Устройство для распознавания случайных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХССЦВЛИПаесиипСГ УБЛИН 0 .06 К 900 4 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТШИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗ тоином сей(71) Рязанский радиотехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР Н 371596, кл. С 06 К У 00, 1971,2, Авторское свидетельство СССР У 595751 кл, С 06 К 9/00, 1976(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВА-НИЯ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАРОВ, сбдержащеваналого-цифровой преобразователь,вход которого являвтся входом уст"ройстоа, а выход подключен к еходайцифрового анализатора и квадратора, выходы которых соединены соответст-венно с первым входом делителя к входом первого сумматора, выход которого подключен к второму входу делителя, выход которого соединен ,с первым входом перва о блока оперативной памяти, второй вход и выход которого подключены соответственно ЯО 101398 к первому выходу и первому входублока управления, второй выход ко-торого подключен к входу первого блока постоянной памяти, последователь"но соединенные первый блок умножения,второй сумматор и пороговый элемент,один из выходов которого подключенк второму входу блока управления,а другой является выходом устройства,причем выход первого блока постояннойпамяти соединен с одним из входовпервого блока умножения, о т л и ч аю щ е е с .я тем, что, с целью повыше"ния точности устройства, оно содержитпоследовательно соединенные вторыеблок постоянной йамяти, блок умноже"ния и блок оперативной памяти, выходкоторого подключен к другому входупервого блока умножения, а управляющий вход - к второму выходу блока управления, первый выход которого со"единен с входом второго блока постоянной памяти, причем информационныйвыход первого блока оперативной памя"ти подключен к соответствующему входувторого блока умножения.1 1013Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в устройствах дляраспознавания случайных сигналов.Известно устройство для распознавания, содержащее многослойную сетьлинейных дискриминаторов, блоки умножения и сумматоры 13.Однако устройство характеризуется недостаточной точностью при рас Опозннавании.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности яв,1 яется устройство для распознавания случайных сигналов, содержащее линейные дискриминаторы, одни из выходов которых соеди"нены с соответствующими входами блокауправления и индикации, блок выделения признаков, состоящий, например, изаналого-цифрового преобразователя, щ 0цифрового анализатора,квадратораи сумматора, блоков оперативной и постоян" ной памяти 2 1.Однако устройство имеет недостаточную точность распознавания сигналов,так как структура решающего правилане обладает свойством оптимальности.Целью изобретения является повышение точности устройства при распознавании как шумовых, так и импульсных30случаиных процессов.Указанная цель достигается тем,что устройство, содержащее аналогоцифровой преобразовательвход которого является входом устройства, авыход подключен к входам цифрового З 5анализатора и квадратора, выходы которых соединены соответственно с первым входом делителя и входом первогосумматора, выход которого подключен квторому входу делителя, выход которо. го соединен с первым входом первогоблока оперативной памяти, второй вход . и выход которого подключены соответственно к первому выходу и первомувходу блока управления, второй выход 45которого подключен к входу первого блока постоянной памяти, последовательно соединенные первый блок умножения, второй сумматор и пороговый элемент, один иэ выходов которого подключен к второму входу блока управления, а другой является выходом устрой. ства, причем выход первого блока по" стоянной памяти соединен с одним из входов первого блока умножения, дополнительно содержит последовательно55 соединенные вторые блок постоянной памяти, блок умножения и блок опера тивной памяти, выход которого подклю-. 987 2чен к другому входу первого блокаумножения, а управляющий вход - к второму выходу блока управления, первыйвыход которого соединен с входомвторого блока постоянной памяти, причем инФормационный выход первого блока оперативной памяти подключен к соответствующему входу второго блока умножения.На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь ( АЦП ) 1, цифровойанализатор 2 энергетического спектра,делитель 3, первый блок ч оперативнойпамяти, квадратор 5, первый сумматор 6, первый блок 7 постоянной памяти, второй блок 8 постоянной памя"ти, второй блок 9 оперативной памяти, первый блок 10 умножения, блок 11управления, второй сумматор 12, пороговый элемент 13 и второй блок 14умножения.Устройство работает следующим образом.На вход АЦП 1, который являетсявходом устройства, поступает распознаваемый сигнал Х(1). Отсчеты распознаваемого сигнала с выхода АЦП 1 в цифровой форме поступают на вход цифрового анализатора 2, с помощью которого происходит оценка энергетического спектра по алгоритму дискретногоили быстрого преобразований Фурье.После вычисления оценки спектрана частоте 1. значение этой оценкиподается на первый вход делителя 3.С помощью квадратора 5 и сумматора 6 происходит вычисление суммыквадратов отсчетов Х(,), значениекоторой подается на второй вход делителя 3, с помощью которого происходитвычисление оценки С(1.) нормированного энергетического спектра на частоте 1., которое поступает в первыйблок 4 оперативной памяти.Г.После вычисления С Н (1.) происходитвычисление нормированйого энергетического спектра на частоте +1 ит.д которые такие подаются в блок 4в соответствующие ячейки. После заполнения последней ячейки емкостьпамяти выбирается на этапе обучения )включается блок 11 управления, который начинает выдавать управляющие импульсы на блоки 4, 9, 7 и 8,По сигналам с блока 11 управленияиз блока 4 выбираются величины С(1.),где 1. = 0,1,2 в определенной последовательности, а из блока 8 посто10139хранящейся ВНИИПИТираж 7 одписн 3яяной памяти - элементыв нем матрицы К.В блоке 8 умножения происходит пе/ремножение оценки С (1.) на матрицу КтЮ(О - кс(О,где оценка СН. представляется ввиде вектора-столбца. Результат перемножения записывается в ячейки второго блока 9 оперативной памяти. оВ результате такого линейного преобразования получаемый вектор вторичных признаков т(1.) имеет некоррели рованные компоненты и распределениевероятностей близкое к нормальному.Непосредственно распознавание производится с помощью линейного дискриминатора, состоящего из блока 10 умножения, блока 7 постоянной памяти, сумматора 12 и порогового элемента 13.В блоке. 7 хранятся весовые коэффициенты И,По сигналам с блока 11 управленияиз блока 9 оперативной памяти произ-водится выбор в определенной последовательности чисел У(1;), а из блока 7 - коэФФициентов У, В блоке 10умножения происходит их умножение.В сумматоре 12 накапливается сумма Филиал ППП "Патент",:г.ужгород,ул.Проектная,М 87 фперемноженных величин С, которая за" тем сравнивается с порогом в пороговом элементе 13.Решающее правило при двухклассовой классиФикации имеет вид:если С Ъ О, то Х(й) Е Г 1;если СО, то Х(й) б Г 2, где О - порог срабатывания порогового элемента 13;Е Г - классы распознаваемых сигнаф 2лов.При выполнении условия С )Р пороговый элемент 13 вырабатывает импульс, при СЭ - отрицательный.Одновременно с этим с порогового элемента 13 подается сигнал на блок 11 управления, который прекращает его работу..Предлагаемое устройство точнее известного, так как линейный классиФикатор обладает большей эффективностью при предварительном линейном преобразовании исходных оценок спект" ра, и,следовательно, позволяет получить меньшую ошибку распознавания. Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает возможность распознавания как импульсных, так и шумовых сиг. налов.