SU896647A1 - Устройство дл распознавани образов - Google Patents

Description

1

Устройство относитс  к технической кибернетике, в частности к устройствам дл  распознавани  образов, и мгасет быть использовано при поиске месторождений полезных ископаемых в медицинской и технической диагностике .

Известно устройство дл  распознавани  образов, содержащее блоки весового умножени , блок вьщелени  максимальных сигналов, первьй сумматор , второй сумматор, усилитель, блок сравнени , блок преобразовани  напр жени  в частоту, первый интегратор , второй интегратор, блок аналоговой пам ти, блок изменени  времени интегрировани , блок формировани  импульсов, блок управлени  весом св зи ij.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность и надежность распознавани  на основе эталона-сигнала , определ емого путем однозначного установлени  времени его интегрировани , а также сложность его сонструкции.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  распознавани  образов , содержащее депгафратор, подключенный ко входам элементов И первой группы, другие входы которых подключены к .первому блоку управлени  и к выходам соответствуницих .клю;

10 чей, и последовательно соединенные блок ввода информации, подключенный к дешифратору, первый блок управлени , первый коммутатор, подключенный к блоку ввода информации, ко

IS второму и к третьему блокам управлени  и ко входам соответствующих ключей , другие входы которых соединены с блоками управлени , блок пам ти, подключенньй к третьему блоку управ20 лени , и второй коммутатор, подклю- ченный к первому и блокам управлени  и к первому коммутатору, и блок рёгистрации информации 21

Его недостаток заключаетс  в нев .сокой надежности устройства.

Цель изобретени  - повышение надежности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  те что в известное устройство, содержащее дешифратор, подключенный ко входам элементов И первой группы, другие входы которых - к первому блоку управлени  и к выходам соотвествующих .ключей, и последовательн соединенные блок ввода информации, подключенньпЧ к дешифратору, первый блок управлени , первый коммутатор подключенный к блоку ввода информации , ко второму и к третьему блокам управлени  и ко входам соответствующих ключей, другие входы которых соединены с блоками управлени , блок пам ти, подключенный к третьему блоку управлени , и второй коммутатор, подключенный к первому и второму блокам управлени  и к первому коммутатору , и блок регистрации информации , введены блоки формировани  си:- налов веса, соединенные с коммутатора1 Ш и с соответствующими блоками уп равлени , и последовательно соединенные интеграторы первой группы, входы которых соединены с выходами элементов И первой группы, перйый блок пороговых элементов, подключенный ко второму блоку управлени  и ко второму блоку формировани  сигналов , элементы И второй группы, входы которых подключены ко второму блоку управлени  и к выходам соответствующих ключей, интеграторы второй группы, второй блок пороговых . элементов, входы которых подключены к третьему блоку управлени , а выходы соединены с третьим блоком формировани  сигналов, элементы И третьей группы, входы которых подключены к третьему блоку управлени  и к выходам соответствующих ключей, сумматоры и интеграторы третьей группы, выходы которых: соединены с блоком регистрации, а также тем, что блоки формировани  сигналов содержат последовательно соединенные элементы И и сумматоры, входы которых  вл ютс  входами блоков.

На чертеже представлена блоксхема устройства.

Устройство включает блок 1 ввода информации, первую группу 2 элементов И, содержащую первые 3 и вторые А элементы И, первую группу интеграторов 5, вторую группу 6 элементов И, содержащую первые 7 и вторые 8 элементы И, вторую группу . , интеграторов 9, третью группу 10

5 элементов И, включающую первые 11 и вторые 12 элементы И, сумматоры 13, третью группу интеграторов 14, блок 15 регистрации информации, первый 16, второй 17 и третий 18 блоки

0 управлени , причем блок 18 включает . узел 19 управлени  и переключатель 20, первый 21, второй 22 и третий 23 блоки формировани  весовых сигналов , первую 24, вторую 25 и третью

5 26 группы ключей, первый 27 и второй 28 коммутаторы, причем коммутатор 28 включает переключатель 29 и узел

30коммутации, блок 31 пам ти, первый

31и второй 33 блоки пороговых элементов и дешифратор 34.

Устройство работает в режимах обучени  и распознавани .

В режиме распознавани  по команде Запуск блок 31 пам ти выдает сигнал Сброс, по которому все элементы пам ти (счетчики, триггеры, интеграторы ) блоков устройства привод тс  в начальное состо ние, однако один из двоичных счетчиков первого блока 16 управлени  по этой команде приводитс  только в предсбросовое состо ние.

