Если собрать сенсорную матрицу из элементов по такой схеме и подравнять ей углы, то получится пятигранник. Чтобы матрица могла детектировать наклонную линию с точностью до 1 градуса, отношения размеров одного рецептора к условному диаметру матрицы получается примерно как 1/93. Колонка соответственно получится примерно такого же размера. В принципе не так уж и много. Число цветных пикселей в такой колонке для получения линии через весь диаметр, если считать за пиксел тройку RGB, будет примерно 42. Получается минимальный наклонный отрезок, который можно детектировать с точностью до 1 градуса, не может быть длиной меньше 90 рецепторов и содержать около 40 точек-пикселов из тройки рецепторов.

Вот у меня точность 1 градус - только в особых случаях: определение прямого угла - самое точное и определение 45 градусов - точность примерно +- 2-3 градуса. И я наработал это уже сознательно в задачах такого распознавания, видимо по некоторым признакам, не связанным с углом наклона линии. В других случаях точность качественно хуже.

Оно примерно так и получается. Схема компоновки рецепторной матрицы через триады RGB думаю может оказаться базовой и в природной реализации, понятно что не так строго, как на схеме. Ее же можно использовать и в искусственной сетчатке.

Начинаю тоже склоняться к выводу, что колонка детектирует не пиксел, а готовый отрезок под углом. Точность до градуса ни к чему даже в искусственной реализации, потому как для ориентации на плоскости главное определять вертикаль/горизонталь/наклон 45 - все остальное это уже отклонения от них. Осталось только определиться с оптимальным размером примитива отрезка. Самый короткий - из трех рецепторов и такая матрица детектирует только вертикаль/горизонталь/наклон 45. В реальности нужно наверное побольше, вопрос на сколько, чтобы лишнего не городить. Если вопрос встанет о создании искусственной сенсорной матрицы, то там нужно конкретно ограничить размеры колонок и они все должны быть одинаковы.

Для детектирования цвета нужно 3 рецептора RGB, объединенных в общую точку. Это задет принцип дальнейшего формирования рецепторного пятна в виде треугольной структуры, куда нужно добавить еще несколько рецепторов яркости. В итоге получаем шестигранник, и копируя его по кругу получаем матрицу рецепторов. То есть если мы исходим из того, что нужно максимально плотно упаковать рецепторы, равномерно перемешав RGB и яркостные, то придем к форме шестигранника.

А из этого вытекает особенность детектирования углов отрезков. Если мы хотим распознавать углы на уровне одной колонки, и колонка не должна быть слишком большой, то максимально точные распознавания будут у тех углов проецируемой на матрицу отрезков, при который активируются максимально большое число рецепторов расположенных на одной прямой. Примем для небольшой матрицы число таких рецепторов начиная от 3. В итоге получаем варианты распознавания линий: горизонтальная, вертикальная, под углами 20, 30, 60 градусов. Для всех остальных углов будет задействовано меньшее кол-во рецепторов расположенных на одной прямой. Это все вытекает из формы шестигранника.

Возникает вопрос: а где же тут угол 45? Который мы из личного опыта обычно так же уверенно отличаем от вертикали и горизонтали? Чтобы его точно определить, нужна компоновка по фигуре типа квадрат, восьмигранник и т. д. Но такими фигурами не получится сформировать максимально плотную упаковку рецепторов. Стало быть, угол 45 градусов распознается не на уровне одной колонки, а уже через взаимодействие группы колонок.

Оно видимо так и есть - это уже более высокоуровневый распознаватель с использованием минимум 9 колонок как по схеме выше в посте. Проверкой этой гипотезы мог бы послужить эксперимент, где испытуемым предлагается найти линии с одинаковым углом, чисто "на глаз", без инструментов. И если окажется, что точнее всего находятся линии горизонталь, вертикаль, 20, 30 и 60 - значит гипотеза верна. Только испытывать надо видимо детей, не успевших еще наработать специфические навыки распознавания, как Nan.

Можно представить совсем простую компоновка в виде квадратных цветовых рецепторов, которые равномерно перемешаны с яркостными. Но цветной пиксель, под которым подразумевается 3 цветных и минимум 3 яркостных получится тогда большим по размеру, чем при плотно упакованной гексогональной матрице. В фотоматрице рецепторы яркости лежат под цветовыми фильтрами и там при равномерно распределении фильтров получается почти такая же плотная упаковка. Однако производители все равно пытаются сделать её ещё плотнее, в идеале сведя все к одному универсальному пикселю, который получается при помощи специальных преломляющих линз вместо простых фильтров. Или используя три отдельных матрицы.

