[发明专利]一种基于双模式忆阻桥突触电路的图像处理方法

权利要求书

1.一种基于双模式忆阻桥突触电路的图像处理方法，其特征在于，包括：

通过线性和非线性忆阻器桥突触电路和基于正负脉冲的输出忆阻桥突触电路，构建双模式忆阻桥突触电路；

根据所述双模式忆阻桥突触电路进行模拟权重，并通过模拟权重构建双模式忆阻桥神经网络；

将双模式忆阻桥突触神经网络与细胞神经网络结合，并通过结合后的神经网络对输入图像进行边缘提取，识别输入图像中的目标元素；

所述方法还包括：

确定忆阻器的物理结构；

通过所述忆阻器的物理结构，构建基于模拟突触的忆阻桥结构；

根据所述模拟突触的忆阻桥结构，通过电荷控制，搭建忆阻器的数学模型；其中，

所述忆阻器模型包括：线性忆阻器的数学模型和非线性忆阻器的数学模型；

其中，所述通过电荷控制，搭建忆阻器的数学模型，包括：

基于忆阻器的物理结构和电荷控制，确定忆阻器的数学方程：

其中，表示电荷量函数；表示时刻的忆阻器的电流；

根据所述忆阻器的数学方程，确定线性忆阻器的数学模型：

其中，表示初始忆阻；，表示当前掺杂层的厚度的忆阻器的极限阻抗值；表示两个TiO₂薄膜的总厚度的忆阻器的极限阻抗值；表示两个TiO₂薄膜的总厚度；是均匀场中忆阻器离子迁移率的常数，；

根据所述忆阻器的数学方程，确定非线性忆阻器的数学模型：

其中，；。

2.如权利要求1所述的一种基于双模式忆阻桥突触电路的图像处理方法，其特征在于，所述忆阻器的物理结构包括：金属铂电极和两层二氧化钛膜；其中，

所述两层二氧化钛膜夹在所述金属铂电机之间；

所述两层二氧化钛膜包括非掺杂层和低电阻掺杂层；

所述非掺杂层具有高压忆阻率；

所述低电阻掺杂层具有半导体特性。

3.如权利要求1所述的一种基于双模式忆阻桥突触电路的图像处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述线性和非线性忆阻器桥突触电路，通过模拟退火算法，进行参数设置；

所述设置步骤如下：

步骤1：通过测量设置初始输入电压V_int、温度T、结束温度T_z、每个温度T的最大迭代次数L、间隔时间T_s和输入电压在每一时刻变化的最大值，在初始输入电压和最大电压之间的每一时刻选择输入电压；

步骤2：T=jT，j为下降率，j∈(0，1)，n为迭代次数，获得每次迭代的评价函数，，对于当前输入电压下的每个忆阻，即评估函数是线性忆阻器和非线性忆阻器在时间之间的忆阻差；

步骤3：在设定的电压范围内随机选择时刻的新输入电压V_in，然后计算非线性忆阻器的忆阻和评估函数；

步骤4：如果那么；否则，n=n+1，返回步骤3；

步骤5：若，则接受改变后的输入电压，否则根据概率判断是否接受该电压，令n=n+1；

步骤6：如果，则终止算法；

步骤7：若nL，则返回步骤3；

步骤8：如果TT_z，则终止算法，否则返回步骤2。

4.如权利要求1所述的一种基于双模式忆阻桥突触电路的图像处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取忆阻桥突触电路；

将所述忆阻桥突触电路与双模切换的开关电路连接，构成正负脉冲的输出忆阻桥突触电路；其中，

所述双模切换的开关电路至少包括正脉冲开关接口、负脉冲开关接口和脉冲转换控制信号接口。