После этого узлом управлени  бло ка 31 включаетс  один из магнитофонов этого блока и на основании маркера , нанесенного на первую дорожку магнитной ленты (не показана), автоматически устанавливаетс  последн   в начальное состо ние, после чего со второй дорожки этой ленты выдаютс  сигналы синхроимпульсов, ас остальных дорожек, вы вленных в nesриод обучени , - случайные сигналысигналы весов , имеющие максимум спектральной плотности на частоте, близкой частоте следовани  синхроим--, пульсов.

Через соответствующие электронные ключи блока 31, открываемые и закрываемые управл ющими сигналами, поступающими с третьего блока 1В управлени  эти синхроимпульсы и сигналы весов св зи из блока 31 поступают в первый коммутатор 27, куда в соответствующие моменты времени поступают сигналы с первого 16 и второго 17 блоков управлений.

С первого коммутатора .27 синхроимпульсы и сигналы весов св зи поступают в соответствующее им врем  в блоки 1,16,21,24,17,22,25,18,23,2а В первый период с первого коммутатора 27 сигналы весов св зи поступают в блок 21 (работает в режиме обучени ) и первую 24 группу ключей , а синхроимпульсы поступают в блок 1 ввода информации, в котором при их поступлении происходит подготовка к работе преобразовател  дл  преобразовани  в цифровой код поступающей в этот момент или имеющейс  в наличии аналоговой информации , а в случае имеющегос  цифрового массива - подготовка его накопител  k работе.

Одновременно синхроимпульсы поступают в первый блок 16 управлени  на один из двоичных счетчиков, на- ходившихс  в предсбросовом состо нии , первый синхроимпульс сбрасываете его и тот своим счетным выходом выдает сигнал, по которому из блока 1 вьщаетс  информационный массив (весь или только младшие разр ды) в дешифратор 34, а также вьщаютс  сигналы информационного массива (старшие разр ды) блока 1, поступающие в блок 16, на его схемы совпадени , на другие входы которых поступают пересчетные импульсы вышеупом нутого двоичного счетчика. При совпадении этих сигналов схемами совпадени  выдаютс  сигналы на элемент И блока 16, по срабатыванию которого вьщаетс  сигнал в блок 21 и пер- вую группу 24 ключей, в результате чего они получают разрешение на пропускание сигналов весов св зи.

Одновременно в блоке 16 счетный выход упом нутого счетчика поступает на счетный вход кольцевого счетчика , при этом последний своим счетным выходом вызывает срабатывание другого двоичного счетчика (врем  его работы определ етс .: длиной информационного массива), а последни вызывает срабатывание другого элемента И и триггера, выдающего управл ющие сигналы в первый 27 и второй 28 коммутаторы. Дешифратор 34 преобразует разр ды цифрового кода поступающего информационного массива в булевы функции, кажда  из которых равна 1, причем на всех набора конъюкаци  любых функций равна О . Таким образом, каждому значению цифрового кода однозначно соответствуют сигналы на выходе дешифраторов.

которые, поступают в блок 21 и на первые элементы И 3 первой группы 2 элементов. При проведении последовательно-параллельного опроса (открыва ни ) последних в этот момент кольцевым счетчиком блока 16, сигналы с первьгх 3 элементов И поступают на вторые 4 элементы И, которые соответуственно этим сигналам открываютс  и

пропускают через себ  приход щие в этот момент с первой 24 группы ключей сигналы весов Св зи на соотвествующие каналы интеграторов nepBoft группы 5, которые интегрируют (запоминают ) эти сигналы весов св зи.

Проинтегрированные сигналы по- ступают на первый блок 32 пороговых элементов. В момент оконча-ни  считывани  исходной информации и

отобралсени  ее на интеграторах первой группы 5 в виде полученных сигналов в первом коммутаторе 27 управл емые сигналы блока 16 производ т. переключение канала синхронизации и

каналов весов св зи, в результате чего сигналы весов св зи поступают в блок.22 (работает в режиме обучени ), и во вторую группу 25 ключей , а синхроимпульсы поступают на

второй блок 17 управлени  на вход его триггера, после срабатывани  которого один его сигнал в первом полутакте.поступает на второй блок 22 коррекции св зей и во вторую групг

пу 25 ключей, вследствие чего они пропускают сигналы весов св зи.

В блоке 17 на втором полутакте синхроимпульсов второй выход вышеупом нутого триггера вьщает сигнал на счетный вход одного из его кольцевых счетчиков и счетный вход двоич)ного счетного счетчика (врем  работы его определ етс  временем обсчета выходных каналов интеграторов 5) счетный выход которого соединен-со счетным входом другого кольцевого счетчика, срабатывание которого вызывает срабатывание соединенного с ним другого триггера, вьщающего в этот момент управл ющие сигналы, которые поступают в первый 27 и второй 28 коммутаторы, а также во вторую 25 и третью 26 группы.

