DD294115A5

DD294115A5 - Vorrichtung und verfahren zur signalverarbeitung

Info

Publication number: DD294115A5
Application number: DD90337555A
Authority: DD
Inventors: Gert L Moeller
Original assignee: ��@�K@��@�a�k��
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1991-09-19
Also published as: MY105219A; WO1990009001A1; JPH04504627A; IL93220A0; EP0456675A1; HU901535D0; NO913014L; PT93050A; DE69031421T2; EP0456675B1; HUT62101A; KR0180241B1; CA2046653A1; FI101834B; NO300942B1; CA2046653C; JP2959836B2; RU2103731C1; IE80692B1; FI913705A0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Signalverarbeitung. Ein Eingangssignal SV besteht aus Komponenten, die Aspekte einer physikalischen Groesze darstellen, die sich in bekanntem Zustand befinden, und anderen Komponenten, die unbekannt sind. Die Vorrichtung verarbeitet das Signal entsprechend den gespeicherten Daten, die Regeln darstellen, welche angeben, welche Kombinationen der Komponenten moeglich sind. Es werden Regeln erkannt, an denen die bekannten Komponenten beteiligt sind, und alle Kombinationen, die mit den bekannten Zustaenden uebereinstimmen, werden erkannt. Wenn all diese Kombinationen den gleichen Wert fuer eine bestimmte Komponente aufweisen, dann besitzt die Komponente den gleichen Wert im Ausgangssignal. Die Regeln werden als Binaerdarstellungen der moeglichen Kombinationen gespeichert, und die Komponenten der Eingangs- und Ausgangssignale koennen zwei zulaessige Zustaende, Tautologie (unbestimmter Zustand) und Widerspruch (unzulaessiger Zustand) darstellen. Fig. 7{Signalverarbeitung; Eingangssignal; physikalische Groesze; gespeicherte Daten; Regeln; Komponenten; Kombinationen; Binaerdarstellungen; Tautologie; Widerspruch}

Description

Hierzu 21 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Signalverarbeitung, beispielsweise Signale für Kommunikations- oder Steuerzwecke. Sie ist insbesondere auf die Verarbeitung von Signalen anwendbar, die aus mehreren Komponenten bestehen können, wobei jede einen Aspekt einer physikalischen Größe darstellt. Die Erfindung ermöglicht die Verbesserung des Informationsgehalts oder die Minderung der Ungenauigkeit solcher Signale.

Es sind Signalverarbeitungssystome bekannt, die aus mehreren Komponenten bestehende Signale entsprechend vorgegebenen Informationen über die Beziehungen zwischen den Komponenten verarbeiten. Sogenannte Systeme künstlicher Intelligenz verwenden Prozessoren, die bekannte Beziehungen in einer bestimmten Art von Regeldarsteilung wiedergeben und die Regeldarstellung auf ein Eingangssignal anwenden, um ein Ausgangssignal mit erhöhtem Informationsgehalt zu erzielen. Bei konventionellen Methoden kann die Regeldarstellung eine große Zahl logischer Beziehungen zwischen den möglichen Komponenten des Eingangssignals (die im allgemeinen bekannte Informationen über eine physikalische Größe darstellen) enthalten, und es findet durch die Regeldarstellung ein Suchvorgang statt, um damit weitere Beziehungen und Informationen ermitteln zu können. Während des Suchvorgangs können weitere Regeln festgelegt werden, und es kann sich erforderlich machen, eine große Menge von Informationen hinsichtlich der Ergebnisse der Anwendung einzelner bereits abgearbeiteter Regeln zu speichern. Damit ergibt sich bei konventionellen Systemen das Problem, daß eine sehr große Speicherkapazität erforderlich werden kann. Dies hat steh beim Versuch, konventionelle Systeme in kleine Verarbeitungsvorrichtungen, beispielsweise Mikrocomputersysteme, einzubauen, als Nachteil erwiesen

(.Introduction to Artificial Intelligence" von E.Charnlak und D. McDermott, Addlson Wesley, 1985).

Es sind auch beträchtliche Anstrengungen hinsichtlich von Regelsuchstrategien unternommen worden, um Verfahren zur schnellen Auffindung der benötigten Informationen zn entwickeln, doch ist keines der bekannten Verfahren völlig zufriedenstellend.

Zum einen besteht die Erfindung in einer Signalverarbeitungsvorrichtung zur Minderung der Ungenauigkeit eines Eingangssingais, das mehrere Komponenten aufweisen kann, und umfaßt Mittel zur Speicherung einer Signaldarstellung von Kombinationsfolgen besagter Komponenten, die anzeigen, ob die Kombinationen möglich sind, Mittel zum Empfang besagten Eingangssignals und zum Erkennen einer jeglichen Folge, die Informationen über eine Komponente besagten Eingangssignals enthält, die determiniert ist, Mittel zum Erkennen jener Kombinationen unter der (den) erkannten Folge(n), die den Werten von Komponenten des Eingangssignals entsprechen, und Mittel zur Bestimmung von Informationen aus den erkannten Kombinationen über den Wert von zumindest einer Komponente des Eingangssignals.

Zum anderen besteht die Erfindung in einer Methode zur Erhöhung des Informationsgehalts eines Eingangssignals durch die Verwendung gespeicherter Regelinformationen und umfaßt die Speicherung des Signals in Registermitteln als eine Vielzahl von Zwel-Bit-Paaren, von denen jedes einer Variablen im Eingangssignal entspricht, die Speicherung der Regelinformationen als Binärwörter, wobei jedes eine zulässige Kombination der Variablen bei gleicher Anordnung wie im Eingangssignal darstellt, die Zugrundelegung aller ersten Bits der Paare als erste Signalkomponente und der zweiten Bits als zweite Signalkomponente, die ODER-Verknüpfung eines Regelbinärworts mit einer der ersten und zweiten Komponenten, die ODER-Verknüpfung des Komplements des Binärwortes mit der anderen der ersten und zweiten Komponenten und die Speicherung der daraus resultierenden Kombinationen in Registermitteln als Ausgangssignal.

Zum dritten besteht die Erfindung in einer Methode zur Verarbeitung von Daten entsprechend Informationen, die in einer Folge von Regeln enthalten sind, wobei jede eine Beziehung zwischen mehreren Variablen zum Ausdruck bringt, und umfaßt die Umwandlung jeder Regel in mehrere erste Binärwörter, die anzeigen, ob bestimmte Kombinationen von Variablen zulässig sind oder nicht, und in mehrere zweite Binärwörter, von denen jedes einer Regel entspricht und die anzeigen, welche Variablen in dieser Regel beteiligt sind, wobei einzelne Bits in den ersten und zweiten Wörtern einzelnen Variablen entsprechen, die in allen ersten und zweiten Wörtern gleich angeordnet sind, die Erfassung von Daten, die bekannte Werte von zumindest einer der besagten Variablen enthalten, das Erkennen jeglicher Regel unter den zweiten Wörtern, an der die bekannte Variable oder bekannten Variablen beteiligt sind, die Auswahl der ersten Wörter, die den erkannten Regeln entsprechen und die Verwendung der ausgewählten Wörter zur Bestimmung des Wertes von zumindest einer anderen Variable.

