Ан ссср

ОПИСАИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскиз Социалистические РеспуолинК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваМ. Кл. б 06 с 9/ОО аявлено 28 Л.1971 ( 1619615/18-24) митет по дела зобретений и открытийпри Совете ййинистроеСССР УДК 621,391,19(088.8) степьза 19735.11.1973 публиковацо 13.Х.1972. Бюл Дата опубликования описания Авторыцзобретеци Д, Борисов, М. И. Могильницкий, А. В. Самошини М. С. Хайретдиновнститут автоматики и электрометрии СиоирскогоАН СССР Г. Сенин Заявитель тделения ДАПТИВНЫЙ КЛАССИФИКАТОР ОБРА с присоедццеццем заявкиПриоритет Изобретение отцосится к устройствам распознавания образов ц может использоваться цри классификации да 1 шых, в частности, диагностике различцых видов (технической, медицинской и др.). 5Известно устройство для адаптивцого (по мере поступления даццых) построения совокупности обучаюьцих изображений, основанное ца аппроксимации распределения обучающей выборки с помощью набора элемецтар цых эталонов в виде сфер. Устройство содержит вычислитель подобия д с пороговой схемой и память для всех векторов - цецтроцдов сфер.Однако устройство по такой схеме зца ш тельно усложняется из-за необходимости храцеция в памяти большого количества элементарных эталонов, что приводит к увеличецшо времени классификации и обучения и сцижецию быстродействия устройства. 20Целью предложеццого изобретения является повышение быстродействия и сокращение времеци классификации и обучения.Указанная цель достигается тем, что классификатор содержит блок укрупцеция этало цов, одна группа входов которого связаца с выходами регистра числа, а другая - с выходами регистра считывания, одна группа выходов подключена через контакты переключателя режимов работы с решающим устройст вом, а другая группа выходов - ко входам комм)тято 1 я записи, причемп 1)явл 511 оьциЙ ВХОД ОЛОКЯ УКРУГЦ 1 СЦЦ 51 ЭТЯЛОЦОВ ПОДКЛЮЧЕЦ к выходу схемы совпадения нулей.Блок укрупнения эталонов может содержать последовательно соединенные узел вычитания и регистр разности, выходы которого через узлы выделения положительной и отрицательцой едцццц подкльочецы и Одццм входааь узла ключевых элементов, другими входамц подключенного к выходам схемы инверсий, причем вход схемы инверсий подключен к управляющему входу блока, выходы регистра разььости - к одной группе выходов блока, и выходы узла ключевых элемецтов - к другой группе выходов блока, одна группа входов узла вычцтация подключена к первой группе входов блока, а другая группа входов вь 1 чцтающего устройства - ко второй группе входов и соответствующим входам узла ключевых элементов.На фиг. 1 показаца фуцкциоцальца 51 схемЯ устройства; фцг. 2 иллюстрирует преоб 1 изо 11 ание для случая двух цзмереццй. выполняеа 1 ое преобразователем вектор - скаляр.Иа чертежах обозцачецо:1 - измеритель признаков; 2 - преобразователь вектор - скаляр; 3 - регистр числа;4 - запоминающее устройство; 5 - коммутатор считывания; 6 - регистр считывания; 7 -коммутатор записи; 8 - блок укрупнения эталонов; 9 - узел вычитания; 10 - регистр разности; 11 - узел выделения положительной единицы; 12 - узел выделения отрицательной единицы; 13 в схе совпадения нулей; 14 - ключ, 15 - узел ключевых элементов; 1 б - переключатели режимов работы; 17 - решающее устройство; 18 - индикатор; 19 - схема инверсий.Измеритель признаков 1 по 1 параллельным каналам обеспечивает измерение и выдачу параметров, образующих -мерный вектор признаков Х = (Х , Х). В качестве измерителя при классификации случайных процессов например, может использоваться параллельный спектральный анализатор, Выход измерителя признаков 1 соединен со входом преобразователя всктор - скаляр (число) 2, Суть преобразования состоит в сканировании определенным образом 1-мерного пространства признаков, разбитого на элементарные гиперкуоы, и отображении пути сканирования в порядок следования интервалов на одномерной оси 1. Фиг. 2 иллюстрирует преобразование для случая 2-х измерений. Интервалу па оси Р с порядковым номером, например, 14 соответствует четырнадцатый по пути сканирования квадрат и т. п. Выходом преобразователя 2 является регистр числа 3, куда записывается результат преобразования - число. Регистр числа 3 подсоединен к первой группе входов узла вычитания 9, входящего в блок 8 укрупнения эталонов. Вторая группа входов вычитающего устройства соединена с регистром считывания б коммутатора считывания 5. Выход вычитающвго устройства связан со входом регистра разности 10, выход которого в режиме обучения