Нейроноподобная модель для анализа изображения

(51 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВ260235/28-140.06870.07.89. Бюл. Р 28аганрогский радиотут им. В,ДКалмыков(57) Иэобретрованию нейро ннческий(ТРТИ) ие относит инстит (72) 10 (53) 6 (56) А Л" 9207 ст ных стр изображ ур, ос.Галуе ний в тель- енени ализ ляющих анной системепри разрабтоматическо может найти при технических сис тво ССС 1980от анализа изобретейии ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ.бр т пя - рдсширеие фуцкциоцапььх дм жас той уте.выделения движущихся пций дпаццой тапиццы дли5 :.ы и аретш. 11 астдн.еццдя цепьцгигдется зд счет ннецсия в сас-.г;цагэ устройства нейронопоцабцых элементов , 6, 8 трех типов и ч.тырех счетчиков 7. Структура ма О цели такова, чта анд мажет быть настроена нд режим выделения контураиобрджеция цпи ца режим выделенияотрезков. Если ширица ацализируемыхпрямых :шций заранее известна, тоцейроноподобная модель позволяет выделять скорость и направление их движения по полю фотоприемных элементов2 матрицы . з.п. ф-лы, 1 ил.электрические.В качестве элементов всех трех рупп цейрацападабных элементов 6, 8 используется ацин тип нейрона, а именна араганый суммирующий нейрац, принципы остраеция и функционирования кэтарго известны. 55 Изобретение относится к моделированию нейронных структур, осуществпяющих дцдлиз изображений в зрительай системс, и мажет найти применецие при разработке технических систем ,нта мд теско го дцдлиза изображений и в системах технического зрения роба тоэ,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем выделения днжущцхся линий заданной топщицы, цпшь и ориентации.Нд чертеже цредставлеа фуцкциоль я схеыд моделиГ 1 ацель состоит из первой матрицы 1 размерностью пп фотоприемных эле- О ментов 2 второй матрицы 3 размерностью пкп цейроцаподобных элементов 4 первого типа, выходы которых янляются выходами 5,э модели, нейроападабных элементов 6 второго типа, 35 счетчиков 7, цейрацоподобных элементов 8 третьего типа и выходов модели 9 , 9 9 э 9, ц 10 10,Оэ 10.Симдптические входы модели обозначецы стрелками, .отоприемные элементы 40 2 первой матрицы ц нейронаподобные элемецть 4 второй матрицы связаны между собой чта вхадь каэдогацейроцоподобнага .элемента 4 подключены к ньходам . ; 1-1 ; . 1-1; 45 .+1 1; э. 1+1 фотоприемных элементов 2.В качестве фотоприемных элементов2 могут быть спапьзонань фотодиоды,фототрацзистары и т.п. т.е. элемен Оты, обеспечивающие преобразованиенриццмаемых оптических сигналон н Модель работает следующим образам,Изображение объекта проецируется цд матрицуфотоприемных элементов 2. На выходах тех фоториемных элементов 2, ца которые попадает изобрджецие, появляются единичные сигналы, нд выходах остальных элементов 2 - нулевые сигналы. Выходные сигналы Х; фотоприемных элементов поступают на симаптические входы нейроноподобных элементов 4 первого типа второй матрицы 3. При этом, если на матрицуфотоприемных элементов 2 проецируется неподвижное изображение плоского объекта, на выходах 5 5моделей нейрона 4 матрицы 3 форми. руется контур этого объекта.Выделение неподвижных изображений в виде отрезков прямых линий заданной длины и ориентации осуществляется в том случае, когда ориентация этих отрезков строго совпадает с ориентацией центрального сголбца центральной строки или одной из двух главных диагоналей матрицыфотоприемных элементов 2. Для настройки нейронной модели на выделение данного класса изображений необходимо в каждом нейтроноподобном элементе 4 матрицы 3 положить значение порогаО, а значение симаптических весов= 1, = = 4=О. При проецировании на матрицу 1 фотоприемных элементов 2 отрезка прямой линии, ориентация которой строго совпадает, например, с центральной строкой матрицы 1, происходит возбуждение нейроноподобных элементов 4, соответствующих центральной строке матрицы 3, и, следовательно, возбуждение ,если длина отрезка превышает заданное значение порога 0 ) нейронопоцобных элементов 6 второго типа. Врезультате ца