Устройство для моделирования прослеживающих движений глаза

Союз Советскмх Социапнстнчвскии РеспублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕИЬСТВУДата опубликования описания 10 58 Автор о, Я.В. Борис и П,Ю, МартЫтпок-Лспоцки обретения зьм едицинд 1 71 ЗаявитеЛьвовс государственны институт 54) УСТРОЙ дли мОделиРОВАния пРОслежиВАющиДВИЖЕНИЙ ГЛАЗА для моделирования газодвигательного центра 2,Однако данное устройство не приспособлено для выделения информатив ньюс участков и зависимости времени фиксации иэображения от степени информативности.Цель изобретенициональных возможнта частоты смены кков в центральной 1 О ра ма никаУказанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования прослеживающих движений глаза, содержащее первую модель нейрона, дополнительно введены светоприемник,группа блоков выделения экстремумов, сумматор и вторая модель нейрона причем выход первой модели нейрона является выходом устройства, выход второй модели нейройа подключен к тормозным и управляющим входам первой модели нейрона, Входы блоков выделения экстремумов группы соединены с соответствукщими выходами светоприемни ка, выходы блоков выделения экстремумов группы подключены к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с первым входом второй модели 5 0 Устройство относится к бионике и предназначено для моделирования прослеживающих движений глаза при проекции образа на центральное поле зрения, в частности, для моделирования временной зависимости нахождения проекции иэображения зрительного обза в центральном поле от его инфортивностиИзвестно устройство для моделирования нейрона, содержащее сумматоры, схему сравнения, преобразователь частоты в напряжение, преобразоват ль напряжения в частоту, элементы эадерж. ки, которое может быть использовано для выделения экстремумов входной сигнальной последовательности, соответствующей контуру изображения ,1Г 1Однако это устройство не моделирует зависимость времени рассмотрения изображения от его информативности, те, количество экстремумов в изображении.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования нейрона, содержащее сумматор, преобразователи частоты в напряжение, преобразователь напряжения в частоту, Формирователь выпавших импульсов и ключ, которое можно использовать я - расширение функостей за счет учеонтрастных участобласти светоприем 855683нейрона, выход сумматора подключенко второму и третьему входам второймодели нейрона.Кроме того, блок выделения экстремумов содержит три преобразователячастоты в напряжение, два элементазадержки, два сумматора и ключ, причем вход первого преобразователячастоты в напряжение подключен к входу первого элемента задержки и является входом блока, вход второго преобразователя частоты в напряжение со единен с выходом первого элементазадержки и входом второго элементазадержки, выход которого подключен квходу третьего преобразователя частоты в напряжение. Выход первого 15преобразователя частоты в напряжениесоединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен кинформационному входу ключа, выходкоторого является выходом блока, выход второго преобразователя частотыи напряжение подключен ко второмувходу первого сумматора и первомувходу второго сумматора, выход третьего преобразователя частоты в напряжение подключен ко второму входу вто"рого сумматора, выход которого соединен с управляющим входом ключа.Устройство содержит два вида блоков выделения экстремумов: блок выделения нижних экстремумов и блоквыделения верхних экстремумов. В блоках выделения экстремумов выход второго преобразователя подключен кинвертирующим входам сумматоров, авыход первого и выход второго преобра 35эователей - к неинвертирующим входамсумматоров, в блоках же выделенияверхних экстремумов выход второгопреобразователя подключен к неинвертирующим входам, а выходы первого и 40второго преобразователей - к инвертирующим входам соответствующих сумматоровНа фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - блок-схемадля выделения нижних экстремумов,на фиг, 3 - блок-схема для выделенияверхних экстремумов,Устройство содержит светоприемник1, блоки 2 и 3 выделения экстремумов 50(нижних и верхних соответственно),сумматор 4, вторую модель 5 нейрона,первую модель б нейрона, исполнительный механизм 7Модель нейрона содержит преобразователи 8 частоты в напряжение возбуждающих входов, преоб 55разователи 9 частоты в напряжение,тормозных входов, сумматор 10, преобразователь 11 напряжения в частоту,блок 12 формирователя выходных импульсов; ключи 13 и 14. 0Каждый блок 2 и 3 выделения экстре-мумов входных сигналов содержит преобразователи 15-17 частоты в напряжение, блоки 18 и 19 задержек, сумматоры 20 и 21, ключ 22. 65 Устройство работает следующим об-разом.При перемещении проекции изображения на центральную область светоприемника 1, если это иэображение имеетэкстремума (темные линии на светломфоне или светлые - на темном), чтодо некоторой степени может служитьэталоном информативности образа, тона выходах блоков 2 или 3, появляются сигналы, частота следования импульсов которых пропорциональна насыщенности изображения экстремумов.