Zum vierten besteht die Erfindung in Regeldarstellungsvorrichtungen zur Verarbeitung von Informationen, die in einer Folge von Regeln enthalten sind, wobei jede eine Beziehung zwischen mehreren Variablen zum Ausdruck bringt, und umfaßt einen Regelspeicher zur Speicherung von Binärwörtern, wobei jedes anzeigt, ob eine bestimmte Kombination von Variablen zulässig ist oder nicht und besagte Wörter Bits umfassen, die die jeweiligen Variablen in den Kombinationen darstellen, einen Steuerspeicher zur Speicherung der jeweiligen Binärwörter für jede Regel, wobei die Bits jedes Wortes anzeigen, ob eine bestimmte Variable an der entsprechenden Regel beteiligt ist und die Anordnung der Variablen der Regelspeicherwörter mit jener der Steuerspeicherwörter übereinstimmt, und Adreßmittel, die den Zugriff zu jedem Regelspeicherbinärwort einer bestimmten Regel ermöglichen, nachdem ein Auegang des Steuerspeichers angezeigt hat, daß diese bestimmte Regel erforderlich ist.

Die Komponenten des Eingangssignals sollten binäre Darstellungen von Aspekten einer physikalischen Größe enthalten; des weiteren sollten die Speichermittel so angelegt sein, daß sie ein System von Binärcodes speichern, wobei jeder eine als möglich bekannte Kombination besagter Komponenten darstellt

Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: die allgemeine Konzeption der erfindungsgemäßen Methode zur Signalverarbeitung; Fig. 2: drei mögliche Arten derWissensdarstellung; Fig. 3: ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsvorrichtung; Fig. 3a: den Hauptdatenfluß der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung in Form eines Flußbildes; Fig. 3 b: die Wirkungsweise der Regelbasisabfrageeinheit aus Fig. 3 in Form eines Flußbildes; Fig. 3c: die Wirkungsweise der in Fig.3 dargestellten Regelkonsultationseinheit in Form eines Flußbildes; Fig. 3d: die Wirkungswelse der Regelbestimmungseinheit in Form eines Flußbildes; Fig. 4: die Regelkonsultationseinheit aus Fig. 3 im Detail; Fig. 5: den Inhalt von Registern in den Vorrichtungen aus Fig. 3 und 4; Fig. 6: den Aufbau der Regelbasis der Vorrichtungen in Fig. 3 und 4; Fig. 7: die Verarbeitung einer einzelnen Regel; Fig. 8: ein Flußbild von Schritten, die in der Regelkonsultationseinheit aus Fig. 3 und 4 ausgeführt werden; Fig. 9: das logische Verfahren zum Erkennen von abzuarbeitenden Regeln, der von der Regelbasisabfrageeinheit aus Fig. 3

ausgeführt wird;

Flg. 10: dasgleicheVerfahrenwieFig.9beiderzweitenlteration; Fig. 11: die Ergebnisse der Regelkonsultationen aus Fig. 9 und 10; Fig. 12: ein Regelkonsultationsverfahren unter Verwendung einer Array-Regeldarstellung; Fig. 13: das schlußziehende Gerät aus Fig. 3, erweitert durch eine Regelbestimmungseinheit und weitere Register; Fig. 14: das Verfahren der abgeleiteten Regelbestimmung; Fig. 15: das Theorembeweisverfahren; und Fig. 16: dasAbduktionsverfahren.

Wie In Fig. 1 dargestellt, ist die Signalverarbeitungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Eingangssignal, bezeichnet als Eingangszustandsvektor SV, empfängt und dieces in ein Ausgangssignal, den Ausgangszustandsvektor, durch Verwendung der in einer Regelbasis enthaltenen Informationen umwandelt. Der Eingangszustandsvektor kann in einigen der Plätze s 1 bis sN Informationen über bekannte Aspekte einer physikalischen Größe, beispielsweise den Zustand von Sensoren, enthalten, aber im allgemeinen sind andere Komponenten des Eingangszustandevektors unbekannt. Die Aufgabe der Vorrichtung und Methode zur

Signalverarbeitung besteht darin, einige oder alle der unbekannten Komponenten zu bestimmen, wo die Regelbasis dies ermöglicht. Der Ausgangszustandsvektor soll die Konjunktion von Eingangszustan dsvektor und Regelbasis darstellen. Im vorliegenden System weisen die im Zustandsvektor gespeicherten möglichen Werte je eine der vier möglichen Zwei-Bit-Formen auf, die folgende Bedeutung haben:

0 1 wahr

1 0 falsch

1 1 Tautologie (unbestimmt oder beliebig)

0 0 Konflikt

Fig. 2 zeigt drei Möglichkeiten der digitalen Darstellung einer Aussagenbeziehung zwischen drei Aspekten eines physikalischen Systems. Die folgende Regel dient als Anwendungsbeispiel:

«Befindet sich das System in Bereitschaft oder liegt keine Platte auf, dreht sich der Plattenteller nicht." Die Figur zeigt drei binäre Zustandsvariablen: STBY, DISC und ROTATING. Anzumerken dabei ist, daß diese Regel bei bestimmten Kombinationen der Variablen nicht gilt und folglich gestattet, daß sich der Plattenteller nicht dreht, wenn eine Platte aufliegt, das System sich aber nicht in Bereitschaft befindet. Fig. 2 a zeigt eine Array-Darstellung dieser Regel, in der jeder der acht Bits in den Kästen einer der acht Kombinationen der drei Variablen zugeordnet ist und anzeigt, ob diese Kombination zulässig ist oder nicht. Diese Form der Darstellung hat den Nachteil, daß mehr Informationen als nötig gespeichert werden und daß der Array sehr groß und schwer adressierbar werden kann, wenn die Zahl der Variablen stark ansteigt. Fig. 2b zeigt die Regel in positiver Indexform dargestellt, wobei nur die zulässigen Kombinationen aufgeführt werden. Fig. 2c zeigt die ergänzende negative Indexform, in der die unzulässigen Kombinationen aufgeführt werden. In Fig.3 nun sind die Hauptkomponenten der Signalverarbeitungsvorrichtung, die auch als schlußziehendes Gerät bezeichnet wird, dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt einen Regelbasisspeicher 2, d. h. einen Speicher, in dem die Regeln gespeichert werden, möglichst in positiver Indexform. Es ist anzumerken, daß die Regeln (die Spalten in der Figur) im allgemeinen nicht alle gleich groß sind, was von der Zahl der zulässigen Kombinationen in jeder Regel abhängig ist. Dies wird durch die verschiedenen Suffixe C, J, D und S angezeigt. Zudem gehört zur Vorrichtung ein Aussagestruktur(PS)-Speicher 1, der die Beziehung zwischen den Regeln und den Variablen anzeigt, d. h. welche Variablen an welchen Regeln beteiligt sind. Beispielsweise wird eine binäre 1 am Platz BIj gespeichert, wenn die Variable Vj an Regel Ri beteiligt ist. Die aus der Umgebung gemessene Information wird im Zustandsvektorregister 10 gespeichert, und zur Vorrichtung gehört eine Regelkonsultationseinheit 5, die mit dem Inhalt dieses Registers arbeitet und dabei die im Aussagestrukturspeicher 1 und Regelbasisspeicher 2 enthaltenen Informationen verwendet, um im Zustandsvektorregister 10 neue Werte zu enthalten, wobei alle möglichen neuen Informationen abgeleitet werden. Während dieses Prozesses wird im Erläuterungsvektor 7 eine Liste der Nummern von Regeln geführt, die zu neuen Informationen führten, und wenn ein Konflikt auftritt, wird die Nummer der den Konflikt anzeigenden Regel im Konfliktregelnummerregister 6 gespeichert. Die konsultierten Regeln werden auf der Grundlage der Informationen im Aussagestrukturspeicher 1 durch eine Regelbasisabfrageeinheit 3, ein Regellistenregister 4 und die Variablen- und Regelsteuerregister 8 und 9 bestimmt, die später ausführlicher beschrieben werden. Der Hauptdatenfluß in der Vorrichtung wird im Flußbild der Fig. 3a dargestellt. Eine in APL-Sprache abgefaßte Zusammenfassung für jeden Block im Flußbild wird neben den Blöcken im Flußbild von Fig.3a gegeben.