Другой кольцевой счетчик блока 17 производит поочередное открывание электронных ключей первого блока 32 пороговых элементов, в результате чего происходит опрос и прохождение

через эти ключи сигналов с выхода интеграторов 5.

В блоке 32 выходыкаждых двух пар ключей соединены с выходом соответствующего смесител , с выхода которого сигнал поступает на выход соответствующих им пороговых элементов, причем последние срабатывают, если превышает установленна  величина порога ,

С вьгход-а блока 32 сигналы поступают на блок 22 и на первые элементы И второй группы 6элементов И. Последни пропускают эти сигналы при опросе (открывании) элементов И 7 с помощью одного из кольцевых счетчиков второго блока 17 управлени , Выходные сигналы первых 7 эле.ментов И открывают соответствующие им вторые 8 элементы И, которые пропускают приход щие со второй 25 группы ключей сигналы весов св зей, которые зате поступают на соответствующие им каналы второй группы интеграторов 9 и проинтегрированные ими поступают на электронные ключи второго блока 33 пороговых элементов.

В момент окончани  обсчета выходных сигналов с каналов первой группы интеграторов 5 в первом коммут&торе 27 сигналы блока 17 производ т переключение канала синхроимпульсов и каналов весов св зей, в ..результате чего сигналы веса св зи поступают в блок 23 (работает в режиме обучени ) и на третью 26 группу ключей, а синхроимпульсы поступают в третий блок 18 управлени  на его триггер, после срабатывани  которого один сигнал в первом полутакте посту лает на блок 23 и на третью 26 группу ключей, вследств

чего,ЛИИ пропускают сигналы весов св зи.

,Т1

В блоке на втором полутакте второ выход триггера вьщает сигнал на одии кольцевой счетчик, счетный выход которого соединен с другим кольцевым счетчиком, по срабатыванию которого и времени окончани  работы групп 9, 11,12 вьщаетс  этим блоком 18 сигнал на отключение блока 31 пам ти, а в режиме обучени  с помощью режимных переключений этот сигнал вызывает срабатывани  соединенного с ним другого триггера блока 18, в результате чего выдаютс  управл ющие сигналы в блок 31 дл  переключени  его магнитоЛонов .

Другой кольцевой счетчик блока 18 производит поочередное открьшание электронных ключей вторых 33 блоков пороговых элементов в момент обсчета сигналов с выходных каналов вторых интеграторов 9. В результате этого сигналы проход т соответствующие им ключи и с выхода каждых двух пар этих ключей поступают на соответствующий смеситель этого блока, а с его выходов сигналы ..поступают на соответствующие пороговые элементы,которые срабатывают, если превьшает установпенна  величина порогов.

С выхода блока 33 сигналы поступают в блок 23 на первые элементы 11 И третьей группы 10 элементов И, последние пропускают эти сигналы при опросе их одним из кольцевых счетчиков блока 18.

Выходные сигналы первых элементов 1 И открывают соответствующие им вторые элементы 12 И, которые пропускают приход щие с третьей 26 группы ключей сигналы весов св зей, которые затем поступают на соответствующие сумматор. 13, а с их выходов - на третью группу интеграторов 14, в которых происходит окончательна  классификаци  объектов исследовани . С интеграторов 14 сигналы выдаютс  в блок 15 на его каналы классификации вы вленные в период обучени .

Обучение устройства заключаетс  в вы влении коэффициента веса сиг,налов св зей, записанных tia дорожках магнитной ленты блока 31, и их .коммутации с помощью устройства на его решающие блоки с целью отображени  на них известного объекта и затем его окончательна  фиксаци  на каналах классификации блока 15 на основе информации этого известного объекта, выдаваемой блоком I ввода информации. Обучение коэффициентов весов сигна,лов св зи происходит с помощью блоков 21, 22 и 23.

В режиме обучени  с помощью переключател  20 блока 18 к третьему 23 блоку подключены пересчетные выходы одного из кольцевых счетчиков узла 19. Режим обучени  также ведетс  в три этапа, при этом кроме описанной работы блоков в режиме распознавани  участвуют в работе вышеназванные блоки.

