DE1196410B - Lernfaehige Unterscheidungsmatrix fuer Gruppen von analogen Signalen - Google Patents
Lernfaehige Unterscheidungsmatrix fuer Gruppen von analogen SignalenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
G06f
Deutsche Kl.: 43 a - 41/03
Nummer: 1196 410
Aktenzeichen: St 20319IX c/43 a
Anmeldetag: 20. Februar 1963
Auslegetag: 8. Juli 1965
Die Erfindung bezieht sich auf eine lernfähige, matrixartige Schaltungsanordnung, die als Unterscheidungsmatrix
bezeichnet wird. Die Unterscheidungsmatrix ist im Gegensatz zu der in der Zeitschrift
»Kybernetik«, 1 (1961), Heft 3, S. 117 bis 124 angedeuteten Lernmatrix für Gruppen von analogen
Signalen imstande, Gruppen von analogen Signalen (Muster), die durch affine Transformation aus einem
Einheitsmuster hervorgezogen sind, nicht zwangsweise der gleichen Bedeutungsklasse zuzuordnen, sondern ">
auch zu unterscheiden. Eine Realisierungsmöglichkeit der Lernmatrix für Gruppen von analogen Signalen
ist nicht vorbekannt, jedoch findet sich ein Realisierungsvorschlag in der belgischen Patentschrift 625 794.
Die bereits vorgeschlagene Lernmatrix für Gruppen von analogen Signalen ist eine Weiterbildung der sogenannten
binären Lernmatrix (Kybernetik, 1, 1961, Heft 1, S. 34 bis 45). Letztere besteht in ihrer einfachsten
Form aus einer m · η-Matrix, an deren Kreuzungspunkten Elemente angeordnet sind, die
zwei Zustände annehmen können. Wird an die η Spalten eine Gruppe von η binären Signalen (Muster) angelegt
und gleichzeitig eine Zeile erregt, so nehmen die Elemente an den Kreuzungspunkten die Werte des
binären Musters an (Lernphase). Entsprechend werden danach in die anderen Zeilen andere Muster eingegeben.
In der Kannphase wird ein Muster auf die Spalten gegeben, und in einer mit allen Zeilen verbundenen
Extremwertbestimmungsschaltung wird festgestellt, welche Zeile hierbei die maximale Erregung
aufweist, d. h. welches zuvor erlernte Zeilenmuster dem nunmehr angebotenen Muster gleich ist.
Bei der bereits vorgeschlagenen Lernmatrix für analoge Muster treten an Stelle der zweier Zustände
fähigen Verknüpfungselemente solche, die im Idealfall stufenlos irreversibel oder reversibel einstellbar sind.
Mit jeder Spalte zugeordneten Regelschaltungen, die wegen der Ansteuerung der gesamten Matrix nur für
das Verknüpfungselement der betreffenden Zeile wirksam sind, werden die Verknüpfungselemente einer
Zeile in der Lernphase genau auf den eingegebenen Wert eingestellt. In der Kannphase arbeitet die Lernmatrix
für analoge Muster ähnlich wie die Lernmatrix für binäre Muster.
Eine solche Anordnung hat jedoch Nachteile, wie aus den nachstehenden Ausführungen hervorgeht.
Ein Muster {a}i mit der laufenden Nummer i, das aus einer Gruppe von η analogen Signalen (z. B. Spannungen,
Strömen), sogenannten Merkmalen, besteht, läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:
Lernfähige Unterscheidungsmatrix für Gruppen
von analogen Signalen
Anmelder:
Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Peter Müller, Karlsruhe
Aus dem Muster mit der Nummer i = 1 entsteht durch affine Transformation, d. h. Multiplikation
jedes Merkmals mit dem gleichen Faktor ein anderes Muster, das derselben Bedeutungsklasse zugeordnet
ist:
{a}ia = K1(Ci11 ... aiv ... Ct1n)
oder ein weiteres, z. B.
{a}lb = K2Qx11 ... α1Ώ ... ain).
Diese Muster gehören also alle zu der gleichen Bedeutungsklasse.
