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专利号: 201811204705X
申请人: 西南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,包括图像输入处理模块、稀疏编码模块以及图像输出处理模块;

所述图像输入处理模块用于对原始图像进行转换处理得到与所述原始图像对应的多个脉冲宽度电压信号;

所述稀疏编码模块用于以迭代的形式完成对所述脉冲宽度电压信号的稀疏编码,所述稀疏编码模块包括第一忆阻器交叉阵列、计算转换单元和第二忆阻器交叉阵列;

对于第一次迭代,所述第一忆阻器交叉阵列用于正向接收各所述脉冲宽度电压信号,并根据自身对应的忆阻值和所述脉冲宽度电压信号输出各输出神经元的膜电势;所述计算转换单元用于根据各所述输出神经元的膜电势进行计算得到对应的稀疏系数,并将各所述稀疏系数转换成对应的电流信号;所述第二忆阻器交叉阵列用于反向接收所述电流信号,并基于所述电流信号和自身对应的忆阻值得到重构电压信号,并将所述重构电压信号反馈给所述第一忆阻器交叉阵列的输入端,所述第一忆阻器交叉阵列还用于将原始输入的所述脉冲宽度电压信号与所述重构电压信号的差作为下一轮迭代的输入信号,直至得到目标重构电压信号,所述目标重构电压信号为所述第一忆阻器交叉阵列的输出神经元的膜电势稳定且部分输出神经元的膜电势大于预设的神经元膜电势阈值时所述第二忆阻器交叉阵列输出的重构电压信号;

所述图像输出处理模块用于对所述目标重构电压信号进行转换处理得到相应的重构图像。

2.如权利要求1所述的基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,所述第一忆阻器交叉阵列和所述第二忆阻器交叉阵列中对应忆阻器的忆阻值相同。

3.如权利要求1所述的基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,各所述脉冲宽度电压信号的脉冲宽度不同,幅值相同,且各脉冲宽度电压信号的电压小于组成所述第一忆阻器交叉阵列的忆阻器的阈值电压。

4.如权利要求1所述的基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,所述第一忆阻器交叉阵列用于从横线方向上接收各所述脉冲宽度电压信号,并从该纵线方向上输出所述膜电势;所述第二忆阻器交叉阵列用于从纵线方向上接收各所述电流信号,并从横线方向上输出所述重构电压信号。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,所述原始图像为二值图像或灰度图像。

6.如权利要求1-4任一项所述的基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,所述系统还包括忆阻值写入控制模块,所述忆阻值写入控制模块用于基于经训练得到的图像像素字典集完成所述第一忆阻器交叉阵列和所述第二忆阻器交叉阵列中忆阻器的忆阻值的写入。

7.如权利要求6所述的基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,所述系统中还存储有经训练得到的二值图像像素字典集和经训练得到的灰度图像像素字典集,所述忆阻值写入控制模块还用于根据所述原始图像的类型选取对应的图像像素字典集,并基于选取的图像像素字典集将该图像像素字典集中的各像素元素转换成各自对应的脉冲写电压,并基于各脉冲写电压完成所述第一忆阻器交叉阵列和所述第二忆阻器交叉阵列中相应忆阻器的忆阻值的写入。

8.如权利要求7所述的基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,所述脉冲写电压的脉冲宽度按照Wwrite=won+εg计算,其中Wwrite为脉冲写电压的脉冲宽度,won为初始脉冲宽度,ε为脉冲宽度系数,g为像素值。

9.如权利要求8所述的基于忆阻器交叉阵列的图像重构系统,其特征在于,所述脉冲写电压的幅值大于组成所述第一忆阻器交叉阵列和所述第二忆阻器交叉阵列的忆阻器的阈值电压。