Bevor wir zu einer ausführlicheren Beschreibung der Vorrichtung kommen, soll das Informationsverarbeitungs-(schlußziehende) Verfahren unter Bezugnahme auf einen sehr einfachen Fall mit nur einer Regel erläutert werden. Angenommen, die Regel lautet: „Wenn A oder nicht B, dann nicht C." Diese Regel wird in positive Indexform umgewandelt:

ABC 0 0 0 0 1 0

0 1 1

1 0 0 110

Angenommen, es wird aus der Umgebung der Eingangszustand „ A ist wahr; B und C sind unbekannt" gemessen. Daraus ergibt sich der Eingangszu8tandsvektor

A 0 1 B 1 1 C 1 1

Die Regelkonsultationseinheit Ist in der Lage, alle Reihen in der Regelmatrix zu erkennen, die den Beschränkungen für den Eingangezustandsvektor genügen. In diesem Beispiel gilt dies nur für die letzten beiden Reihen. Danach wird jede Spalte der Nebenmatrix, die nur die erkannten Reihen enthält, geprüft. Wenn eine Spalte nur 1 -Werte aufweist, ist die entsprechende Zustandsvariable darauf beschränkt, wahr zu seir·; wenn alle Werte in der Spalte 0 sind, ist die Zustandsvariable darauf beschränkt, falsch zu sein; wenn sowohl 0 als auch Ί auftreten, ist die Zustandsvariable unbeschränkt (Tautologie). Es ergibt sich somit der folgende Ausgangszustandsvektor nach der Konsultation:

A	0	1
B	1	1
C	1	0

Dabei lautet die Interpretation » A ist wahr, C Ist falsch, und B ist unbekannt".

Wenden wir uns jetzt wieder einer ausführlicheren Beschreibung der bevorzugten Ausführung zu, wobei zunächst der Regelbasisspeicher 2 und der Aussagestrukturspeicher 1 erörtert Werden sollen. Eine Voraussetzung für einfache Schlußfolgerungsmethoden ist eine unzweideutige und kompakte Wiusensdarstellung. In konventionellen Systemen werden beide bekannten Wissenselemente, die Regeln und die Tatsachen, in derselben «Wissensbasis* gespeichert. Bei der vorliegenden Erfindung wird deutlich zwischen Regeln und Tatsachen unterschieden: Regeln oder Aussagefunktionen werden im Regelbasisspeicher 2 und Tatsachen im Zustandsvektorregister 10 gespeichert. Einfache Sachverhalte und Aus* agen wie „A und B", „A oder nicht A" (Tautologie) und ,A und nicht A" (Konflikt oder Widerspruch) werden als Tatsachen und nicht als Regeln angesehen.

In einem praktischen System muß eine Operatorschnittstelle (als Compiler bekannt) vorhanden sein, um die von einem Operator als logische Beziehungen ausgedrückten Regeln in die Binärform (möglichst positive Indexform) umzuwandeln, die der Regelbasisspeicher verwendet. Der Compiler kann auch prüfen, ob die Eingangsinformation redundant ist und ob ein Widerspruch zu früheren Regeln besteht. Ersteres kann mit dem später beschriebenen Theorembeweisverfahren erfolgen, letzteres mit Hilfe der Regeldeduktion. Bei der gegenwärtigen Technologie ist die positive Indexform auf Grund der hohen Regelkonsultationsgeschwindigkeit die geeignetste, aber es können -wenn dies vorgezogen wird- auch die anderen Formen zur Anwendung kommen.

Im Regelbasisspeicher 2 wird jede zulässige Bit-Kombination in einer Regel in einem adressierbaren Speicherplatz, beispielsweise in einem 10-Bit-Wort, gespeichert. Wie oben erwähnt, können die Regeln unterschiedlich groß sein; so kann die erste Regel C Wörter in Anspruch nehmen, die zweite J Wörter. Die Anordnung der einzelnen zulässigen Kombinationen in einer Regel ist ohne Bedeutung für das Funktionieren der Erfindung. Hingegen ist die Anordnung der Zustandsvariablen wegen des verwendeten Adressiermechanismus von Bedeutung, wie später noch erläutertwerden wird.

Die Variablen in jeder Regel werden nach einem gemeinsamen Schema angeordnet, das im folgenden als »geordnete Menge" oder «Definitionsbereich" bezeichnet wird. Dadurch ist es möglich, Regeln und Variable auf sehr einfache Weise zu adressieren. Wie oben erwähnt, zeigt der Aussagestrukturspeicher 1 die binäre Beziehung zwischen Regeln und Variablen an. Bij ist 1, wenn die Variable j in Regel I vorkommt, sonst 0. Man kann den Inhalt des PS-Speichers als grundlegende Adreßinformation ansehen, mit der festgestellt wird, welche Regeln abzuarbeiten sind. Ein einfaches Beispiel, mit dem der Inhalt des Regelbasisspeichers 2 und des Aussagestrukturspeichers 1 verdeutlicht wird, ist in Fig. 6 zu sehen. Dies betrifft die beiden folgenden Regeln: Regel 1: .Wenn das Gerät in Bereitschaft ist oder keine Platte aufliegt, dreht sich der Plattenteller nicht." Regel 2: .Das Abtastsystem liegt auf, wenn und nur wenn sich der Plattenteller dreht." Für die Variablen wird eine Anordnung gewählt, die für das gesamte System gilt, beispielsweise die gezeigte alphabetische Anordnung. Die Regeln werden in positive Indexform (zulässige Kombinationen) umgewandelt, wobei die Variablen entsprechend dem vorherbestimmten Schema oder Definitionsbereich angeordnet sind. Die Binärmuster werden im Regelbasisspeicher 2 gespeichert. Die entsprechende Aussagestruktur wird im PS-Speicher 1 gespeichert. Damit wird eindeutig angezeigt, daß an Regel 1 STBY, DISC und ROTATING (Bereitschaft, Platte und Drehzustand) und an Regel 2 PICKUP und ROTATING (Abtastsystem und Drehzustand) beteiligt sind. Die Variablen innerhalb der Regelwörter werden entsprechend dem gemeinsamen Definitionsbereich angeordnet, und so zeigen die Informationen im PS-Speicher an, welche Variable die Bits der Regelwörter darstellen. Die Funktionsweise der Regelbasisabfrageeinheit 3 wird im Flußbild von Fig. 3 b dargestellt (inklusive des entsprechenden APL-Codes)

Wahlweise können die im PS-Speicher enthaltenen Informationen auch in einer der folgenden Indexformen dargestellt werden:

(1) Alle einer Regel zugeordneten Variablenindizes als Ganzzahlvektor.

