Программно-аппаратная реализация кортексного сканера Домунян Андрей Александрович ИПУ РАН им. Трапезникова

Пролог Будем рассматривать задачу создания кортексного сканера, являющегося универсальным аппаратным средством выделения признаков на этапе предварительной обработки изображений для последующего использования признаков при распознавании изображений.

От человека к устройству Работа кортексного сканера моделирует процессы обработки информации, происходящие в первичной зрительной области коры головного мозга.

На первый взгляд нейроны расположены в коре головного мозга совершенно хаотично. На самом деле нейроны объединяются в группы интересов и сплетаются в колонки, содержащие примерно по 100 нейронов. При этом нейроны каждой колонки активизируются одновременно.

Колонки нейронов в мозге человека Колонки в области V1 реагируют на линии, расположенные под определённым наклоном. Например, одна колонка будет активироваться, когда через неё проходит линия под углом 15, а другая, когда через неё проходит линия под углом 20.

Подход к цифровой реализации функций первичной зрительной области Цифровым аналогом выходных данных области V1 могут служить числа x, y и, где x и y – пространственные координаты колонки, а – угол, под которым проходит линия. Я буду рассматривать задачу создания устройства, называемого кортексным сканером, выходом которого служат (наряду с традиционными координатами x, y пикселов изображения) доминирующие градиенты пикселов.

Кортексное окно 16х16 Тень покрывает левый нижний угол поля окна

Два пути построения устройства Микроконтроллер. Например AT32AP7002, семейства AVR32. ПЛИС. Например Xilinx XC95108.

Схемотехника блок-схема предполагаемого портативного устройства, занимающегося предобработкой изображения, для последующего распознавания.

Внешний вид камера ADCM ,5x8,0x7,9мм ПЛИС Xilinx XC ,2х15,2х1мм

Особенности алгоритма Универсальность, лёгкое переконфигурирование, адаптивность. Не требуется выбор специфических признаков сцены. Большой расход ресурсов и следовательно низкий FPS.

Спасибо! Домунян Андрей Александрович ИПУ РАН им. Трапезникова