Betrachtet man dagegen Muster, die anderen Bedeutungsklassen zugeordnet sind, so lassen sich diese so
darstellen:
{a}z = (flzi · ■ · av>
■ · ■ azn)
{a}2a = L1Qx21 ... a2V ... a2n),
{a}i = Qu1 ... atv ■ · ■ <Xin)·
(1)
worin K und L konstante Größen bedeuten, die ^ I
sein können. Die bereits vorgeschlagene Lernmatrix für analoge Muster ist nun nicht in der Lage, die
Muster {a}l5 {a}ia, {α}ι& voneinander zu trennen, vielmehr
werden in der Kannphase alle Muster {a}x der
gleichen Bedeutungsklasse und, wenn Muster {a}2,
{α}2α, {α}2& angeboten waren, alle Muster {a}2 einer
zweiten Bedeutungsklasse zugeordnet. Am Ausgang der Lernmatrix für analoge Muster läßt sich also nicht
mehr feststellen, ob das Muster {α}χ oder {a}ia oder
{ajtf auf den Eingang gegeben wurde. Dies schränkt
die Anwendbarkeit der Lernmatrix für analoge Muster in der Technik ein. Bei einer Temperatursteuerung
eines industriellen Prozesses kann das z. B. auf Grund von Temperaturwerten eingelernte Muster zur Auslösung
von Vorgängen benutzt werden. Sind die einzelnen Werte des eingelernten Musters nun alle um
den gleichen Faktor größer, so wird dies nicht erkannt,
509 599/191
3 4
und schwere Schädigungen, hervorgerufen durch zu botenen Musters {a}{ wird, das die kleinste Abhohe
Temperaturen, können die Folge sein. Ähnliche weichung vom entsprechenden Merkmal aiv des geSchwierigkeiten
bestehen bei anderen Anwendungs- lernten Musters {a}3- aufweist. Da die Gesamterregung
fällen der Lernmatrix für analoge Muster. Ein weiterer der z-ten Zeile die Summe der Erregungsbeiträge der
Nachteil der bereits vorgeschlagenen Anordnung ist 5 Verknüpfungselemente der z-ten Zeile ist, wird folglich
darin zu sehen, daß für diese die Forderung besteht, die Erregung derjenigen Zeile ein Minimum, deren
daß die einzelnen Muster, die auf die Matrix gegeben Verknüpfungselemente Minimalwerte der Erregungswerden, normiert sein, d. h. daß sämtliche Muster die beitrage liefern, bedingt durch die kleinste Abweichung
gleiche Energie besitzen müssen. der Merkmale des angebotenen Musters von den ent-
Die erfindungsgemäße Unterscheidungsmatrix für io sprechenden Merkmalen der gelernten Muster. Eine
analoge Muster vermeidet diese Nachteile. Sie hat die mit sämtlichen Zeilen der Anordnung verbundene
Eigenschaft, daß in der Kannphase die Bedeutung Minimalwertbestimmungsschaltung hat die Aufgabe,
eines angebotenen Musters selbst angezeigt wird. Die die Zeile kleinster Erregung festzustellen und anzu-Anordnung
nach der Erfindung bildet keine Klassen, zeigen. Sind also verschiedene Muster gelernt worden
d. h., sie weist nicht mehreren Mustern dieselbe Bedeu- 15 und wird nach Beendigung der Lernphase (Einstelltungsklasse
zu wie eine Lernmatrix für analoge Muster, Vorgang) ein Muster aus dem Mustervorrat in die
sondern unterscheidet auch die Muster innerhalb einer Spalten der Matrixschaltung eingegeben, dann ist die
Klasse, wie sie von der bereits vorgeschlagenen Lern- Unterscheidungsmatrix in der Lage, das angebotene
matrix für analoge Muster gebildet würde; sie unter- Muster von den übrigen Mustern des Vorrats zu unterscheidet
also z. B. zwischen den Mustern [0J1, {a}ia ao scheiden und die in der Lernphase zugeordnete Bedeii-
und {c}iö. Für verschiedene technische Anwendungen tung anzuzeigen, ohne dabei die Einschränkung der
kann die Unterscheidungsmatrix in der Lernphase so bereits vorgeschlagenen Lernmatrix für analoge
beeinflußt werden, daß sie in der Kannphase entweder Muster, nämlich das fehlende Unterscheidungsvernur
zwischen verschiedenen Mustern einer Bedeutungs- mögen für affin transformierte Muster, aufzuweisen
klasse oder so, daß sie zwischen Mustern verschiedener «5 und ohne dabei ausschließlich auf binäre Merkmale
Bedeutungsklassen unterscheidet. wie die vorbekannte Lernmatrix für binäre Muster
Vor der Beschreibung verschiedener Ausführungs- beschränkt zu sein.
