Implementation photonique d'un reseau neuronal multicouches

Optical implementation of a multilayered neural network

• Auteur / Autrice : PHILIPPE POYET
• Direction : Patrick Meyrueis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

Les reseaux de neurones formels permettent de traiter des flux massifs de donnees et de resoudre des problemes cognitifs inaccessibles par des methodes classiques. L'architecture multicouches s'avere tres efficace en classification automatique. Malheureusement, sa regle d'apprentissage par retropropagation du gradient est tres longue a converger. Par une etude informatique, nous avons constate qu'aucune des methodes d'acceleration existantes ne s'avere particulierement performante. Ceci confirme l'interet de developper des implementations plus rapides et tout particulierement des dispositifs photoniques. Les calculs intervenant dans le processus neuronal multicouches etant essentiellement des produits matrice-vecteur, l'optique devrait permettre de les effectuer de maniere massivement parallele. Nous avons donc opte pour la realisation d'un module photonique de produit matrice-vecteur et resolu les problemes lies a une telle mise en uvre. Concu a partir d'une source de lumiere a tube cathodique, d'un modulateur a cristaux liquides et d'un detecteur ccd, ce dispositif a ete teste avec succes dans une application de reconnaissance de caracteres. Limite a 25 neurones par couche, il est capable de traiter des signaux bruites a une vitesse de 3000 interconnexions par seconde. La phase de generalisation photonique s'etant averee possible, l'apprentissage optique a ete simule informatiquement a partir des constatations experimentales. Un montage susceptible de l'implementer a ete propose, sans etre toutefois teste. Les performances envisageables, bien que conditionnees par les progres technologiques, confirment la photonique comme une solution a fort potentiel