соответствующем выходе 91 9 г 9 9, (в данном случае выход 9) цейроцоподобной модели появляется единичный сигнал, свидетельствующий о выделении моделью отрезка прямой линии заданной длины и ориентации. Выделение отрезков прямых линий другой длины и ориентации осуществляется аналогичным образом,Для настрОйки нейронной модели на выделение движущихся отрезков прямых линий заданной длины, ширины и ориентации необходимо в каждом нейроноподобном элементе 4 матрицы 3 и в каждом нейроноподобном элементе 6 второго типа задать те же значения симаптических весови порогов 6что и в предыдущем случае. Наряду с этим, в каждом нейроноподобном элементе 8 третьего типа значение симаптического весанеобходимо положить равным единице, а значения порогов 1 в этих моделях будут определять ту минимальную ширину отрезка прямой линии, на выделение которой настраивается нейроноподобная модель. При этом так же, как и в предыдущем случае, выделение отрезков прямых линий происходит в случае строгого совпадения их ориентации с ориентацией централей матрицы 1, При проецировании на матрицу 1 движущегося отрезка прямой линии, ориентация которого строго совпадает, например, с центральной строкой матрицы 1, на выходах фотоприемных элементов 2, образующих центральную строку и накрываемых проецируемым отрезком, появляются единичные сигналы, которые поступают на входы соответствующих нейроноподобных элементов 4, образующих центральную строку матрицы 3. Под действием этих сигналов указанные элементы 4 возбуждаются и единичные сигналы возбуждения с их выходов поступают на входы нейроноподобных элементов 6 второго типа, Если длина анализируемого отрезка больше значения порога 0 нейроноподобного элемента 6, то на его выходе появляется единичный сигнал, который поступает на счетный вход счетчика 7. Если проецируемое изображение отрезка прямой продолжает занимать центральную строку матрицы 1, то в следующий такт времени содержимое счетчика 7 увеличивается на единицу. Так продолжается до тех пор, пока движущееся изображение отрезка прямой линии це( Вобсцц " 3 ЛЕсцть 1 Иецт 1 гальц . ИРки матрицы 1. В резултате в г "тчи .ке " гЪормируется число, соотг.твуюшг ширине анализируемого отрезкапрямой линии. одержимое сч -.чи: поступает на вход нейроноцодобных элементов 8 третьего типа, где сравнивается с заданным значением порога.Если содержимое счетчика превышаетзначение порога элемента 8, то на еговыходе и, следовательно, на выходе10, (в данном случае ) появляется единичный сигнал, свидетельствующий о 15 выделении моделью движущегося отрезка прямой линии заданной длины, ширины и ориентации. Выделение движущихся отрезков прямых линий другойориентации, длины и ширины происхо дит аналогичным образом,Формула изобретенияНейроноподобная модель для анали за изображения, содержащая фотоприемные элементы, выполненные в матричном виде, соединенные с нейроноподобными элементами суммирующего типа выборочным образом, о т л и ч а ю 30 щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем выделения движущихся линий заданной толщины длины и ориентации, в него введены нейроцоподобные элементы трех типов и четыре счетчика, причем фотоприемные элементы и нейроноподобные элементы первого типа образуют соответственно две матрицы размером пхп где и - количество строк 40 или столбцов в матрице элемента, входы каждого нейроноподобного элемента первого типа подключены соответственно к выходам пяти фотоприемных элементов, выходы нейроноподобных элементов первого типа, составляющих центральный столбец, центральную строку и две главные диагонали матрицы, являются первыми выходами устройства и одновременно подключены соответственно к входам четырех нейроноподобных элементов второго типа, выходы которых являются вторыми выходами устройства и одновременно подключены соответственно к входу четырех счетчиков, выходы которых соединены с входами соответствующих четырех нейроноподобных элементов третьего типа, выходы которых являются третьими выходами устройства.