beispiele der Erfindung werden nun die theoretischen Bei den nachstehend beschriebenen neuen Anord-
Grundlagen der Realisierung der Unterscheidungs- nungen werden zwei voneinander unabhängige Vermatrix
erörtert. 3° knüpfungselemente pro Kreuzungspunkt verwendet,
Eine Unterscheidungsmatrix ist, wie schon erwähnt, wobei die Verknüpfungen in der Lernphase so eingeeine
matrixförmige Schaltungsanordnung mit m Zeilen stellt werden und in der Kannphase die Merkmale des
und η Spalten. In den Kreuzungspunkten von Zeilen zu erkennenden Musters so angeboten werden, daß in
und Spalten sind Verknüpfungselemente angeordnet, jedem Kreuzungspunkt ein der Differenz aus angedie
eine einstellbare physikalische Größe mit einer 35 botenem und gelerntem (gespeichertem) Merkmal proinformationsverarbeitenden
Funktion aufweisen. Der portionaler Erregungsbeitiag gebildet wird. Dieser
Betrag des Verknüpfungselementes im Kreuzungs- Erregungsbeitrag wird zu Null wenn beide Merkmale
punkt der z-ten Zeile und v-ten Spalte wird als Ver- identisch sind.
knüpfung κι, bezeichnet. Bei Eingabe eines Musters in Die Erfindung betrifft also eine lernfähige, matrix-
die Spalten der Anordnung liefert jedes Verknüpfungs- 4° f örmige Schaltungsanordnung zur Unterscheidung von
element einen Erregungsbeitrag Θ%ν zur Gesamterre- Gruppen von analogen Signalen, die einer oder
gung Oi der z'-ten Zeile, wobei die Gesamterregung die mehreren Bedeutungsklassen zuordenbar sind, wo-Summe
der Erregungsbeiträge ist. bei die Gruppen von Signalen einer Bedeutungsklasse
» durch affine Transformation auseinander hervor-
&i =2/©ij). (3) 45 gehen, bei der die Gruppen von analogen Signalen
V=I auf die Spaltenleitungen gegeben werden und jeder
Der Erregungsbeitrag 0<o hängt ab von der Ver- Zeile eine vorher festgelegte Bedeutung beigegeben ist
knüpfung κ<» des betreffenden Kreuzungspunktes und und an den Kreuzungspunkten der Matrix Verknüp-
vom Merkmal at v des angebotenen Musters {a}j fungselemente angeordnet sind. Die Erfindung ist da-
Q _ f(a . y \ (41 5° durch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungselemente
während des Lernvorgangs (Lernphase) zeilenweise auf
Der allgemeine Lösungsgedanke der Aufgabe gemäß je eine Gruppe von analogen Signalen so eingestellt
der Erfindung besteht darin, daß die Verknüpfung^» werden, daß nach der Einstellung die verknüpfende
abhängig vom Merkmal ajV des in der Kannphase an- Wirkung jeder Spalte in der eingestellten Zeile proporgebotenen
Musters ausgebildet ist. 55 tional dem beim Lernvorgang an dieser Spalte ange-
Die Verknüpfung y.tv wird in der Lernphase ab- legten Analogwert ist und daß während des Erkenhängig
vom Merkmal cn„ des zu lernenden Musters nungsvorgangs (Kannphase) die Verknüpfungseleeingestellt:
mente so abgefragt werden, daß auf den Zeilenleitun-
y*v — k· cn* (S) Sen ^e Differenzen von den zuvor gelernten und den
A^ProportionalitätsfaktOT. *' 60 nunmehr an den Spalten angebotenen Signalen ge
bildet werden, die zeilenweise aufsummiert und in
Für den Erregungsbeitrag eines Verknüpfungs- einer auf den kleinsten Wert ansprechenden Extrempunktes
in der Kannphase der z-ten Zeile ergibt sich wertschaltung ausgewertet weiden,
schließlich aus Gleichungen (4) und (5) Zur Realisierung ist es zweckmäßig, Doppelspalten
