Otchyot new (Лабораторные работы)
Описание файла
Файл "Otchyot new" внутри архива находится в папке "Лабораторные работы". Документ из архива "Лабораторные работы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы проектирования наноприборов и систем на их основе" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "основы проектирования наноприборов и систем на их основе" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Otchyot new"
Текст из документа "Otchyot new"
| Московский государственный технический университет каф. РЛ-6 «Технологии приборостроения» |
Лабораторная работа
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ВЕЛИЧИНЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВЯЗЕЙ В КЛЕТОЧНОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ
Студент группы РЛ6 62
Долгополов М.М.
Научный руководитель
доц. Малышев К.В.
Москва – 2014
-
Постановка задач исследования
Объект исследования–плоская клеточная нейронная сеть (КНС) из 16 ячеек по горизонтали и 16 ячеек по вертикали. Каждая ячейка состоит из нелинейного резистораRNL и ёмкости величиной С=1 пФ. Связь между ячейкамиосуществляется с помощью сопротивлений величинойR. Максимальный ток в цепи Imax=1 мА.
Предмет исследования–искажения изображенияпри изменении величины сопротивления связей между ячейками КНС.
Исходное состояние проблемы–методика преобразования изображений лежит в основе математической модели, реализованной в виде программы, с помощью которой и предполагается проводить исследование.
Цель работы:исследоватьпреобразование изображения в клеточной нейронной сети в зависимости от сопротивления связи между элементами
Гипотеза исследования: изменение величины сопротивления связи при прочих постоянных параметрах системы влияет на качество изображения, получаемого в КНС.
Задачи исследования:
1) Исследовать преобразование изображения в КНС при изменении сопротивления связи Rмежду ячейками, когда ВАХ нелинейного элемента имеет форму Морфу.
-
Введение
-
Клеточные нейронные сети (КНС)
-
Клеточные нейронные сети представляют собой совокупность одинаковых элементов, соединённых между собой связями. КНС бывают одномерные и многомерные. В нашем случае рассматривается двумерная КНС, состоящая из Nxячеек по горизонтали и Nyячеек по вертикали. Эти сети позволяют производить параллельную обработку любых сигналов. Подобная обработка замечательна тем, что многократно повышается скорость обработки сигнала в отличие от последовательной обработки.
-
Методика преобразования изображения в КНС
В данном исследовании применяется двумерная КНС размерностью Nx*Nyячеек. Ячейка состоит из ёмкости Cи нелинейного сопротивления RNL. Элементы связаны между собой сопротивлениями R. (рис.1) Каждой ячейке КНС соответствует свое напряжение.
Изображение, преобразованное в КНС, представляет собой совокупность точек, имеющих белый, серый или чёрный цвет. Под каждой точкой располагается ячейка КНС с соответствующим напряжением. Интенсивность цвета точки пропорциональна этому напряжению.
Подобно одномерной КНС, двумерную можно описать аналогичным изображением.
Uk-1,n
Uk,n
Uk,n-1
Uk,n+1
Uk+1,n
Рис.1 Двумерная КНС
В формуле (2) первые два слагаемых представляют собой диффузионную силу Fдифф, а третье – реакционную Fреакт. Диффузионная сила позволяет сгладить участки сигнала, т.е. снижает кривизну отдельных участков, уменьшает всплески и горы, заполняет долины. Чем выше кривизна участка, тем с большей скоростью он сглаживается, и как следствие это позволяет сгладить довольно высокие пики зашумлённых участков сигнала. Реакционая сила позволят исправить искажения сигнала, вызванные диффузионной силой, т.е. она противодействует диффузионной силе, оттягивает ямы вниз, а холмы вверх.
Величина относительных искажений δотн вычисляется по формуле (3):
-
Результаты работы
При исследовании изменялось сопротивление связи Rмежду ячейками КНС. Rпринимало следующие значения: 1 Ом, 3 Ом, 10 Ом, 30 Ом, 100 Ом. Остальные параметры были постоянны:
-
Число ячеек=16*16
-
С=1 пФ
-
Imax=1 мА
-
T=10пс
-
Um=0,5В
-
dU=0,5В
-
Исследование преобразования изображения при изменении сопротивления связи
На рисунках показаны изображения в разные периоды времени в КНС, имеющей ВАХ Морфу.
R =1 Ом
R=100 Ом
Из рисунков видно, что наиболее близкое к эталону изображение получается при сопротивлении связи R=1 Ом. Это происходит вследствие того, что при увеличении сопротивления диффузионная сила, отвечающая за расплывание изображения, уменьшается и в итоге мы получаем нечёткое изображение.
Относительное искажение изображения при R=1 Ом
Относительное искажение изображения при R=100 Ом
Из рисунков видно, что относительные искажения преобразования изображения при увеличении сопротивления почти не изменяются.
-
Выводы