Hücresel sinir ağları ve yön seçici Gabor süzgeçleri

Abstract

Doğadan ilham alınarak keşfedilen Yapay Sinir Ağları, günümüzde pek çok bilim dalında uygulama alanı bulmuştur. 1988 yılında insanoğlunun sinir sistemi işleyişinin modellenmesi fikrinden hareketle L. O. Chua ve L. Yang tarafından Hücresel Sinir Ağları (HSA) mimarisi ortaya konulmuştur. Bu yeni mimari, sahip olduğu analog hücresel yapı nedeniyle, görüntü işleme gibi sayısal sistemler ile gerçeklemede aşırı işlem yoğunluğu ve buna bağlı uzun cevap verme süresi darboğazlarıyla karşılaşılan uygulamalara yeni bir bakış açısı getirmiştir. Analog bir sistemin cevap verme süresi kadar kısa bir zamanda verilen giriş işaretine istenilen işlemleri gerçekleştirerek çıkış üreten HSA yapısı, görüntü işleme uygulamalarında kullanım alanı bulmuştur.1946 yılında Kuantum fiziğinden ilham alınarak keşfedilen Gabor süzgeçleri ile işaretlerdeki spesifik bilgilerin analizinde başarılı sonuçlar elde edilmiştir. İki boyutlu Gabor süzgeçleri, yön ve frekans seçebilme özellikleri nedeniyle görüntü işleme alanında tercih edilir bir filtreleme işlemi gerçekleştirmektedir. İşaret işleme uygulamalarında giriş işareti ve filtre boyutlarına bağlı olarak ortaya çıkan hesaplama yükü, bilim adamlarını daha hızlı sonuçlar verebilen alternatif gerçeklemeler bulmaya yöneltmiştir. Özyineli Gabor süzgeçleri ve HSA Gabor-Tip filtreleri, Gabor filtreleri için keşfedilen alternatif yöntemlerden iki tanesidir.Bu çalışmada, Hücresel Sinir Ağları hakkında genel bir bilgi verildikten sonra yapının görüntü işleme alanına uygunluğu pratik bir uygulama ile gösterilmiştir. Gabor süzgeçleri ve görüntü işlemedeki önemleri anlatılmasının ardından Gabor süzgeçlerinin özyinelemeli gerçeklemeleri karşılaştırmalı olarak bir uygulama ile incelenmiştir. HSA Gabor-Tip süzgeç mimarisi analog devre gerçeklemeleri ile birlikte anlatılmış, özgün bir çalışma olarak eliptik Gabor süzgeç yapısı tanımlanmıştır. Bütün uygulamalarda MATLAB 7.4 program dili kullanılmıştır.Anahtar kelimeler: Hücresel Sinir Ağları (HSA), Gabor, Süzgeç, Görüntü İşleme, Özyineli, Eliptik.