schließlich aus Gleichungen (4) und (5) Zur Realisierung ist es zweckmäßig, Doppelspalten
0,- = /Τα,.· ata = k - (cur, - tu«) (6) 6s vorzusehen und die Verknüpfungselemente der einen
^i. JW*, «i«; «. w» uiv). w Spalten der Doppelspalten für die Signale in der Lein-
Das Verknüpfungselement arbeitet also so, daß 0iV phase und die Verknüpfungselemente der anderen
ein Minimum für dasjenige Merkmal ajV des ange- Spalten in der Kannphase anzusteuern. Es sind dann
zwei voneinander abweichende Schaltungsanordnungen möglich. Bei der einen wird in der Lern- und
Kannphase mit den Eingangssignalen direkt, bei der anderen mit den reziproken Werten der Eingangssignale gearbeitet. Mit der zweiten Anordnung läßt
sich ein schärferes Minimum erzielen. Die Verwendung einer auf kleinste Werte ansprechenden Extremwertbestimmungsschaltung
hat den Vorteil, daß sich der Meßwert verstärken und gegebenenfalls weiter untersuchen
läßt.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. la mehrere Muster, die zu einer Bedeutungsklasse gehören,
Fig, Ib mehrere Muster, die zu einer anderen
Bedeutungsklasse gehören,
F i g. 2 eine erste grundsätzliche Ausführungsform der Unterscheidungsmatrix,
Fig. 3 eine Realisierung der Unterscheidungsmatrix nach Fig. 2,
F i g. 4 eine zweite grundsätzliche Ausführungsform
der Unterscheidungsmatrix,
Fig. 5 eine Realisierung der Unterscheidungsmatrix nach Fig. 4,
Fig. 6 eine grundsätzliche Ausführungsform der
Unterscheidungsmatrix bei einer Betriebsweise, die von den für die F i g. 2 bis 5 angenommenen Betriebsweise
abweicht.
Die Fig. la und 1 b dienen zur Erklärung des Verhaltens
der Unterscheidungsmatrix. Der mil {a}x bezeichnete
Kurvenzug in Fig. la stellt ein beliebiges Muster aus « analogen Werten dar, die auf die Spalten
der Unterscheidungsmatrix gegeben werden. Die analogen Werte, die Merkmale, seien z, B. Spannungsamplituden, von denen eine den Betrag AB hat. Andere
Muster, die zur selben Bedeutungsklasse gehören, sind {«}io und {α}αδ>
weil sie durch affine Transformation aus {a}i hervorgegangen sind. Deren der
Amplitude AB entsprechende Amplituden sind AD bzw. AC Man sieht deutlich, daß die Muster {a)ia und
Ia]1J, jeweils durch Multiplikation aEer Amplituden
des Musters {a}x mit einem Faktor aus dem Muster Ie)1
hervorgegangen sind. Für das Muster {a}ia ist der
Faktor größer und für das Muster-Ju}·^ kleiner als 1.
Fig. Ib zeigt ebenfalls drei Muster, die aber einer
anderen Bedeutungsklasse angehören.
In F i g. 2 ist die Anordnung, in der Leitwerte als Verknüpfungselemente verwendet werden, schematisch
dargestellt. Die Unterscheidungsmatrix hat η Doppelspalten A1A1', AzA2', ... AnAn', sowie m Zeilen
B1 ... Bm· Jede Doppelspalte besitzt demnach zwei
Kreuzungspunkte mit jeder Zeile, z. B. Kreuzungspunkte der Spalten Av und Av' mit der Zeile Bi mit den
Verknüpfungen y.tv und κ'ίν. In den Ausführungsbeispielen
sind Leitwerte als Verknüpfungselemente angenommen, so daß in jedem Kreuzungspunkt ein Leitwert
Giv bzw. G; ν angeordnet ist. Die Leitwerte G1 v
sind für sämtliche Kreuzungspunkte gleich:
eingegeben, um dort zu einer Einstellung der Leitwerte Giv entsprechend Gleichung (8) zu führen:
iv = k
In der Kannphase werden die Merkmale ajv der
angebotenen Muster {a}j in die Spalten Av' eingegeben,
wobei gleichzeitig an die Spalten Av eine Spannung der Größe — 1 [Volt] angelegt wird.