(2) Alle einer Variablen zugeordneten Regelindizes als Ganzzahlvektor.

Die PS-Informationen in Fig. β werden also wahlweise wie folgt dargestellt:

(1) Regel 1:1 3 4 Regel 2:2 3, oder:

(2) VaM: 1 Var2:2 Var3:1 2 Var4:1

Nunmehr wird die Regelkonsultationseinheit 5 unter Bezugnahme auf die Verarbeitung einer einzelnen einfachen Regel ausführlicher beschrieben. Die Funktionsweise der Konsultationseinheit 6 wird in Fig. 3 c in Form eines Flußbildes veranschaulicht. Fig.7 stellt die folgende einfache Regel dar: .Wenn das Gerät in Bereitschaft ist oder keine Platte aufliegt, dreht slcn der Plattenteller nicht."

Ais aus der Umgebung gemessener Eingangszustand wird nun angenommen .Das Gerät befindet sich in Bereitschaft", wobei der gezeigte Eingangszustandsvektor SV angegeben wird. Die Regelkonsultationseinheit erkennt Reihen in der Regelmatrix, die der Beschränkung für den Zustandsvektor entsprechen, d.h. die schraffierte Fläche. Wie oben erwähnt, wird jede Spalte in der schraffierten Nebenmatrix geprüft und für jede Spalte, die nur 1 · oder nur O-Werte aufweist, gefolgert, daß sie den beschränkten Wert wahr bzw. falsch aufweist. Dadurch wird der Ausgangszustandsvektor bestimmt, wobei die Interpretation lautet: .Wenn sich das Gerät in Bereitschaft befindet, dreht sich der Plattenteller nicht; ob eine Platte aufliegt oder nicht, ist unbekannt." Man kann sagen, daß der Eingangszustandsvektor in diesem Verfahren mit der Regel konjugiert ist und das Konjugationsglied auf jede Achse projiziert wird, um den entsprechenden Ausgangszustandsvektor zu bestimmen. Wenn die Regel in positiver Indexform dargestellt wird, kann dieses Verfahren mit Hilfe einer sehr einfachen Binärmustererkennung erfolgen, die leicht in Hardware umzusetzen ist. Wie in Fig.4 und 8 zu sehen, wird ein allgemeiner Zustandsvektor im Zustandsvektorregister 10 zurückbehalten, und die Ortezustandsvektorregister SV (1) und SV (2) finden bei der Regelkonsultation Verwendung, wobei sie den am wenigsten wichtigen Bit und den wichtigsten Bit des Zustandsvektors aufnehmen. Um die Ausführungsgeschwindigkeit zu optimieren, werden die Eingangsbeschränkungen des Zustandsvektors in zwei weiteren lokalen 16-Bit-Reglstern TV (echte

(beschränkte Variable, von denen bekannt ist, daß sie wahr oder falsch sind) gespeichert. Die Initialisierungseinheit 6.1 bestimmt die Regeladresse und den Ortseingangszustandsvektor mittels des allgemeinen Zustandsvektors 10 und des Aussagestrukturspeichers 1. Zunächst werden die Ortszustandsvektorregister auf Null zurückgestellt. Damit ergeben sich bei unserem Beispiel die folgenden Anfangswerte für die Ortsregister:

SV(D = ...000

SV(2) = ...000

TV = ...001

BV = ...001

Die Schritte in Fig.8 erfolgen in der Abfrage- und Projizierungseinheit 5.2 für eine Regel mit N Wörtern W1, W2,... WN. Bei Schritt 8.1 wird ein zeitweiliger Zähler i auf 0 gestellt, und bei Schritt 8.2 wird das aktuelle Wort geladen. Bei Schritt 8.3 wird bestimmt, ob das akuteile Wort den Beschränkungen für den Zustandsvektor genügt, und wenn dies nicht der Fall ist, wird das nächste Wort Ober die Schritte 8.4 und 8.5 geladen. Wenn dies der Fall ist, wird das Wort Ober die Schritte 8.6 und 8.7 weiter geprüft, die faktisch die jeweiligen Bits des Regelworts Ober ODER-Gatter mit den entsprechenden oberen Bits des Ortszustandsvektors verknüpfen sowie das Komplement des Regelworts über ODER-Gatter mit den unteren Bits des Ortszustandsvektors verknüpfen. Anzumerken Ist dabei, daß die Schritte 8.6 und 8.7 in jeder der beiden Anordnungen ausgeführt werden können, und es ist sogar möglich, diese Opteratlonen parallel auszuführen, um die Geschwindigkeit zu erhöhen. Das Verfahren ist beendet, wenn alle Wörter-wie durch Schritt 8.5 angezeigt-geprüft worden sind. Bei unserem Beispiel ergibt das Verfahren folgendes Ergebnis:

SV(D = 110 SV (2) = 101

Die Interpretation lautet:

SV(D SV (2)

DISC 1 1 (Tautologie) ROTATING 1 0 (falsch)

STBY 0 1 (wahr)

Die Steuer- und Erläuterungseinheit 5.3 aktualisiert den allgemeinen Zustandsvektor und die allgemeinen Steuer- und Erläuterungsregister entsprechend den Ortsausgangszustandsregistern SV (1) und SV (2). Der allgemeine Zustandsvektor 10 wird von den einzelnen Ortsnebenregistern SV (1) und SV (2) aus aktualisiert. Die Adressen der Variablen werden vom PS-Speicher aus gelesen. Wenn sich zeigt, daß der Ortsausgangszustandsvektor ein Konflikt ist, wird das CRN-Register 6 mit dem Index oder ähnlichen Adreßinformationen der Konfliktregel aktualisiert, und die Zustandssuche wird dann unterbrochen. Der Erläuterungsvektor EV7 wird aktualisiert, wenn während der Regelkonsultation eine oder mehrere Variablen deduziert wurden. Im oben angeführten Beispiel wurde gefolgert, daß ROTATING falsch ist. Daher werden der Regelindex oder ähnliche Adreßinformationen in das ROTATING-Element des EV-Registers eingegeben. Der Index wird vom PS-Speicher aus gelesen. In ähnlicher Weise wird das Variablensteuerregister VC8 aktualisiert, wenn während der Regelkonsultation eine oder mehrere Variablen deduziert wurden. Dabei wird im oben angeführten Beispiel eine logische 1 in das ROTATING-Element des VC eingegeben. Anzumerken ist, daß nur neu beschränkte Variable im VC-Register zur Regelsteuerung erkannt werden, wie später noch beschrieben werden wird. Der Regelsteuervektor RC9 wird aktualisiert, wenn die Zahl der Tautologien im Ortsausgangszustandsvektor 0 oder 1 beträgt. Eine logische 0 wird dann in den RC-lndex der aktuellen Regel eingegeben, was bewirkt, daß dia Regel nicht wieder konsultiert wird.

