[发明专利]一种基于忆阻器阵列的K-means分类器及其分类方法

权利要求书

1.一种基于忆阻器阵列的K-means分类器，其特征在于，包括：第一控制模块、忆阻器阵列、第二控制模块、数据比较模块和输出模块；

所述忆阻器阵列包括第一忆阻器阵列、第二忆阻器阵列、第三忆阻器阵列、第四忆阻器阵列，第一忆阻器阵列和第四忆阻器阵列的各位线相连，第二忆阻器阵列和第三忆阻器阵列的各位线相连，第一忆阻器阵列和第二忆阻器阵列的各字线相连，第三忆阻器阵列和第四忆阻器阵列的各字线相连；

所述第一控制模块用于从输入的待分类数据集中随机选取聚类中心，经写电压编码后，分别存储到第一忆阻器阵列和第二忆阻器阵列中，同时将待分类数据集中的待分类数据经写电压编码后，分别存储到第三忆阻器阵列和第四忆阻器阵列中；并对待分类数据和聚类中心各权重的相反数进行读电压编码后，分别施加到第二忆阻器阵列和第一忆阻器阵列的位线上，其中，聚类中心各维度信息即为权重；

所述忆阻器阵列用于分别在聚类中心和待分类数据所在行上，实现第一控制模块输入的读电压编码后的待分类数据与聚类中心之间、以及各权重的相反数与聚类中心之间的点乘运算，并将所得结果按行进行累加后，输出到第二控制模块中；

所述第二控制模块用于将忆阻器阵列输入的待分类数据和聚类中心所在行的计算结果相减，得到聚类中心和待分类数据的欧式距离，并输出到数据比较模块中；

所述数据比较模块用于将待分类数据划分到与其距离最近的聚类中心所在的类上，并将分类结果分别输出到第二控制模块和输出模块中；

所述第二控制模块还用于根据数据比较模块输入的分类结果，确定待更新聚类中心所在行，通过对预设学习率及其相反数进行读电压编码后，分别输出到忆阻器阵列中待分类数据和待更新聚类中心所在行上；

所述忆阻器阵列还用于分别在待分类数据和待更新聚类中心所在行上，实现第二控制模块输入的预设学习率与待分类数据之间、以及预设学习率的相反数与待更新聚类中心之间的点乘运算，并将所得结果按列进行累加后得到各权重变化值，并输出到第一控制模块中；

所述第一控制模块还用于将忆阻器阵列输入的各权重变化值经过写编码后，分别输出到忆阻器阵列位线上；

所述忆阻器阵列还用于基于第一控制模块位线上输入的各权重变化值，更新待更新聚类中心的权重；

所述输出模块用于当聚类中心权重不再改变时，将数据比较模块输入的待分类数据的分类结果输出。

2.根据权利要求1所述的基于忆阻器阵列的K-means分类器，其特征在于，所述忆阻器阵列以中心线为基准平移对称。

3.根据权利要求1所述的基于忆阻器阵列的K-means分类器，其特征在于，忆阻器阵列大小为(k+1)×2M，其中，k为聚类类数，M为样本数据的维度；所述第一忆阻器阵列和第二忆阻器阵列以中心线为基准平移对称，均由k行M列的忆阻器构成；所述第三忆阻器阵列和第四忆阻器阵列以中心线为基准平移对称，均由1行M列的忆阻器构成。