Die Verhältnisse je doppeltem Kreuzungspunkt sind in der Tabelle I dargestellt.
Lernphase
Leitwert eingestellt auf
Leitwert eingestellt auf
Spalte
Spalte
/c-1
Kannphase
Abfrage mit
Abfrage mit
Damit ergeben sich in der Kannphase Erregungsbeiträge Θίν als Ströme:
&iV entspricht /«» = ■(—1) · k · atv + k · 1 · üjv
= k(aiv-aiv); (9)
die Gesamterregung pro Zeile wird ein Strom
(10)
= K- 1,
(7)
1,2...ro,
und werden während des Betriebs der Matrix bei diesem Ausführungsbeispiel nicht verändert.
Während der Lernphase werden die Merkmale aiv
des zu lernenden Musteis {a}i durch Gleichspannungen
der Größe aiV [Volt] dargestellt und in die Spalten A0
Die Erregungen der einzelnen Zeilen h (/ = 1, 2,
3 ... ni) werden auf die Minimalwertschaltung ©min
gegeben, und dort wird die Zeile mit der kleinsten Erregung bestimmt. Das Ausgangssignal fo steht dann
zur weiteren Verwendung zur Verfügung.
Die Realisierung der grundsätzlichen Anordnung nach F i g. 2 zeigt F i g. 3.
Als Verknüpfungselemente dienen Transfluxoren;
Als Verknüpfungselemente dienen Transfluxoren;
4P je zwei Transfluxoren Ti» und Γ/υ längs der Zeile
bilden mit einer Doppelspalte einen Kreuzungspunkt. In der Lernphase (Schalterstellung L) werden die
durch α [Volt] dargestellten Merkmale des zu lernenden Musters den Schreibgeneratoren SGl zugeführt
und dort proportional in Stromimpulse umgesetzt, die in Koinzidenz mit Stromimpulsen des Schreibgenerators
SG2, der durch Schließen des Schalters B mit einer Zeile, welche die Bedeutung des zu lernenden
Musters repräsentieren soll, verbunden ist, über die Schreibwicklungen Sl und Sl die Transfluxoren 27„
der ausgewählten Zeile einstellen. In gleicher Weise werden die Transfluxoren Ti v derselben Zeile entsprechend
dem an die Spalten gelegten Wert 1 [Volt] eingestellt. In der Kannphase (Schalterstellung it)
werden die Merkmale des angebotenen Musters den Lesegeneratoren LG zugeführt und dort proportional
in hochfrequente Wechselströme umgesetzt, durch die über die Abfragedrähte Ll sämtliche Transfluxoren
zerstörungsfrei abgefragt werden. Die Lesedrähte Ll verbinden sämtliche Transfluxoren einer Zeile; in
ihnen entstehen die Zeilenerregungen, wobei infolge des entgegengesetzten Wicklungssinnes der Lesedrähte
in den Transfluxoren Tjv diese Transfluxoren negative
Erregungsbeiträge erzeugen und so im »Kreuzungspunkt« zu einer Differenzbildung aus gelernten und
angebotenen Merkmalen führen. Die in den Leseverstärkern V verstärkten Zeilenerregungen werden in der
Minimalwertschaltung ©mira ausgewertet. Ein durch
sämtliche Transfluxoren führender Draht dient zusammen mit dem Rückstellgenerator zur Rückstellung
der Verknüpfungselemente.
Eine andere Ausführungsform der Unterscheidungsmatrix ist in F i g. 4 schematisch gezeigt. Wiederum
weist die Anordnung Doppelspalten Av und Av' auf.