Bei Beendigung der Regelkonsultation steht die neu deduzierte Information für alle anderen Regeln und für die äußere Umgebung zur Verfügung.

Unter bestimmten Umständen, beispielsweise in einem sogenannten Zustandsereignis-Steuersystem, kann es sich als zweckmäßig erweisen, nur eine Konsultation der Regelbasis vorzunehmen, so daß die Folgen nur auf einer Ebene der aktuellen Eingangsbedingungen bestimmt werden. Wenn jedoch viele Anwendungsmöglichkeiten ins Auge gefaßt werden, ist die Bestimmung des maximalen Umfangs weiterer Informationen erforderlich, und in diesem Falle sind weitere Konsultationen der Regelbasis (Regelrückkopplung) notwendig.

Daher besteht ein weiterer wichtiger Aspekt im Falle der Zustandsereignissteuerung in der Unterscheidung zwischen Eingangs-(unabhär.yigen) und Ausgangs- (abhängigen) Variablen. Eine sehr einfache Erweiterung des bisher dargestellten Regelkoneulfationsverfahrens ermöglicht es, das schlußziehende Gerät als Zustandsereignis-Steuereinrichtung sowie als Deduktionsmaschine zu verwenden. Man kann die Zustandsereignisregeln als dynamische Regeln ansehen, wobei der Systemzustand in einem neuen Zustand abgebildet wird, und die normalen Aussagefunktionen als statische Regeln, wobei ein statischer Zustandsraum dargestellt wird.

Jede Regel wird mit einem Eingangs-/Ausgangsheader erweitert, der beschreibt, welche Variable Eingang und Ausgang (logische 1 bzw. 0) sind.

Man betrachte beispielsweise die Regel (A oder B) ° C. Wenn wir A, B als Eingangsvariable wählen, erhalten wir die folgende interne Binärdarstellung:

	A	B	C
I/O	1	1	0
RW1	0	0	0
RW 2	0	1	1
RW 3	1	0	1
RW4	1	1	1

Die Regelwörter RW1... RW4 sind die normale positive Indexform. Bei dieser Ausführung sind A und B unabhängig; jede Kombination von A und B ist einem Ausgangswert zugeordnet. Wenn die Regel konsultiert wird, werden dem BV-Register der Wert der Konjunktion des I/O-Headers und der aktuelle BV-Wert

zugeordnet:

BV = I/O und BV

Im Falle einer Regel ohne jede Unterscheidung zwischen Eingang und Ausgang (einer normalen statischen Regel) werden alle Variablen als Eingang behandelt.

Ist die Rägel dynamisch, wird das RC-Register nach der Regelkonsultation nicht aktualisiert. In diesem Falle können bei der Suche nach einem Gleichgewicht verschiedene Konsultationen derselben Regel erfolgen. Bei dieser Ausführung dürfen statische und dynamische Regeln nicht in derselben Basis vermischt werden. Es wird jetzt die Gesamtfunktionsweise des schlußziehenden Geräts unter besonderer Betonung der Handhabung einer Vielzahl von Regeln beschrieben. Die Konjunktion einer einzelnen Regel und der entsprechenden Zustandsvektorvariablen wurde gerade erläutert, und dies wiederholt sich in der Regelkonsultationseinheit 5. Enthält eine Regelbasis jedoch mehr als eine Regel, muß sie abgefragt werden, um Regeln zur Konsultation zu erkennen. Jede Regel, die neue Informationen deduzieren kann, kommt in Frage und muß abgearbeitet werden. Das unabhängige Suchmodul des schlußziehenden Geräts ist das Regelbasisabfragenetz 3, das die Nummern der in Frage kommenden Regeln, die im Regellistenregister 4 gespeichert sind, erzeugt. Die Kriterien der Regelabarbeitung bestehen darin, daß zumindest eine der Achsen darauf beschränkt sein muß, wahr oder falsch zu sein, d.h. an der Regel ist eine Variable im Eingangsvektor beteiligt, die determiniert ist und daß der aktuelle Ortszustandsvektor nicht zuvor ein Eingangszustandsvektor derselben Regel gewesen ist. Alle in Frage kommenden Regeln mit einer gemeinsamen Achse können parallel ausgeführt werden. Bei Konsultation der in Frage kommenden Regeln muß eine neue Suche erfolgen (Regelsteuerrückkopplung in Fig. 2), um eine neue Folge RL von in Frage kommenden Regeln zu finden. Die Zustandsvektorumwandlung ist beendet, wenn ein Minimum an Tautologien (oder ein Minimum an Ungenauigkeit im durch SV dargestellten Signal) erreicht worden ist, d. h. wenn die Liste der in Frage kommenden Regeln RL leer ist oder wenn während der Konsultation ein Konflikt ermittelt wurde. Im Beispiel der Fig. 6 ergibt sich bei der Eingangsinformation „das Gerät Ist in Bereitschaft" folgender Inhalt des Zustandsvektors:

1 1

0 1.

Der Inhalt des Regelsteuerregisters ist RC = 1 1.

Eine logische 1 im Regelsteuerregister bedeutet, daß die entsprechende Regel zu suchen ist. Eine Null erlaubt es, die Regel nicht als in Frage kommende Regel zu berücksichtigen. Im gegenwärtigen Fall werden beide Regeln zur Abarbeitung akzeptiert. Das Variabensteuerregister hat die folgenden Werte:

VC = 0 0 0 1.

Hier bedeutet eine logische 1, daß die entsprechende Variable als seit der letztem Zustandssuche beschränkt gekennzeichnet ist. Im Unterlassungsfall sind alle beschränkten Variablen im Eingangszustandsvektor mit einer 1 gekennzeichnet. Eine Liste der in Frago kommenden Regeln wird mittels Regelbasisabfrageeinheit 3 unter Verwendung der Informationen aus VC, RC und dem PS- speicher, wie in Fig. 9 veranschaulicht, bestimmt. Die mathematische Darstellung lautet: RL_t = RC_t und (oder (VC und PS)₁). Anders ausgedrückt wird das Variablensteuerwort getrennt von PS mit jeder Reihe UND-verknüpft, und dann werden die Ergebnisse über ODER-Gatter verknüpft, um zu bestimmen, in weichen Regeln die beschränkten Variablen im VC auftreten, wie dies aus der ersten Reihe von Fig.9 ersichtlich ist. Das Ergebnis wird Element für Element mit dem RC konjugiert, wie dies in der zweiten Reihe von Fig.9 veranschaulicht wird. Das Regelsteuer(RC)-Register kann anwenderzugänglich sein, damit der Anwender Regeln von der Suche ausschließen kann. Alle im Regellistenregister RL gekennzeichneten Regeln werden konsultiert. In diesem Falle kommt nur die erste Regel In Frage. Wie oben veranschaulicht, besteht das Ergebnis der Konsultation im Schluß, daß ROTATING falsch ist. Diese Information kann neue Schlüsse in anderen Regeln implizieren. Daher wird die ROTATING-Variable im VC-Register auf eine 1 gestellt:

VC = 0 0 1 0.