Claims (2)

1. На первом этапе подключаетс  бло1 21, при этом в первом блоке 16 упраапени  элементы И этого блока открываютс , а на их входы поступают сигналы с выхода дешифратора 34. В блоке 2 с выхода элементов И сигналы поступают на сумматор, на другие входы которого поступают сигналы весов св зей - случайные сигналы с одного из магнитофонов блока 31 через первый коммутатор 27. В результате этого происходит кор рекци  весов св зей сигналов, после чего они поступают из блока-21 через узел 30 коммутации второго бло ка 16 управлени , коммутатор 28, переключатель 29 этого же коммутатора в блок 31, на один из его магнитофонов , при этом через переключатель 29 с выхода блока 31 на его вход поступают синхроимпульсы, причем коммутатором 28 поочередно подключаютс  скорректированные сигналы весов св зи блоков 21-23 в соответствующие моменты времени. На втором этапе подключаетс  блок 22,работа которого аналогична первому, при этом на него поступают сигнал со второго блока 7 управлени , сигналы с выхода блока первых 32 пороговых элементов и сигналы весов св зи с блока 31 пам ти через первый коммутатор 27. Скорректированные сигналы весов Ьв зей из блока 22 поступают через узел 30 коммутации и переключатель 29 второго коммутатора 28 в блок 31 На третьем этапе подключаетс  блок 23, на который поступают сигналы с выхода блока 33 вторых пороговых элементов, сигналы весов св зей с блока 31 пам ти через первый коммутатор 27. При этом в отличие от других блоков коррекции на его элементы И поступают, кроме сигнала триггера узла 19 управлени  третьего блока 1 управлени , еще и пересчетные сигналы кольцевого счетчика этого же блок 18, которые приход т через переключатель 20. В блоке 23 с его элементов И сигналы поступают на его сумматоры и корректируютс  с сигналами веса св зей, приход щими из блока 31 через первый коммутатор 27. С выхода блока 23 скорректированные сигналы весов св зей через второй коммута тор 28 поступают также на второй ма нитофон блока 31. Это обучение весов сигналов св зей ведетс  несколькими циклами. при ЭТОМ В блоке 31 сигналами третьего блока 18 управлени  происходит поочередное переключение первого и второго магнитофонов с режима Запись на режим Воспроизведение, т.е. записанные за врем  одного цикла скорректированные сигналы весов св зи на первый магнитофон выдаютс  дл  работы, а затем корректируютс  за второй цикл и записьтаютс  на второй магнитофон и т.д. и в конце обучени  они фиксируютс  одним из магнитофонов блока 31, а на выходе устройства блоком 15 фиксируютс  сигнальные уровни, характерные и близкиеданному объекту. Зафиксированные сигналы весов св зи за счет сменности и хранени  магнитных лент позвол ют вести быстрое обучени  устройства и дают возможность дл  распознавани  неограниченного количества исследуемых объектов при небольших количествах конструктивных элементов устройства. Введение новых блоков и новых конструктивных св зей позволило существенно повысить надежность устройства . Формула изобретени  1. Устройство дл  распознавани  образов, содержащее дешифратор, подключенный ко входам элементов И первой группы, другие входы которых, подключены к первому блоку управлени  и к выходам соответствующих ключей , и последовательно соединенные блок ввода информации, подключенный к дешифратору, первый блок управ-лени ,.первый коммутатор, подключенный к блоку ввода информации, ко второму и к третьему блокам управлени  и ко уходам соответствующих ключей, другие входы которых соединен ны с блоками управлени , блок пам ти., подключенньй к третьему блоку управлени , и второй коммутатор, подключенный к первому и второму блокам управлени  и к первому коммутатору, и блок регистрации информации, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  надежности, оно содержит блоки формировани  сигналов веса, соединенные с коммутаторами и с соответствующими блоками управле ни , и последовательно соединенные интеграторы первой группы, входы которых соединены с выходами элементов

   И первой группы, первь1й блок пороговых элементов, подключенный ко второ.му блоку управлени  и ко второму блоку формировани  сигналов, элементы И второй группы, входы которых подключены ко второму блоку управлени  и к выходам соответствующих ключей, интеграторы второй группы, второй блок пороговых элементов, входы которых подключены к третьему блоку управлени , а выходы соединены с третьим блоком формировани  сигнапов|, элементы И третьей группы, входы которых подключены к третьему блоку управлени  и к выходам соответствующих ключей, сумматоры и интеграторы

   третьей группы, выходы которых соединены с блоком регистрации.
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что блоки фор мировани  весовых сигналов содержат последовательно соединенные элементы И и сумматоры, входы которьпс  вл  ютс  входами блоков.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР № 533948, кл. G 06 К 9/00, 1974.

   2.Патент Японии № 52-19416,

   кл. 97(7) .В 622, опублик. 1977 (про- тотип).