In den Kreuzungspunkten der Spalten Av und Av' und
der Zeile Bt sind Leitwerte Gi0 und GVn eingeschaltet,
die beide in der Lernphase eingestellt werden. Dabei werden während der Lernphase die Merkmale aiv des
zu lernenden Musters {a}t durch Gleichspannungen ai v
[Volt] dargestellt und in die Spalten Av eingegeben. An
die Spalten Av' wird der reziproke Wert der Merkmale,
d. h. —— gelegt. Die Leitwerte Gi v und Giv werden
dann nach folgendem Bildungsgesetz eingestellt:
= k ·«<„; Giv = k
Cllv
(H)
In der Kannphase werden die Merkmale d)V des so
angebotenen Musters {a}} an die Spalten Av' und der
negative Kehrwert der Merkmale, d. h. -^-, an die
OjV
Spalten Λο gelegt. Die Leitwerte, die sich dabei ergeben,
sind in Tabelle II zusammengestellt.
Tabelle | II | Spalte Av |
Spalte Av' |
k-aiv 1 |
k- 1 | ||
Lernphase Leitwert eingestellt auf Kannphase Abfrage mit |
CLjV |
at ν
Cl) v |
|
30
35
Dann ist der Erregungsbeitrag eines jeden Kreuzungspunktes
der Spalten An bzw. Av' mit der Zeile Bi
ein Strom /<»: .
1 1 r
= k· OjV
k
Oi
ü]v
— ,
aiv Ojv J
45
und die Gesamterregung wird:
Auch hier wird der Strom Λ ein Minimum für {a}i = {a}j, und es gilt das bereits Gesagte für die
Extremwertbestimmungsschaltung. Die Ausbildung des Minimums ist bei dieser Anordnung schärfer als
bei der Anordnung nach F i g. 2.
Die Unterscheidungsmatrix nach F i g. 4 läßt sich mit einer Anordnung nach F i g. 5 realisieren. Eine
solche Anordnung arbeitet wie die Anordnung nach Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, daß eine Umkehrstufe
U vorgesehen ist, deren Ausgangsgröße der Reziprokwert der Eingangsgröße ist, so daß dadurch
jeweils eine Spalte den Reziprokwert des eingangsseitig angebotenen Merkmals als Steuergröße erhält.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Unterscheidungsmatrix umgekehrt zu betreiben. Durch Angabe der
Bedeutung bt erhält man dabei das in der Lernphase
zugeordnete Muster {a}< an den Spalten der Unterscheidungsmatrix.
Dies sei an Hand von F i g. 6 für die in F i g. 2 gezeigte grundsätzliche Ausführungsform beschrieben:
Eine Gleichspannungsquelle U0 mit niedrigem Innenwiderstand
wird mit derjenigen Zeile verbunden, deren g"!peichertes Muster angezeigt werden soll. Wird der
Stromkreis beispielsweise über ein Strommeßgerät geschlossen, so fließt in jeder Spalte ein Strom It v, der
proportional den in der z-ten Zeile gespeicherten Merkmalen üiv des gelernten Musters {a}t ist:
Iiv = U0 ■ Giv = aiv-k- U0. (14)
Die Ströme /4« lassen sich leicht in proportionale
Spannungen atv [Volt] umwandeln, so daß am Ausgang
der Umwandlungsschaltung den Merkmalen at η
des »abgefragten« Musters {a}i proportionale Gleichspannungen fliV [Volt] abnehmbar sind.
Bei den dargestellten Realisierungen der Unterscheidungsmatrix werden die Verknüpfungselemente
als Leitwerte bzw. Induktionen betrachtet, wobei die eingegebenen Merkmale durch Gleichspannungen dargestellt
werden und die Erregungssignale Ströme sind. Statt der Transfluxoren kann man auch Ferritringkerne
als Verknüpfungselemente verwenden. Ebenso wie bei den Transfluxoren weiden dabei die eingegebenen
Merkmale durch Hochfrequenzströme mit Stromamplituden repräsentiert, die den Beträgen der
Merkmale proportional sind. Die Einstellung auf einen bestimmten Induktionszustand eines Ringkernes
(bzw. Transfluxors) erfolgt zweckmäßig in bekannter Weise durch Koinzidenz zweier phasenverschobener
Hochfrequenzströme unterschiedlicher Frequenz unter Zuhilfenahme eines Rückkopplungskreises.
Als durch die Eingangssignale direkt einstellbare Verknüpfungselemente lassen sich ferner Metallpapier-,
Metallfolien oder Aufdampfkondensatoren (Dielektrikum und Metallbelag aufgedampft) verwenden.
