РОБОТОТЕХНИКА

СЧИТАЮЩАЯ СЕТЧАТКА

Большое количество объектов человек считает глазами по отдельности или разделяет их на группы. В то же время глаз человека обладает способностью к мгновенному подсчету изобра­жений, создаваемых на сетчатке небольшим числом объектов [39, 40]. Искусственная сетчатка, наделенная такой способностью, имела бы многочисленные применения; одним из наиболее важных явилось быстрое определение количества объектов, например элементов крови, находящихся под микроскопом.

Принципиальная возможность создания такой непосредственно считающей сетчатки была продемонстрирована П. С. Вильямсом в Астоне [37]. Схема экспериментального устройства показана

на ряс. 12.3. Клетки сетчатки представлены одним рядом сер - нисто-кадмиевых фотоэлектрических элементов. Сигналы от этих элементов подаются на операционные усилители, а затем посту-

пают на выход. Число объек­тов, появляющихся перед ли­нейкой элементов, определя­ется простыми схемами, и результат указывается при­бором, шкала которого от­градуирована на число объ­ектов.

Принцип работы этого демонстрационного оборудо­вания на самом деле весьма прост, хотя на первый взгляд кажется, что это не так. Для определения числа объектов, независимо от их размеров и положения, подсчитывается число краев объектов, появ­ляющихся перед сетчаткой, а затем устройство автомати­чески делит его на 2. В искус­ственной сетчатке использу­ется, таким образом, принцип обнаружения краев изобра­жения.

Рассмотренный принцип можно распространить для использования не только в одномерном, но и в двумерном

варианте, применив для определения числа краев вдоль каждой из параллельных строк растра визуальной сцены «детектор краев», разработанный в Астоне. После этого вычисляются значения разно­стей, как это показано на рис. 12.4, между числами краев, появив­шихся перед соседними линейками, а затем вычисленные разности суммируются и делятся на 4 для получения общего числа рассма­триваемых выпуклых объектов независимо от их индивидуальных размеров. Такое считающее устройство может непосредственно использоваться на промышленных складах и в магазинах, не считая уже упомянутых применений в медицине.

Наверное, следует упомянуть о том, что при использовании описанных простых считающих схем имеются определенные огра­ничения. С каждого конца линейка должна быть полностью уком­плектована освещаемыми фотоэлементами, даже если их можно промоделировать. Соседние объекты должны или разделяться полным столбцом, или перекрываться в одном и том же столбце. Если границы двух объектов приходятся на два разных, но при­легающих столбца, то при подсчете возникает ошибка, явля­ющаяся неким видом оптической иллюзии. Объекты не должны быть вогнутыми: при их подсчете может получиться ошибочный результат. Несмотря на недостатки данного метода, он дает хо­рошие результаты при реализации его на устройстве, в основе своей очень простом. Этот же метод в неизменном виде, безусловно, применим при использовании взамен дискретных элементов ска­нирующего устройства, например передающей телевизионной трубки.