СКАНИРУЕМАЯ ИСКУССТВЕННАЯ СЕТЧАТКА
Принцип работы ассоциативной машины «Астра» можно моделировать на цифровой вычислительной машине, что и было продемонстрировано на вычислительной машине PDP9, запрограммированной Фишером во время его работ в Астоне [17]. В этом
213
Случае принцип работы «Астры» был приложен к обучению зрительному распознаванию символов на искусственной сетчатке, которая использовалась в качестве сенсорного органа и состояла из множества фотоэлементов.
|
+J56 |
Для работы с вычислительной машиной входная информация должна быть преобразована из параллельной формы, в которой она представлена на искусственной сетчатке, в последовательную форму. Оказалось, что использование в качестве сканирующего устройства шагового искателя приводит к гораздо более простому инженерному решению, чем использование статических электрон-
|
L_|—1 L—-||—і 0,?2мкФ {ОмкФ |
|
|
■J |
|
Воз Scam |
|
Рис. 11.2. Схема управления шаговым искателем |
ных сканирующих средств. Скорость сканирования в исследованиях такого рода не важна, а шаговые искатели всегда имеются в наличии.
Выбор шагового искателя в качестве сканирующего устройства позволяет легко осуществить сканирование 50 точек искусственной сетчатки, что делает желательным использование матрицы фотоэлементов размеров 7x7 элементов. При этом задействуются 49 из 50 контактов, а один запасной контакт или свободен, или служит для указания конечного положения.
Схема управления сканирующим устройством показана на рис. 11.2. Для обеспечения возврата в исходное положение имеется кнопка, включенная последовательно с подвижными контактами шагового искателя, контактной группой и катушкой шагового искателя. При нажатии кнопки возврата шаговый искатель автоматически передвигается до тех пор, пока не достигнет исходного положения, обеспечиваемого запасным свободным контактом.
Шаговый искатель может управляться также и от вычислительной машины. Управление осуществляется при помощи контактов группы реле ЭВМ, которые замыкают цепь вспомогательного реле блока шагового искателя, а затем размыкают ее. Каждый раз, когда это происходит, контакт, включенный последовательно с катушкой шагового искателя, замыкается и затем размыкается,' 214
|
+358 |
|
В |
|
кОм |
|
ть т л If2 ком уЯОкОм т_ 1 |
|
ШагоЬый г~ искатель / |
|
2В |
|
Выход |
|
т |
|
Установка [>• „ Ш0м |
|
}Шк0м |
|
Шм" |
|
уровня (нагрузка) |
|
Рис. 11.3. Схема триггерного выхода. Триггер: срабатывание — 5,7 В, возврат — 5,2 В; выход: +2,2 В (свет), —1,0 В (отсутствие света) |
|
обеспечивая передвижение шагового искателя на один шаг. Это промежуточное реле требуется лишь потому, что мощность коммутирующего сигнала вычислительной машины недостаточна для катушки шагового искателя. Для предотвращения влияния бросков напряжения на работу вычислительной машины параллельно всем контактам подключаются конденсаторы большой емкости, а параллельно катушке реле — миниатюрная неоновая лампа. Оказалось, что с точки зрения уменьшения «дрожания» контактов при работе в автоматическом режиме, который использовался в эксперименте, оптимальным напряжением источника питання является напряжение 35 В. Сопротивление каждого из 49 недорогих фотоэлементов, используемых в сетчатке, изменялось от 1000 Ом при ярком свете до до 25 ООО Ом в темноте. Фотоэлементы монтируются на квадратной матрице размером 4,5 X х4,5 см. Для исключения влияния на фотоэлементы постороннего света они окрашиваются с боков в черный цвет, что желательно и для других, описанных ранее, случаев использования этих фотоэлементов. Фотоэлементы сканируются по рядам, при этом каждый из mix поочередно подсоединяется к общему нагрузочному сопротивлению в 2800 Ом. Низкая величина сопротивления выбирается в целях получения максимального тока через контакты и обеспечения достаточно большого сигнала напряжения для работы последующей триггерной схемы. Эта триггерная схема, представленная на рис. 11.3, преобразует информацию от сканирующей системы в двоичную форму, удобную для использования вычислительной машиной. Символы, изображенные фломастером на обычной копировальной бумаге линиями толщиной, равной ширине фотоэлемента, Давали удовлетворительное реагирование: изменение напряжения на выходе фотоэлементов составляло 4—5 В. Триггерная схема была введена для создания мертвого хода в 0,5 В, что позволило получить изменение выходного напряжения приблизительно В 1,2 В. Учитывая возможность практического применения такой сетчатки, например, для чтения почтовых кодов, обычные печатные |
символы увеличивали фотоспособом до 45 мм. Это дало удовлетворительные результаты, и вполне возможно, что при использовании таких же недорогих фотоэлементов будет достаточно обычного оптического увеличения. Следует заметить, однако, что до сих пор в Астоне во всех экспериментальных работах с такой сканируемой сетчаткой символы писались от руки фломастером. В Астоне эта же сканируемая сетчатка использовалась при моделировании на ЭВМ PDP9 оптического распознавания символов машиной «Астра» [12].
