Устройство для моделирования нейрона

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2 Ы 278 (21) 2700882/18-24 (51) М3 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет О 06 С 7/60 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В, Л, Кузьменко Львовский государственный медицинский институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОНА1Изобретение относится к специали"эированным устройствам для распознавания образов и может быть использовано. в системах контурного сканирования в качестве элемента, выделяющего 5экстремум входной сигнальной последовательности, соответствующий контуру изображения, а также в системах.автоматического регулйров анйя,Известно устройство для моделирования нейрона, содержащее преобразователи частоты в напряжение, выполненные в виде последовательно соединенных мультивибратора, интегратора и.согласующего элемента, входы которыхподключены к соответстующим источни"кам входных импульсов, а выходы сое"дикены с соответствующими входамисумматора, выход которого через последовательно соединенные схему срав" 2 Онения.и преобразователь напряжения вчастоту подключен к блоку формироватеЛя выходных импульсов 11, Недостатком этого устройства является невозможность четкого выделения экстремумов входных последовательностей,Наиболее близким по техническомурешению к предпагаемому является устройство для моделирования нейрона,содержащее сумматор, выход которого 2через последовательно соединенныепервую схему. сравнения и преобразователь напряжения в частоту подключенк формирователю выходных импульсов,и возбуждающих и щ тормозящих каналов,каждый из которых содержит источниквходных импульсов, выход которогоподключен к входу первого преобразователя частоты в напряжение данногоканала, элемент задержки, второйпреобразователь; выходы ключей соединены 1 с соответствующими входами сумматора 2,Однако это устройство, выдепяя изменения входной последовательности,не дифференцирует экстремум входнойпоследовательности от других возмож-.ных ее изменений, Например, при увели"чении частоты следования импульсов навходе устройства на выходе его будут,сигналы независимо от того, как дапееменяется частота следования импуль"сов.Цель изобретения - повышение точности моделирования распознавания сен"сорной информации в центральной нервной системеУказанная цель достигается тем,что в устройство для моделированиянейрона, содержащее первый сумматор,выход которого через последователь.но соединенные схему сравнения и преобразователь напряжения в частоту подключен к входу формирователя выходных импульсов, источник входных импульсов, выход которого подключен к входу первого преобразователя частоты в напряжение и через первый элемент задержки соединен с входом втоРого преобразователя частоты в напряжение, и ключи, выходы кбторых подклю- о чены соответственно к первому и второму входам первого сумматора, введены сумматоры, третий преобразователь частоты в напряжение и второй элемент задержки, выход которого через третий преобразователь частоты в напряжение15 подключен к одному входу второго сумматора, выход первого преобразователя частоты в напряжение подключен к одному входу третьего сумматора, другие входы второго и третьего сумматоров соединены с выходом второго преобразователя частоты в напряжение выход второго сумматора подключен к информационному входу первого ключа и к управляющему входу второго ключа, ин формационный вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, выход первого элемента задержки соединен с входом вто рого элемента задержки.На черетеже представлена структурнаясхема устройства.Устройство содержит источник 1 входных импульсов, элементы задержки 5 2 и 3, преобразователи 4, 5 и б часто- ты в напряжение, третий 7 и второй8 сумматоры, первый 9 и второй 10 ключиР первый сумматор 11, схему сравнения 12, преобр аз ов атель 13 напр яжени я в частоту и формирователь 14 выходных импульсов.Устройство работает следующим образом.На вход устройства поступает импульсная последовательность с частотой следования импульсов Р , Р, Р в интервалах времени С ,, 2,При этом интервал времени т. задается вреМенными характеристиками элементов задержки, которые равны между собой, Через время 21 на входы всех трех преобразователей 4, 5 и б частоты в, напряжение одновременно поступают импульсные последовательности с частотой следования: на вход преобразователя 4 -Р, на вход преобразователя 5, - Р 1 и на вход преобразователя б - Р . Далее соответствующее напряжение П, О, Б, на выходах преобразователей постуйает на входы сумма- щ торов 7 и 8, причем напряжение Увна инвертирующий вход сумматора 7, напряжение Б - на неинвертирующие входы сумматоров 7 и 8 и напряжениеП 1 - на инвертирующий вход сУмматоРа 5 8, Далее происходит сравнение нанряжений Ц с П.1 и П, с О. При этом,если П ) Пь и П ) Б 1 р то на выходахсумматоров 7 и 8 появляется напряжение, и оба ключа 9 и 10 открываются,и напряжение поступает на вход сумматора 11.Если П = П Б 1то ключ, соответствующий выходу сумматора, на котором есть напряжение,будет закрыт, и на выходе устройстване будет сигнала,Напряжение с выхода сумматора 11подается на вход схемы сравнения 12,а затем - на вход преобразователя 13напряжения в частоту, Затем импульсыс частотой, пропорциональной напряжению, поступают на вход формирователявыходных импульсов, выход которогоявляется выходом устройства,Устройство предназначено, в основном, для применения в качестве главного элемент а в си стемах выделения контуров зрительного образа, а также возможно его применение в других системах в качестве элемента, выделяющего экстремум, При этом устройство не реагирует на медленные и длительные изменения входной последовательности, На выходе его появляются сигналы лишь в том случае, если изменения частот входной последовательности носят кратковременныйхарактер, с интервалами времени не больше характеристики элемента задержки, что способствует распознаванию линии в зрительном образе, при частотно-импульсном кодировании образа.Применение сети, состоящей из таких устройств, позволит достаточно четко выделять в изображении участкиУ насыщенные линиями, т,е, наиболее информативные,Формула изобретенияУстройство для моделирования нейрона, содержащее первый сумматор, выход которого через последовательно соединенные схему сравнения и преобразователь напряжения в частоту подключен к входу формирователя выходных импульсов, источник входных импу" льсов, выход которого подключен к входу первого преобразователя частоты в напряжение и через первый элемент задержки соединен с входом второго преобразователя частоты в напряжение, и ключи, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого сумматора, отличающееся тем что, с целью повышения точности моделирования, в него введены сужиаторы, тре"765 В 26 0 Составитель И. ДубининаТехред М.Рейвес Корректор М, КостаПодписное Редактор Т. Иванов Заказ 6 511/46 Тираж 7.,51ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 тии преобразователь частоты в напряжение и второй элемент задержки, выход которого через третий преобразователь частоты в напряжение подключенк одному входу второго сумматора, выход первого преобразователя частотыв напряжение подключен к одному входутретьего сумматора, другие входы второго и третьего сумматоров соединеныс выходом второго преобразователячастоты в напряжение, выход второгосумматора пэдключен к информационному входу первого ключа и к управляющему входу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выход которого подключен к управляющему входупервого ключа, выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2346690/246 06 6 7/60,1977.2, авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2543365/24, 6 06 С 7/60,19 77 (прототип)