清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

High accuracy inference by an optical neural network implementation

MNIST数据库 Softmax函数 计算机科学 人工神经网络 人工智能 反向传播 上下文图像分类 推论 数据处理 特征提取 数据分类 模式识别(心理学) 机器学习 数据库 图像(数学)
作者
Shun Miura,Mihoko Otake,Hiroyuki Kusaka,M. Kashiwagi,Yuichiro Kunai,Takahiro Nambara,Yoshiyuki Yamada
标识
DOI:10.1117/12.2643679
摘要

In recent years, sensing and imaging have significantly progressed due to AI algorithms such as Neural Network (NN). The main issues of applying NNs to information processing are the limited processing speed and high energy consumption of electronic processors. Optical Neural Network (ONN), which utilizes diffraction and propagation of light for processing, is an intriguing implementation of an ultra-fast and low-energy-consuming NN. However, previous studies of ONN are mainly on simulations due to the experimental difficulty of processing more than hundreds of input data. In hardware implementations, the performance or the classification accuracy of ONNs can be reduced by the noise and the displacements. Therefore, not only must the ONN achieve high theoretical accuracy, but it must also be robust to these experimental errors. In this study, the classification of 1,000 MNIST input data (100 data for each of 10 classes) was realized experimentally as well as theoretically, taking advantage of our novel setup with a variable spatial light modulator (SLM). With our experimental configuration, we investigated the classification accuracy with several loss functions for the ONN training. The inference accuracy of the MNIST classification task was up to 97% in the simulation and ~95% in the experiment by softmax-cross-entropy (SCE) loss function. Also, the classification accuracy of 98% for a Surface crack classification and 93% for a Pollen classification was achieved experimentally. These results show that SCE can realize high-accuracy classification in the ONN implementation. Our results revealed the high application capability of the optical neural network for practical sensing tasks.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
阿梨完成签到,获得积分10
4秒前
义气一德应助Lny采纳,获得10
6秒前
一叶飘红完成签到,获得积分10
7秒前
whitepiece完成签到,获得积分0
12秒前
HHW完成签到,获得积分10
17秒前
LELE完成签到 ,获得积分10
20秒前
changfox完成签到,获得积分10
28秒前
活泼的厅厅完成签到,获得积分10
30秒前
千帆破浪完成签到 ,获得积分10
37秒前
Christian完成签到,获得积分10
59秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Fairy4964完成签到,获得积分10
1分钟前
勤奋的星星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
天天快乐应助Fairy4964采纳,获得10
1分钟前
gucj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
苏亚婷完成签到,获得积分10
1分钟前
糕糕完成签到 ,获得积分10
1分钟前
时尚的访琴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
金碧辉煌素质高完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Fairy4964发布了新的文献求助10
1分钟前
现代大神完成签到 ,获得积分10
1分钟前
张笨笨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Drwenlu完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
打打应助Bryan采纳,获得10
2分钟前
xichang完成签到 ,获得积分10
2分钟前
细心的如天完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Dave完成签到,获得积分10
2分钟前
Dave发布了新的文献求助10
2分钟前
追梦完成签到,获得积分10
2分钟前
ycc666完成签到 ,获得积分10
2分钟前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
2分钟前
秋迎夏完成签到,获得积分0
2分钟前
烟花应助科研通管家采纳,获得30
2分钟前
情怀应助科研通管家采纳,获得100
2分钟前
云峤完成签到 ,获得积分10
3分钟前
weihe完成签到,获得积分10
3分钟前
时尚的哈密瓜完成签到,获得积分10
3分钟前
VirgoYn完成签到,获得积分0
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Learning manta ray foraging optimisation based on external force for parameters identification of photovoltaic cell and module 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6376441
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8189680
关于积分的说明 17294764
捐赠科研通 5430309
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2872899
邀请新用户注册赠送积分活动 1849514
关于科研通互助平台的介绍 1695032