Der Erläuterungsvektor EV7 wird auch aktualisiert. Die dritte Variable wurde In Regel 1 deduziert, und somit wird der ganzzahlige Wert 1 im dritten EV-Platz gespeichert:

EV = 0 0 1 0.

Hätte die Regelkonsultation einen Konflikt ergeben, würde das CRN-Register mit der aktuellen Regelnummer aktualisiert und die Suche beendet werden.

Es Ist nicht möglich, aus der aktuellen Regel mehr Informationen zu deduzieren, da zwei der drei Achsen beschränkt sind. Deshalb wird In das Regelsteuerregister RC eine Null eingegeben, um weitere Abarbeitungen der Regel zu verhindern:

RC - 0 1.

Die Regelbasisabfrageeinheit wird nunmehr reaktiviert, um eine Regelsteuerrückkopplung vorzunehmen und eine neue Regelliste zu bestimmen. Der Vorgang wird in Fig. 10 dargestellt und ähnelt dem in Fig. 9. Das VC-Register wird auf Null initialisiert. Regel 2 ist die einzige Regel zur Konsultation in der Liste, und sie wird in einem Verfahren konsultiert, der dem oben unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen ähnelt. Das Ergebnis ist in Fig. 11 zu sehen. Hier (und in Fig. 16 unten) werden in den Zustandsvektorvariablen die Werte 0 und 1 der Kürze halbe-· verwandt, um falsch und wahr darzustellen. Alle Variablen in Regel 2 sind Jetzt beschränkt, und somit wird RC mit einer Null aktualisiert:

RC = 0 0.

Die Variable PICKUP wurde in Regel 2 deduziert, und somit wird der Erläuterungsvektor EV aktualisiert: EV = 0210.

Die Regelsteuerrückkopplung erfolgt erneut, um die Regelbasisabfrageeinheit zu reaktivieren, doch ist der Regelsteuervektor RC jetzt Null, und die Regelliste ist ebenfalls Null, womit die Deduktion beendet ist.

Natürlich können in einem komplizierteren Fall mehr als eine Variable bei einer Regelkonsultation deduziert werden. Die positive Indexform der Regeldarstellung ist oben im besonderen dargestellt werden. Jedoch kann auch - wie in Fig. 12 zu sehen - die Array-Darstellung angewandt werden. Fig. 12a zeigt die gleiche Regel, die in den obengenannten Beispielen verwendet wird, als dreidimensionales Array. Das Beispiel geht wiederum von der Annahme aus, daß der Eingang STBY wahr ist. Das Konjunktionsglied des Eingangszustandsvektors und die Regel ist ein Array mit der gleichen Struktur wie die Regel (Fig. 12 (b]), und die Projizierung auf jede Achse erfolgt mittels der ODER-Funktion (Disjunktionsoperation). Offenbar ergibt die Projizierung auf die Eingangsbeschränkungsachsen einen gleichwertigen Ausgang. Es ist somit lediglich erforderlich, die Projizierung auf die unbeschränkten (Tautologie-) Achsen vorzunehmen. Dies ist eine andere Art der Regelkonsultation; jedoch macht sich hier eine kompliziertere Mustersuche erforderlich, und bei der neutigen Technologie ermöglicht die positive Indexform die größe Konsultationsgeschwindigkeit.

Die bekannten schlußziehenden Methoden wie Auflösung, Modus ponens oder Modus tollens können unmittelbar mittels der oben beschriebenen Zustandsvektorumwandlung ausgerüstet werden. Hingegen können kompliziertere oder zusammengesetzte Schlüsse wie die Bestimmung abgeleiteter Regeln, der Theorembeweis und die Abduktion durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und Methode ausgeführt werden. Fig. 13 zeigt das schlußziehende Gerät, erweitert mit einer Regelbestimmungseinheit 12 und weiteren Registern VL (Variablenliste), DR (abgeleitete Regel) und ERL (Erläuterungsregelliste). Fig.3d veranschaulicht in Form eines Flußbildes eine bevorzugte Ausführung der Funktionsweise der Regelbestimmungseinheit 12. Der Eingangsvektor VL enthält ganzzahlige Werte, die die beteiligten Variablen anzeigen. Im Beispiel von Fig. 14 besteht das Problem darin, die abgeleitete Beziehung zwischen den Variablen PICKUP und STBY zu bestimmen, also VL - 24. Die Beziehung wird dadurch bestimmt, daß die Gültigkeit aller Kombinationen der Variablen geprüft wird. Wenn der Ausgang CRN (Konfliktregelnummer) 0 ist, handelt es sich um eine gültige Kombination, andernfalls ist sie ungültig. Die vier möglichen Kombinationen sind in Fig. 14 zu sehen, und die Ergebnisse werden im Register der abgeleiteten Regeln gespeichert. Die Beziehung kann als eine NAND-Beziehung erkannt werden, d.h. „Bereitschaft des Geräts" und ,Abtastsystem liegt auf" erscheinen nie gleichzeitig. Mit Hilfe von CRN, EV und PS bereitet es keine Schwierigkeit, eine Erläuterungregelliste mit allen am Schluß beteiligten Regeln aufzustellen:

ERL = 11, d. h. beide Regeln sind beteiligt.

Fig. 15 veranschaulicht das Prinzip des Theorembeweises, das auf dem Verfahren zur Bestimmung abgeleiteter Regeln basiert. Das Problem besteht darin zu beweisen, daß die vorher definierte Rejelfolge einen anwenderdefinierten Schluß impliziert. In diesem Falle wird die abgeleitete Beziehung zwischen den Variablen und der Schluß Element für Element mit der Binärdarstellung des Schlusses verglichen. Entsprechend der Regelbasis in Fig. β gilt es im Beispiel zu beweisen, daß sich ENTWEDER das Gerät in Bereitschaft befindet ODER das Abtastsystem aufliegt. Der zu beweisende Schluß ist eine Exklusiv-ODER-Beziehung zwischen PICKUP und STBY (Fig. 15 [a]). Die abgeleitete Beziehung (Fig. 15 Ib)) zwischen PICKUP und STBY wurde im vorangegangenen Beispiel bewiesen. Das Theorem C ist bewiesen, wenn DR C impliziert, d.h. DR ist bei allen Elementen kleiner oder gleich C. Wie aus Fig. 15 (c) ersichtlich ist, wurde die Bedingung nicht erfüllt. Somit kann das Theorem nicht bewiesen werden.

