Нейронная модель обработки изображений Советский патент 1980 года по МПК G06G7/60 

(54) НЕЙРОННАЯ МОДЕЛЬ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ Изобретение относится к области моделирования нейронных структур, осуществляющих обработку изображения в зрительной системе, и может быть использовано при разработке технических систем автоматического анализа изображений, в частности, для выделения границ изображений. Известна модель нейронной сети 1, осуществляющая выделения продольных границ изображений и содер жащая модели возбуждающих и тормозящих нейронов, пороговые сумматоры и логические элементы. Модель не позволяет выделить поперечные границы изображения. Наиболее б.пизким техническим ре шением к изобретению является модель нейронной сети 2, содержащая модели тормозных и возбуждающих нейронов, каждая из которых со стоит из последовательно соединенных блока суммирования, порогового генератора и формирователя выходного сигнала. Недостатком данной модели является невозможность выде ния поперечных границ изображения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за сче способности вьщелять поперечные границы изображения. Это достигается тем, что в нейронную модель обработки изображений, содержащую m моделей тормозных и р моделей возбуждающих нейронов, введены пороговые элементы, интегратор и m групп по п фотодиодов, выходы фотодиодов каждой из (т - р) групп соединены со входами соответствующей модели тормозного нейрона, выход которой подключен к одним тормозным входам моделей возбуждающих нейройов, возбуждающие входы каждой модели возбуждающего нейрона соединены с выходами фотодиодов своей группы, выходы (п -Р ) фотодиодов каждой из р групп подключены к входам соответствующей модели тормозного нейрона, выходкоторой соединен с другим тормозным входом соответствующей модели возбуждающего нейрона, выходы моделей возбуждающих нейронов через соответствующие пороговые элементы подключены к входам интегратора. На чертеже представлена структурная схема модели.

Модель содержит m групп по п фотодиодов 1, m моделей тормозных нейронов 2, р моделей возбуждающих нейронов 3, р пороговых элементов 4 и интегратор 5 (возбуждающие входы моделей нейронов изображены кружкаMiij. тормозные - стрелками) , Связи всех структурных элементов имеют определенные веса,

Модель работает следующим образом

При движении изображения вдоль оси X ответ модели определяется рас,лр|еделением освещенности в плоскости матрицы и ее пространственной весеВОЙ Функцией.

Если поперечные размеры изображения малы и фотодиоды, входящие в крайние (т - р) строки матрицы не возбуждаются, то ответ каждой модели возбуждающего нейрона 3 зависит от состояния t фотодиодов, расположенных в центре группы и от состояния соответствующей модели тормозного нейрона 2 .

Если поперечные размеры изобргижения велики, то ответ моделей возбуждающих нейронов 3 зависит от со-, стояния фотодиодов, расположенных в крайних группах. Таким образом, по реакции каждого возбуждающего нейрфна можно судить не только о длинф изображения, но и о поперечных еро размерах. Чем больше поперечный размер,тем больше число моделей тормозных нейронов их (т - р) крайних строк сработают и тем сильнее затормозят они модели возбуждающих нейронов 3,

Сигналы с моделей возбуждающих нейронов 3 поступают на пороговые элементы 4, выходные сигналы которых являются откликом всей модели, Поступая далее на входы интегратора 5, они интегрируются и дают сигнал, по величине которого можно судить о длине узких изображений. В случае широких изображениГ информацию о.его длине несет амплитуда

сигнала любой модели возбуждаюгдего нейрона,

Благодаия введению новых элементов и связей данная модель обработки изображений способна не только выделять изображения определенной длины, но и определять поперечные его размеры.

Формула изобретения

Нейронная модель обработки изображений,, содержащая m моделей тормозных и р моделей возбуждающих нейронов, отличающаяс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет способности выделять поперечные границы изображения, в нее введены пороговые элементы, интегратор и m групп по п фотодиодов, выходы фотодиодов каждой из (т - р) групп соединены со входами соответствующей модели тоомозного нейрона, выход которой подключен к одним тормозным входам моделей возбуждающих нейронов, возбуждающие входы каждой модели возбуждающего нейрона соединены с выходами 6. фотодиодов своей группы, выходы {п -t ) фотодиодов каждой из р групп подключены к входам соответствующей модели тормозного нейрона, выход которой соеднен с другим тормозным входом соответствующей модели возбуждающего нейрона, выходы моделей возбуждающи нейронов через соответствующие пороговые элементы подключены к входам интегратора.

Источники информации-, принятые .во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР по заявке №2510214/18-24,

кл.С 06 G 7/60

2,Позин Н.В. Моделирование ней Наука ронных структур, изд-во

М., 1970, с. 133.