Правда, рассуждения о преимуществе гексогональной упаковки во многом исходят из того, что я почему то решил, что в фотоматрице с рецептора яркости можно снимать разный уровень сигнала. И это сводит число необходимых яркостных рецепторов до одного. Хотя может быть там тоже просто фиксируется активность пикселя, а уровень сигнала определяется по количеству активных пикселей на единицу площади. Каких из RGB больше, в ту сторону и смещается суммарный код цвета. Как конкретно обрабатываются сигналы с пикселей фотоматрицы мне не удалось найти, только общие схемы. 

Вот режет мне это постоянно :) нет проблем с упаковкой нейронов, они могут быть хоть как перемешаны, а кодируются "номером канала", т.е. тем,ю откуда приходит сигнал.

Распознаваемые примитивы никак не коррелируют с расположением распознавателей и их упаковкой, см. предыдущее. Не понимаю сути твоей идеи...

автор: nan сообщение № 16312:

Вот режет мне это постоянно нет проблем с упаковкой нейронов, они могут быть хоть как перемешаны, а кодируются "номером канала", т.е. тем,ю откуда приходит сигнал.

Картинки выше показывают рецепторную матрицу из палочек/колбочек. Это аналог сетчатки, где они действительно плотно упакованы и перемешаны.

Чёрные линии на схеме выше - проекция линий на сетчатку. Тройки  RGB это как бы центры условных составных пикселей. Смотря под каким углом проведёшь линию, зависит сколько таких пикселей на неё среагируют. Может два, три, а может и 7, как в случае с линией под углом 60 град. А это значит, что активность рецепторов сенсорной матрицы больше именно на такие линии - и это потому, что рецепторы скомпонованы по гексогональной схеме. Если бы это были просто квадраты, матрица лучше всего реагировал бы на 0, 90 и 45 градусов. Стало быть, смотря по тому, как расположены сенсоры, у матрицы разная чувствительность на определённые углы линий.

Что касается нейронов, связанных с этими рецепторами, они конечно могут быть расположены как попало. Но опять же, можно в принципе детали спаять проводниками, скрутить все в клубок и залить парафином, чтобы не коротило, и оно будет работать. Но нафига так делать? И главное, те кто будут реальную нейроплату проектировать, однозначно затребуют конкретный чертёж, схему, проектировщики захотят алголритм и принцип формирования связей. И ты же не скажешь им, да пофиг, можете рисовать что попало, это не принципиально.

Природа лепит связи по принципу две метлы сцепились как нибудь - и слава богу. Потому что нет у неё никаких строгих маркеров что куда тянуть, только общие рекомендации. И тем не менее, во всем этом шалмане мне видится попытка построить связи по некоторой структуре, которая делается очень грубо и примитивно.

Но сейчас мы обсуждаем рецепторную матрицу типа сетчатки глаза. Там однозначно цветочувствительные элементы расположены примерно равномерно и перемешаны так же со светочувствительными. Ближе к центру плотность цветовых рецепторов выше, у периферии наоборот яркостных. Но это уже частности. По общему плану они должны быть равномерно перемешаны так, чтобы в любом месте сетчатки можно было детектировать цветную точку. Это уже не хаотично разбросанные рецепторы. И точно также в фотоматрице пикселы по той же причине расположены строгими шеренгами. И я пытаюсь понять, есть ли особенности какой то схемы компоновки в сравнении с другими. 

Тогда не стоит говорить о колонках, которые присущи новой коре. До этих колонок еще немало предварительной обработки сигналов фоторецепторов и их взаимодействия.

На рисунке показано рецепторное поле, охватываемое одной колонкой. И как выясняется, оно по разному чувствительно к линиям с разным углом наклона. Стало быть и колонка аналогично реагирует по разному. Поэтому вопрос что и с какой точностью может детектировать колонка начинается с выяснения, какие входные сигналы она получает.

Когда я задался вопросом о размере колонки, типе её примитивов, точности, решил, что надо начать с самого начала, с её входов. И думаю, что правильно решил, потому как проявились интересные моменты.

Посмотрел. Рецептор - биполяр - ганглиозная клетка и сложные предварительные обработки сигнала. Тут действительно все много сложнее, чем в фотоматрице. Надо будет разобраться.