Fig. 16 veranschaulicht die Abduktion. Hier ist der Ausgangszustandsvektor bekannt, und das Problem besteht darin, alle Eingangszustandsvektoren (Prämissen) zu bestimmen, die diesen Schluß implizieren. Dies erfolgt durch eine primitive Abduktion (Zustandsvektorumwandlung) des negierten Beschränkungsausgangszustandsvektors. Fig. 16 zeigt sich auf die gleichen Regeln wie Fig.6, und es wird der Ausgangszustandsvektor «PICKUP ist falsch" gegeben (Fig. 1 β [a]). Dieser Zustandsvektor wird negiert, deduziert und wiederum negiert (Fig,16(b|) mit folgendem Schluß:

.Keine Platte", .Plattenteller dreht sich nicht" oder «Gerät in Bereitschaft" implizieren den Schluß «Abtastsystem liegt nicht auf". Wahlweise kann das Abduktionsverfahren ohne Negierung des Ausgangszustandsvektors erfolgen. In diesem Falle spezifiziert der Endverbraucher den bekannten Ausgangszustandsvektor und eine Folge von Eingangsvariablen. Das System deduziert alle Kombinationen von Eingangsvariablen und vergleicht das Ergebnis jeder Deduktion mit dem spezifizierten Ausgangszustandsvektor. Stimmen der bestimmte und der spezifizierte Ausgangszustandsvektor Uberein, wird ein entsprechender Eingangszustand gespeichert. Somit besteht das Ergebnis dieses Abduktionsverfahrens in einer Folge von Eingangskombinationen, die der Ausgangsbeschränkung genügt.

Wie ersichtlich sein wird, bietet die vorliegende Erfindung, zumindest in den beschriebenen Ausführungen, die folgenden Merkmale und Vorteile: die Wissensbasis wird in einem kompakten binären Format dargestellt, wobei jede Regel auf eine Wahrheitstafel transformiert wird. Die Größe der Wissensbasis ist daher etwa der Anzahl der Regeln proportional und von der Anzahl der Zustandsvariablen unabhängig. Es ergibt sich somit nicht das Problem einer ,Kombinationsexplosion". Während der Regelkonsultation bleibt die Größe der Wissensbasis unverändert.

Regeln können in jeder Reihenfolge konsultiei t werden, so daß die Möglichkeit besteht, Regeln parallel zu verarbeiten,

beispielsweise in einer Vielzahl von Prozessoren, was die Möglichkeit einer fast unbegrenzten Erhöhung der Geschwindigkeit eröffnet.

Die logische Transformation basiert auf einer parallelen Suche nach Binärmustern. Das Verfahren kann in jeder Programmiersprache realisiert werden, jedoch es es speziell für die Verwendung in paralleler Verarbeitungshardware geeignet. Jede Schaltkreistechnologie kommt in Frage, darunter elektrische, mechanische oder optische Bauelemente, doch ist

gegenwärtig offenbar die Verwendung von Halbleiterchips am praktischsten. Die Komponenten der beschriebenen Vorrichtung, darunter der PS-Speicher 1, der Regelbasisspeicher 2, die Regelbasisabfrageeinheit 3 und die Regelkonsultationseinheit 5, können bei Bedarf in einem Allzweckcomputer, beispielsweise einem Mikroprozessor, realisiert werden, und ihre Funktionen könnten ohne weiteres beispielsweise durch die in Fig.3a-d dargestellten Programmschritte ausgeführt werden.

Die logische Transformation erfolgt ohne Veränderung der Regelbasis ^!m Gegensatzzum konventionellen Herangehen, bei dem

während der Zustandssuche zeitweilig abgeleitete Regeln addiert werden. Daher hat unsere Regelbasis während des Schlusses eine feste Größe, was bei Realisierung in kleinen Mikrocomputersystemen von Bedeutung ist. Die logische Transformation erfolgt gemeinhin mit wehiger Regelkonsultationen und einer höheren Ausführungsgeschwindigkeit als herkömmliche schlußziehende Methoden.

Praktisch kann die logische Transformation als Transformation eines Binärzustandsvektors, der Aspekte einer phsikalischen Größe darstellt, erfolgen. Der Eingangezustandsvektor steht für den bekannten oder gemessenen Systemzustand, und das System kann direkt mit physikalischen Bauelementen wie Transducern, die den Eingangszustandsvektor erzeugen,

zusammenwirken. Der Ausgang ist natürlich ein Zustandsvektor, der entsprechend den Eingangsstimuli (dem

Eingangszustandsvektor) und den Systembeschränkungen (der Wissensbasis) aktualisiert wird. Der Zustandsvektor kann Tautologie (beliebig) und Konflikt (Widerspruch) als Zustandswerte enthalten, die die Wahrheit und Falschheit behandelt werden. Das System kann somit widersprüchliches oder überflüssiges Wissen erkennen und manipulieren. Alle ausgeführten schlußziehenden Methoden basieren auf nur einer grundlegenden logischen Transformation. Bekannte

schlußziehende Methoden wie Auflösung, Modus ponens oder Modus tollens können mit Hlife dieser neuen Transformation direkt ausgeführt werden. Zusammengesetzte und komplexe schlußziehende Verfahren wie die Bestimmung abgeleiteter

Regeln oder der Theorembeweis können ebenfalls direkt durch zwei oder mehr Zustandsvektortransformationen bei paralleler

oder sequentieller Verarbeitung ausgeführt werden.

Diese neue schlußziehende Technologie ermöglicht es, künstliche Intelligenz in viele wichtige neue Anwendungsgebiete

einzuführen, darunter kleine Mikrocomputersysteme für Echtzeit-Prozeßsteuerung.

Eine mögliche Ausführung der Erfindung kann in einem Ko-Prozessor für einen Mikrocomputer oder in einer anderen Steuereinrichtung enthalten sein, entweder als spezielle integrierte Schaltung oder als Platte, die zur Verbindung mit dem Adreß-

und Datenbus des Computers vorgesehen ist. In bezug auf Software ist es möglich, eine Schnittstelle zwischen Ko-Prozessor und

Programmiersprachen, die bei der Steuerung industrieller Prozesse häufig Verwendung finden, beispielsweise PASCAL, APL

und C, vorzusehen, so daß in diesen Sprachen abgefaßte Programme Informationsverarbeitungsroutine im Ko-Prozessor aufrufen können.

Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit Variablen, die zwei Zustände aufweisen, beschrieben wurde, kann sie auch in Systemen Verwendung finden, in denen Variable Werte über einen kontinuierlichen Bereich annehmen können. In einem

solchen System können die Bereiche in relativ kleine Teilbereiche unterteilt werden, und ein Wert einer Variable, die in einen der kleinen Teilbereiche fällt oder nicht, kann in binärer Form dargestellt und mit den beschriebenen Verfahren verarbeitet werden.

Des weiteren kann die Erfindung auf sogenannte unscharfe logische Systeme ausgedehnt werden, in denen jeder Regelzustand

einen bestimmten Wahrscheinlichkeitswert besitzt, wobei Wahrscheinlichkeitswerte unter Zuordnung auf die im

Regelbasisspeicher 2 enthaltenen Kombinationen gespeichert werden. Diese Werte können dann während oder nach der Verarbeitung des Zustandsvektors und der Regelbasisinformationen verarbeitet werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Signalverarbeitung zur Minderung der Ungenauigkeit eines Eingangssignals (SV), das eine Vielfalt von Komponenten aufweisen kann, gekennzeichnet durch Mittel (1,2) zur Speicherung einer Signaldarstellung von Kombinationsfolgen der genannten Komponenten, die angeben, ob die Kombinationen möglich sind, Mittel (3) zum Empfang des genannten Eingangssignals und zum Erkennen einer jeglichen Folge, die Informationen über eine Komponente des Eingangssignals enthält, die determiniert ist, Mittel (5) zum Erkennen der mit den Werten der Komponenten des Eingangssignals übereinstimmenden Kombinationen unter der(n) jeweiligen erkannten Folge(n), und Mittel (5) zur Bestimmung der Information über den Wert zumindest einer Komponente des Eingangssignals aus den erkannten Kombinationen.

2. Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Eingangssignals Binärdarstellungen von Aspekten einer physikalischen Größe enthalten.

3. Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Komponente des Eingangssignals einen der vier Werte annehmen kann, die jeweils zwei mögliche Zustände, Tautologie und Widerspruch, darstellen.

4. Signalverarbeitungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermittel so angeordnet ist, daß ein Array von Binärcodes gespeichert wird, die jeweils eine Kombination besagter Komponenten, von der bekannt ist, daß sie möglich ist, darstellen.

5. Signalverarbeitungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur weiteren Speicherung ein Speichermittel enthält, mit dem Informationen gespeichert werden, die angeben, welche Kombinationsfolgen einzelne der genannten Komponenten beinhalten.

6. Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Empfang des Eingangssignals und zum Erkennen einer jeglichen Folge, die Informationen über eine Komponente des Eingangssignals, die determiniert ist, enthält, einen Regellistenspeicher zur Speicherung einer Liste der zu verarbeitenden Folgen umfaßt, wobei die Liste auf der Grundlage des Eingangssignals und des Inhalts des Speichermittels bestimmt wird.

7. Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Steuerregister, das angibt, welche Komponente des Eingangssignals neu bewertet wurde, und durch ein Mittel zur Bestimmung einer neuen Liste, die zusätzlich auf der Information im Steuerregister basiert.

8. Signalverarbeitungsvorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal mehrfach verarbeitet wird, bis der Regellistenspeicher keine zu verarbeitenden Folgen mehr enthält oder ein Widerspruch festgestellt wird.

9. Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaldarstellung der Kombinationsfolgen Binärwörter enthält, wobei die Bits entsprechend der Anordnung der Komponenten des Eingangssignals angeordnet sind, jede Komponente des Eingangssignals aus zwei Binärbits besteht und die Vorrichtung zwei Register umfaßt, von denen das eine die oberen Bits des Eingangssignals und das andere die unteren Bits enthält, und Mittel zur ODER-Verknüpfung eines Binärwortes mit dem Inhalt des einen Registers und zur ODER-Verknüpfung des Wortkomplements mit dem Inhalt des anderen.

10. Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Registermittel zur Speicherung eines Hinweises darauf, welche Folgen zur Bestimmung jedes Wertes des Eingangssignals geführt hat.

11. Signalyerarbeitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel, die Empfangs- und Erkennungsmittel, die Erkennungsmittel und Bestimmungsmittel von einem angemessen programmierten Computer gebildet werden.

12. Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in Form eines Koprozessors für einen Computer ausgeführt ist.

13. Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehungen zwischen den Komponenten in einer Folge von Regeln enthalten sind, und daß die Vorrichtung weiter gekennzeichnet ist durch einen Regelspeicher (RM) zur Speicherung von Binärwörtern, wobei jedes angibt, ob eine bestimmte Kombination von Komponenten zulässig ist oder nicht, und die genannten Wörter Bits umfassen, die die jeweiligen Komponenten in den

Kombinationen darstellen, einen Steuerspeicher (PS) zur Speicherung der jeweiligen Binärwörter für jede Regel, wobei die Bits jedes Wortes angeben, ob eine bestimmte Komponente an der entsprechenden Regel beteiligt ist und die Anordnung der Komponenten der zugehörigen Regelspeicherwörter mit jener der Steuerspeicherwörter übereinstimmt, und Adreßmittel, die den Zugriff zu jedem Regelspeicherbinärwort einer bestimmten Regel ermöglichen, nachdem ein Ausgang des Steuerspeichers angezeigt hat, daß diese bestimmte Regel erforderlich ist.

14. Verfahren zur Signalverarbeitung zur Minderung der Ungenauigkeit eines Eingangssignals (SV), das eine Vielzahl von Komponenten aufweisen kann, die jeweils einen Aspekt einer physikalischen Größe darstellen, gekennzeichnet durch die Speicherung einer Signaldarstellung von Kombinationsfolgen der genannten Komponenten, die angeben, ob die Kombinationen möglich sind, das Erkennen einer jeglichen Folge, die Informationen über eine Komponente des Eingangssignals enthält, die determiniert ist, das Erkennen der mit den Werten der Komponenten des Eingangssignals übereinstimmenden Kombinationen unter den jeweiligen erkannten Folgen und die Bestimmung des Wertes einer unbestimmten Komponente des Eingangssignals aus den erkannten Kombinationen.

15. Signalverarbeitungsverfahren nach dem Anspruch 14, gekennzeichnet durch die Speicherung des Eingangssignals in Registermitteln als eine Vie.zahl von Zwei-Bit-Paaren, von denen jedes einer Komponente im Eingangssignal entspricht, die Speicherung der Regelinformation als Binärwörter, wobei jedes eine zulässige Kombination der Komponenten bei gleicher Anordnung wie im Eingangssignal darstellt, die Erfassung aller ersten Bits der Paare als erste Signalkomponente und der zweiten Bits als zweite Signalkomponente, die ODER-Verknüpfung eines Regelbinärtwortes mit einer der ersten und zweiten Komponenten, die ODER-Verknüpfung des Komplements des Binärtwortes mit der anderen der ersten und zweiten Komponenten und die Speicherung der daraus resultierenden Kombinationen in Registermitteln als Ausgangssignal.

16. Signalverarbeitungsverfahren nach den Ansprüchen 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehungen zwischen den genannten Komponenten des Eingangssignals in einer Folge von Regeln enthalten sind, und daß der Speicherungsschritt die Umwandlung jeder Regel in eine Vielzahl von ersten Binärwörtern, die angeben, ob bestimmte Kombinationen von Komponenten zulässig sind oder nicht, und in eine zweite Vielzahl von Binärwörtern, die jeweils einer Regel entsprechen und angeben, welche Komponenten an dieser Regel beteiligt sind, wobei einzelne Bits in den ersten und zweiten Wörtern einzelnen Komponenten entspiechen, die in allen ersten und zweiten Wörtern gleich angeordnet sind, umfaßt, und daß der Schritt zur Folgenerkennung das Erfassen des Eingangssignals, das bekannte Werte von zumindest einer der genannten Komponenten enthält, das Erkennen jeglicher Regel unter den zweiten Wörtern, an der die bekannte Komponente oder bekannte Komponenten beteiligt sind, und die Auswahl der ersten Wörter, die den erkannten Regeln entsprechen, umfaßt.

17. Signalverarbeitungsverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Wörter die Regeln in positiver Indexform darsteilen, so daß sie alle an den jeweiligen Regeln beteiligten zulässigen Variablenkombinationen enthalten.