Устройство для моделирования прослеживающих движений глаза

Устройство для моделирования прослеживающих движений глаза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмх

Социапнстнчвскик

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕИЬСТВУ

{ii>855683 (61) Дополнительное к ает. сеид-еу (5!)М. Кл.3 (22) Заявлено 1806.79 (21) 2781992/18-24 с присоединением заявки NP (23) Прнормтет—

G 06 G 7/60

Государственный комитет

СССР

- о делам изобретений н открытий

Опублмковамо 15.08.81, Бюллетень HP 80

Дата опубликования описания 150581 (53) УДК 681. ЗЗЗ (088. 8) {72) Авторы изобретения

В.Л. Кузьменко, Я.В. Борис и П.Ю. ЙартЫтпок-Лотоцкий

Львовский государственный медицинский институт а (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСЛЕЖИВАЮЩИХ

ДВИЖЕНИЙ ГЛАЗА

Устройство относится к бионике и предназначено для моделирования прослеживающих движений глаз а при проекции образа на центральное поле зрения, в частности, для моделирования временной зависимости нахождения проекции иэображения зрительного образа в центральном поле от его информативности.

1О

Известно устройство для моделирования нейрона, содержащее сумматоры, схему сравнения, преобразователь частоты в напряжение, преобразоват ль напряжения в частоту, элементы задержки, которое может быть использовано для выделения экстремумов входной сигнальной последовательности, соответствующей контуру изображения,1i °

Г 1

Однако это устройство не моделирует зависимость времени рассмотрения изображения от его информативности, т ° е. количество экстремумов в изображении.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования нейрона, содержащее сумматор, гпзеобразователи частоты в напряжение, преобразователь напряжения в частоту, формирователь выпавших импульсов и ключи, которое можно использовать ЗО для моделирования газодвигательного центра (2 .

Однако данное устройство не приспособлено для выделения информативны% участков и зависимости времени фиксации иэображения от степени информативности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет учета частоты смены контрастных участков в центральной области светоприемника.

Указанная 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 выпеления экстремумов группы подключены к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с первым входом второй модели

855683 нейрона, выход сумматора подключен ко второму и третьему входам второй модели нейрона.

Кроме того, блок выделения экстре„мумов 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 со° единен с выходом первого элемента задержки и входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу третьего преобразователя частоты в напряжение. Выход первого 15 преобразователя частоты в напряжение соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к информационному входу ключа, выход которого является выходом блока, вы- 20 ход второго преобразователя частоты и напряжение подключен ко второму входу первого сумматора и первому входу второго сумматора, выход третьего преобразователя частоты в напряжение подключен ко второму входу второго сумматора, выход которого соединен с управляющим входом ключа.

Устройство содержит два вида блоков вьщелення экстрем"мов: блок вы- ЗО деления нижних экстремумов и блок выделения верхних экстремумов. В блоках выделения экстремумов выход второго преобразователя подключен к инвертирующим входам сумматоров, а выход первого и выход второго преобра35 эователей — к неинвертирующим входам сумматоров, в блоках же выделения верхних экстремумов выход второго преобразователя подключен к неинвертирующим входам, а выходы первого и 40 второго преобразователей — к инвертирующим входам соответствующих сумматоров °

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — блок-схема для выделения нижних экстремумов, на фиг. 3 — блок-схема для выделения верхних экстремумов.

Устройство содержит светоприемник

1, блоки 2 и 3 выделения экстремумов (нижних и верхних соответственно), сумматор 4, вторую модель 5 нейрона, первую модель б нейрона, исполнительный механизм 7 ° Модель нейрона содержит преобразователи 8 частоты в напряжение возбуждающих входов, преоб55 разователи 9 частоты в напряжение, тормозных входов, сумматор 10, преобразователь 11 напряжения в частоту, блок 12 формирователя выходных импульсов; ключи 13 и 14. 10

Каждый 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 образом.

При перемещении проекции изображения на центральную область светоприемника 1, если это иэображение имеет экстремум (темные линии на светлом фоне или светлые — на темном), что до некоторой степени может служить эталоном информативности образа, то на выходах блоков 2 или 3, появляются сигналы, частота следования импульсов которых пропорциональна насыщенности изображения экстремумов.

В результате фоновой активности блока б изображение образа постоянно испытывает некоторые перемещения в центральном поле зрения светоприемника, при этом размеры перемещений зависят от величин, характеризующих фоновую активность блока 6, которая в результате работы всего устройства подавляется. При перемещенин изображения на выходах светоприемника 1 оно проекционно соответствует расположению светочувствительных элементов. Если же такого чередования степени освещенности не наблюдается, то на входы блоков 2 и 3, поступают сигналы с одной и той же частотой следования импульсов. В этом случае на входы преобразователей 15-17, подаются одни и те же сигналы, и на инвертирующие и неинвертирующие входы сумматоров 20 и 21 поступает одинаковое напряжеНие, вследствие чего на выходах блоков 2 и 3 отсутствуют сигналы. В случае, если частота следования импульсов на выходах блока 1 меняется и составляет Г,; Г ; f> (при этом

Г, c f„; f c I), то сигналы появляются на вйходах блоков 2, если же

f< > 1,; t > f,то сигналы имеют место на выходах блоков 3. В первом случае на выходах преобразователей 15-17 напряжение соответственно равно U<, U; U u U cU„; U < U . На неинвертирующие входы сумматоров 20 и 21 подаются напряжения большей величины, чем на их инвертирующие входы. Напряжение на выходе сумматора 21 открывает в этом случае ключ 22 (нормальное положение которо.-о закрытое) и напряжение с выхода сумматора 20 поступает на выход блока и на неинвертирующий вход сумматора 4.

Если же с Е ; Г С Г ; 0 0, U U, то на неинвертирующие входы сумматора 4 поступает напряжение с выходов 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 через ключ 13 (нормальное положение- которое

855683 открытое) поступают на один из тор. мозных входов модели нейрона (вход преобразователя 9), в r. 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 неинвертирующих входах сумматора 4 с напряжением на его инвертирующем входе. В результате — ритмы перемещения проекции изображения в центральной области све 4р 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- 55 щих движений. Устройство может применяться с любым типом светоприемников и любым типом исполнительного механизма может также найти применение в системах автоматики, поиска и ори- 60 ентации, например в системах о автономным движением, в том числе роботов, Формула изобретения

1.устройство для моделирования прослеживающих движений глаза, содержащее первую модель нейрона, о т л и чающее 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 выходом 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 экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2700882/18-24, кл, G 06 С 7/60, 1978, 2. Автор-.кое свидетельство СССР по заявке 9 2722543/18-24, кл. G 06 G 7/60, 1979 (прототип).

855683

Ьг.l

Составитель И ° Терехов

Техред С. Мигунова Корректор В.Синицкая

Редактор М. Петрова

Заказ 6916/70 Тираж 74 5 Полли-.ное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035 р Москва р Ж 35 р Раушская ° наб, д» 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4