В результате фоновой активностиблока б изображение образа постоянноиспытывает некоторые перемещения вцентральном поле зрения светоприемника, при этом размеры перемещений зависят от величин, характеризующихфоновую активность блока б, котораяв результате работы всего устройстваподавляется. При перемещенин изображения на выходах светоприемника 1оно проекционно соответствует расположению светочувствительных элементов, Если же такого чередований степени освещенности не наблюдается, тона входы блоков 2 и 3, поступают сигналы с одной и той же частотой следования импульсов. В этом случае навходы преобразователей 15-17, подаются одни и те же сигналы, и на инвертирующие и неинвертирующие входы сумматоров 20 и 21 поступает одинаковоенапряжеНие, вследствие чего на выходах блоков 2 и 3 отсутствуют сигналы, В случае, если частота следованияимпульсов на выходах блока 1 меняетсяи составляет Г,; Г; Г (при этомГ,Г; Г, то сигналы появляются на вйходах блоков 2, если же1Г,то сигналы имеют местона выходах блоков 3, В первом случаена выходах преобразователей 15-17напряжение соответственно равно О,О ; О и ОО; ОО, На неинвертирующие входы сумматоров 20 и 21подаются напряжения большей величины,чем на их инвертирующие входы. Напряжение на выходе сумматора 21 открывает в этом случае ключ 22 (нормальное положение которото закрытое) инапряжение с выхода сумматора 20 поступает на выход блока и на неинвертирующий вход сумматора 4,Если жеГ,; ГГ; ОО,О О, то на неинвертирующие входысумматора 4 поступает напряжение свыходов блоков 3.Работа модели 5 нейрона заключается в следующем.На один из возбуждающих входов модели 5 нейрона (вход преобразователя 8) постоянно поступают сигналы,источником которых может быть генератор или выход модели нейронной сети,моделирующей биоритмы. Сигналы с выхода нейроподобного элемента черезключ 13 (нормальное положение котороеоткрытое) поступают на один из тор.мозных входов модели нейрона (вход преобразователя 9), вас которого задается больше единицы, В результате такой обратной отрицательной связи сигналы на выходе модели 5 нейрона и напряжение на выходе его сумматора 10 будут отсутствовать, Если же на неинвертирующие входы сумматора 4 с выходов блоков выделения экстремумов сигналов поступает напряжение, то суммарное напряжение на выходе сумматора 4 закрывает ключ 13 и открывает ключ 14, нормальное положение которого открытое. В этом случае активность модели 5 нейрона больше не подавляется и на его выходе появляются 15 сигналы, которые подаются через открытый ключ 14 на возбуждающий вход нейроподобного элемента, вес которого, в зависимости от поставленных конкретных задач, задается больше (равным или меньше единицы), В том случае, если вес задается равным единице, частота следования импульсов на выходе модели 5 нейрона возрастает линейно. Соответствующее возрастающее напряжение с выхода сумматора 10 подается на инвертирующий вход сумматора 4, и в момент, когда напряжение на выходе сумматора 10 достигает напряжения на неинвертирующих входах сумматора 4, напряжение на выходе сумматора 4 исчезает и.восстанавливается нормальное положение ключей 13 и 14. Активность модели 5 нейрона сохраняется и возрастает в течение времени, которое требуется для достижения равенства суммы напряжений на неинвертирую. щих входах сумматора 4 с напряжением на его инвертирующем входе, В резуль" тате - ритмы перемещения проекции изображения в центральной области све 40 топриемника замедляются. Продолжительность снижения фоновой активности блока 6, а также глубина ее зависят от информативности изображения, что соответствует. естественным ритмам 45 прослеживающих движений глаза.Устройство предназначено для моделирования прослеживающих глазодвигательных реакций в центральном поле зрения и предлагается для применения в комплексе с устройством для моделирования нейронной сети периферического зрения, с которым оно составит более полную модель прослеживающих глаэодвигательных реакций с явлениями самоорганизации процесса прослеживаю щих движений. Устройство может применяться с любым типом светоприемников и любым типом исполнительного механизма может также найти применение в системах автоматики, поиска и ори О ентации, например в системах о автономным движением, в том числе роботов. Формула изобретения1.устройство для моделирования прослеживающих движений глаза, содержащее первую модель нейрона, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет учета частоты смены контрастных участков в центральной области светоприемника, оно дополнительно содержит светоприемник, группу блоков выделения экстремумов, сумматор и вторую модель нейрона, причем выход первой модели нейрона является выходом устройства, выход второй модели нейрона подключен к тормозным и управляющим входам первой модели нейрона, входы блоков выделения экстремумов группы соединены с соответствующими выходаМи светоприемника, выходы блоков выделения экстремумов группы подключены к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с первым входом второй модели нейрона, выход сумматора подключен ко второму и третьему входам второй модели нейрона.2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок выделения экстремумов содержит три преобразователя частоты в напряжение, два элемента задержки, два сумматора и ключ, причем вход первого преобразователя частоты в напряжение подключен к входу первого элемента задержки и является входом блока, вход второго преобразователя частоты в напряжение соединен с выходом первого элемента задержки и входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу третьего преобразователя частоты в напряжение, выход первого преобразователя частоты в напряжение соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к информационному входу ключа, выход которого является выхо" дом блока, выход второго преобразо вателя частоты в напряжение соединен со вторым входом первого сумматора и с первым входом второго сумматора, выход третьего преобразователя частоты в напряжение подключен ко второму входу второго сумматора, выход которого соединен с управляющим входом ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2700882/18-24,кле С 06 С 7/60 19782. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2722543/18-24,кл. С 06 6 7/60, 1979 (прототип).855683 ь И, Терехов Мигунова Корректор В.Синицка Составит Техред С едактор М, Пет Тираж 745Государственного коедам изобретений иосква, Ж, Раушск аказ 6916 Подписное итета СССР ткрытий ая, наб., дКП по В 130 ектная иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул