光神經(jīng)元器件

光神經(jīng)元器件是由對(duì)輸入光信號(hào)進(jìn)行綜合運(yùn)算的光敏器件和對(duì)輸入光信號(hào)進(jìn)行非線性處理的電子電路所構(gòu)成。如果要把被變換的信號(hào)傳送到其它神經(jīng)元，還需要采用發(fā)光器件和光調(diào)制器。

光神經(jīng)芯片

人工網(wǎng)膜芯片

一般而言，生物的網(wǎng)膜是將輸入圖像信息進(jìn)行壓縮，只將圖像的輪廓和運(yùn)動(dòng)的物體等重要信息傳送到大腦，起著一種柔性預(yù)處理程序的作用。二維圖像信息被并行輸入網(wǎng)膜，再作并行處理和并行輸出，生物網(wǎng)膜具有的這種信息壓縮能力和并行處理功能，可用于對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。

人工網(wǎng)膜芯片結(jié)構(gòu)

光神經(jīng)芯片可以用來作為實(shí)時(shí)圖像處理和計(jì)算機(jī)的智能接口。圖2是基于類型B的人工網(wǎng)膜芯片的結(jié)構(gòu)，它是由NxN個(gè)VSPD進(jìn)行二維陣列排布組成的。輸入部分包括NxN個(gè)像素的光圖像信息和N個(gè)向量的控制電壓。經(jīng)處理后的信息以光電流形式輸出，它是控制電壓和光圖像信息的積和。這種芯片的工作原理是顯而易見的，即把控制電壓的圖形作為1和一1，并使其從第一行到第N行作為周期性漂移，便可在輸出部分獲得圖像的輪廓。圖片中也示出了利用具有64x64個(gè)器件的人工網(wǎng)膜芯片所得到的圖像輪廓實(shí)例，其處理時(shí)間為200邵。改變控制電壓的圖形，可以進(jìn)行各種圖像處理。例如，如果所有的VSPD均具有相同的靈敏度，那么可以迅速地將二維圖像信號(hào)壓縮成一維信號(hào)。采用這種壓縮信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)識(shí)別。除此之外，少、工網(wǎng)膜芯片還具有圖像的瞬時(shí)記憶，二維傅里葉變換，從復(fù)雜的圖像中取出特定圖形等多種功能，在圖像識(shí)別中具有重要作用。

圖像聯(lián)想存貯器

圖3示出了圖像聯(lián)想存貯器芯片的基本結(jié)構(gòu)，它是在人工網(wǎng)膜芯片積層SLM得到的。其基本工作原理是，首先將隨機(jī)圖形的控制電壓作為神經(jīng)元的初期向量輸入，此輸入向量和強(qiáng)度被調(diào)制的圖像行列的積和作為光電流輸出。此光電流經(jīng)非線性處理后反饋到控制端，則神經(jīng)元的狀態(tài)向量將收斂為某一穩(wěn)定狀態(tài)。因此從這種穩(wěn)定狀態(tài)便可以識(shí)別輸入圖像。

圖3