン群作成手段を構成す
    る前記入力パターン出力手段がパターン表示素子からな
    り、該パターン表示素子に表示する入力パターン群を、
    電気的演算手段によって作成することを特徴とする請求
    項28記載の自己組織化パターン学習システム。
  30. 【請求項３０】 前記学習パターン群作成手段を構成す
    る前記入力パターン出力手段がパターン表示素子からな
    り、該パターン表示素子に表示する入力パターン群を、
    光学的手段によって作成することを特徴とする請求項28
    記載の自己組織化パターン学習システム。
  31. 【請求項３１】 前記学習パターン群作成手段を構成す
    る前記入力パターン出力手段が前記入力パターン群を電
    気的に書込み可能なパターン表示素子からなり、該パタ
    ーン表示素子に前記入力パターン群を、電気的手段によ
    って書き込み表示することを特徴とする請求項28，29ま
    たは30記載の自己組織化パターン学習システム。
  32. 【請求項３２】 前記学習パターン群作成手段を構成す
    る前記入力パターン出力手段が前記入力パターン群を光
    学的に書込み可能なパターン表示素子からなり、該パタ
    ーン表示素子に前記入力パターン群を、光学的手段によ
    って書き込み表示することを特徴とする請求項28，29ま
    たは30記載の自己組織化パターン学習システム。
  33. 【請求項３３】 前記入力パターン出力手段が、照明手
    段と複数の光変調素子とからなり、前記照明手段からの
    光を前記複数の光変調素子毎に変調して前記入力パター
    ン光群を出力することを特徴とする請求項28から32のい
    ずれか１項記載の自己組織化パターン学習システム。
  34. 【請求項３４】 前記入力パターン出力手段が、前記入
    力パターン光群を出力する発光素子群であることを特徴
    とする請求項28から32のいずれか１項記載の自己組織化
    パターン学習システム。
  35. 【請求項３５】 前記光学的パターン相関度検出手段を
    構成する前記入力パターン表示手段と、前記学習パター
    ン群作成手段を構成する前記入力パターン表示手段と
    が、共通の手段であることを特徴とする請求項28から34
    のいずれか１項記載の自己組織化パターン学習システ
    ム。
  36. 【請求項３６】 前記入力パターン出力手段が、前記相
    関度光群変調手段に隣接することを特徴とする請求項28
    から34のいずれか１項記載の自己組織化パターン学習シ
    ステム。
  37. 【請求項３７】 前記記憶パターン更新手段が、前記学
    習パターン群作成手段によって作成された前記学習パタ
    ーン群に応じて、前記パターン群記憶手段に記憶されて
    いる前記記憶パターン群を光学的に更新することを特徴
    とする請求項１記載の自己組織化パターン学習システ
    ム。
  38. 【請求項３８】 前記光学的パターン相関度検出手段を
    構成する前記光検出手段により検出される光と、前記記
    憶パターン更新手段により前記記憶パターン群が更新さ
    れる光とが、前記パターン群記憶手段の光学的特性に応
    じた異なる波長の光であることを特徴とする請求項37記
    載の自己組織化パターン学習システム。
  39. 【請求項３９】 前記記憶パターン更新手段が、前記学
    習パターン群作成手段によって作成された前記学習パタ
    ーン群に応じて、前記パターン群記憶手段に記憶されて
    いる前記記憶パターン群を電気的に更新することを特徴
    とする請求項１記載の自己組織化パターン学習システ
    ム。
  40. 【請求項４０】 前記光学的パターン相関度検出手段を
    構成する前記パターン群記憶手段に記憶されている前記
    記憶パターン群のすべてまたはその一部を消去する記憶
    パターン消去手段を有することを特徴とする請求項１記
    載の自己組織化パターン学習システム。
  41. 【請求項４１】 前記記憶パターン消去手段が電気的手
    段であることを特徴とする請求項４０記載の自己組織化
    パターン学習システム。
  42. 【請求項４２】 前記記憶パターン消去手段が電気的手
    段と光学的手段との組み合わせからなることを特徴とす
    る請求項４０記載の自己組織化パターン学習システム。
  43. 【請求項４３】 前記記憶パターン更新手段が、前記光
    学的パターン相関度検出手段を構成する前記パターン群
    記憶手段からなることを特徴とする請求項１記載の自己
    組織化パターン学習システム。
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