Ebenso sind Tantalkondensatoren, die durch eine nichtleitende Deckschicht in einer Tantel-Elektrolyt-Anordnung
gebildet werden, sowie ähnliche elektrochemische Anordnungen als Verknüpfungselemente
verwendbar. Diese Anordnungen sind jedoch nur innerhalb kleinerer Grenzen reversibel, so daß sie
nicht für alle Anwendungsfälle brauchbar sind.
Claims (6)
1. Lernfähige, matrixförmige Schaltungsanordnung zur Unterscheidung von Gruppen von
analogen Signalen, die einer oder mehreren Bedeutungsklassen zuordenbar sind, wobei die Gruppen
von Signalen einer Bedeutungsklasse durch affine Transformation auseinander hervorgehen, bei der
die Gruppen von analogen Signalen auf die Spaltenleitungen gegeben werden und jeder Zeile eine vorher
festgelegte Bedeutung beigegeben ist und an den Kreuzungspunkten der Matrix Verknüpfungselemente angeordnet sind, dadurchgekennzeichnet,
daß die Verknüpfungselemente während des Lernvorgangs (Lernphase) zeilenweise auf
je eine Gruppe von analogen Signalen so eingestellt werden, daß nach der Einstellung die verknüpfende
Wirkung jeder Spalte in der eingestellten Zeile proportional dem beim Lernvorgang
an dieser Spalte angelegten Analogwert ist und daß während des Erkennungsvorgangs (Kannphase) die
Verknüpfungselemente so abgefragt werden, daß auf den Zeilenleitungen die Differenzen von den
zuvor gelernten und den nunmehr an den Spalten
angebotenen Signalen gebildet werden, die zeilenweise auf summiert und in einer auf den kleinsten
Wert ansprechenden Extremwertschaltung ausgewertet werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten der Matrix als
Doppelspalten ausgebildet sind, und daß an den Kreuzungspunkten der Doppelspalten mit den
Zeilen für jede Spalte der Doppelspalte ein von der anderen Spalte der Doppelspalte unabhängiges
Verknüpfungselement vorgesehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lernphase die Verknüpfungselemente der ersten Spalte der Doppelspalte auf die
Merkmale der einzulernenden Muster und die Verknüpfungselemente der zweiten Spalte auf einen
konstanten Betrag eingestellt werden und daß in der Kannphase mit den Merkmalen des zu erkennenden
Musters die ersten Spalten abgefragt werden, während die zweiten Spalten eine kon- ao
stante Spannung erhalten, und daß die Ausgangsspannung eines Verknüpfungselementes der Doppelspalte
durch entsprechende Schaltung der Anordnung negativ zur Ausgangsspannung des anderen
Verknüpfungselementes der Doppelspalte wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lernphäse die Beträge
der Verknüpfungselemente der ersten Spalte auf einen den Beträgen der Merkmale der einzulernenden
Muster direkt proportionalen Wert und die der Verknüpfungselemente der zweiten Spalten
auf einen dem obigen Wert umgekehrt proportionalen Wert eingestellt werden und daß in der
Kannphase die Abfrage mit umgekehrt verteilten Werten erfolgt und daß die Ausgangsspannung
eines Verknüpfungselementes der Doppelspalte durch entsprechende Schaltung der Anordnung
negativ zur Ausgangsspannung des anderen Verknüpfungselementes der Doppelspalte wird.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 3 oder 4 zur Ermittlung der einer Bedeutung zugeordneten
Gruppe von analogen Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bedeutung entsprechende Zeile
mit einer Gleichspannungsquelle verbunden wird und daß die ersten Spalten der Doppelspalten je
mit einem Strommesser verbunden werden, an denen Ströme ablesbar sind, die den in dieser Zeile
gespeicherten Merkmalen proportional sind.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Rückstellanordnung
vorgesehen ist, über die sämtliche Verknüpfungselemente auf den gleichen Betrag eingestellt werden können, so daß vor Beginn des
Lernvorganges für alle Verknüpfungselemente die gleichen Bedingungen einstellbar sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
509 599/191 6.65 © Bundesdruckerei Berlin
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