подан на входы узла 11 выделения положительной единицы результата вычитания и узла 12 отрицательной единицы результата вычитания, а в режиме классифиации - на входы решающего устройства 17. Выходы каждого узла (11 и 12) подсоединены к управляющим входам ключей узла 15 ключевых элементов, вторые входы узла 15 соединены с выходом регистра 3, а третьи - с выходом схемы инверсий 19, Выходы ключей узла 15 подсоединены ко входу коммутатора записи 7 запоминающего устройства 4,Кроме того, выход регистра считывания б подключен ко входу схемы 13 совпадения нулей, выход которой подан на управляющий вход ключа 14; второй вход ключа 14 связан с выходами регистра преобразователя 3, а выход - с коммутатором записи 7 и управляющим входом схемы инверсий 19.Рассмотрим работу схемы в режиме обучения, предполагая, что память вначале пуста. Реализация входного сигнала подается на измеритель признаков 1, формирующий 1-мерный вектор, В регистр 3 записывается результат преобразования - число, соответствующее этому вектору. В регистр считывания б с помощью коммутатора 5 из запоминающего устройства 4 заносится содержимое ячейки памя 60 б 5 5 10 15 20 25 Ио 35 40 45 50 ти первого эталона. Так как эталон после преобразования отображается в виде отрезка числовой оси Я с двумя границами - числами: левой (Л) и правой (П), то емкостьячейки памяти и регистра б равна удвоенной емкости регистра 3. Если ячейка памяти пуста, то схема 13 совпадения нулей выдает сигнал на запись через ключ 14 и коммутатор записи 7 содержимого регистра 3 в эту ячейку памяти, одновременно блокируя через схему инверсий 19 возможность записи через ключи узла 15. Если в ячейки памяти эталона записано число, то в узле вычитания 9 из числа в регистре 3 последовательно вычитается левое число (граница) (Л) эталона Зь а затем правое число (П) из регистра б. Если уменьшаемое (число в регистре 3) больше вычитаемого (П или Л числа регистра б), то разность положительна. Если эта разность равна + 1, то в регистре разности 10 во всех разрядах, кроме младшего, будут записаны нули. Узел 11 выделения положительной единицы результата выявляет этот факт, Если вычитаемое больше уменьшаемого, то результат получается в дополнительном коде, причем результату ( - 1) соответствует наличие единиц во ьсех разрядах регистра 10. Узел 12 выделения отрицательной единицы результата обнаруживает наличие ( - 1). В обоих случаях (1) на выходе соответствующего узла формируется сигнал, который управляет записью числа из регистра 3 через соответствующие ключи узла ключевых элементов 15 в правую (П) или левую (Л) часть ячейки памяти эталона.Таким образом, происходит выявление соседства элементарных эталонов и укрупнение их. Если ни одно из условий (нет +-1, нет сигнала на выходе схемы 13 совпадения нулей) не выполняется, вызывается следующая ячей. ка памяти, и вектор (число) из регистра 3 заносится в память как новый эталон,Проиллюстрируем процесс формирования эталонов на примере распределения векторов фиг. 2, Пусть первым вектором, который заносится в память как эталон, будет вектор с оординатами, изображающая точка которого попадает в квадрат27. Если какой-либо вектор имеет координаты (Уь Р), определяющие его положение в квадрате26, то при сравнении его номера с ячейкой памяти, содержащей эталон из квадрата27, вычитающее устройство дает результат ( - 1), в результате чего в ячейке эталона сформируется эталон с границами, отображаемыми числами 26 и 27.В режиме классификации выявляется попадание номера вектора неизвестной принадлежности Х в один из эталонов в устройстве 17 с индикацией класса этого эталона в индикаторе 18. Решающее устройство 17 проверяетвыполнение условия:Л;(Х(П;,где Л; и П, - правая и левая граница (число)362323 ассигригацич Фи 2,Так как время классификации и обучения определяется количеством эталонов, то сокращение их числа путем укрупнения умецьшает время классификации, обучения и повышает быстродействие устройства. Предмет изобретения 1. Адаптивный классификатор образов, содержащий последовательно соединенные измеритель признаков, преобразователь вектор - скаляр и регистр числа, последовательно соединенные коммутатор записи, первый переключатель режимов работы, запоминающее устройство, коммутатор считывания и регистр считывания, соединенный через схему совпадения нулей с управляющим входом ключа, сигнальные входы которого соединены с выходами регистра числа, а выход ключа - с однюг ггз входов коммутатора записи, и последовательно соединенные второй переключатель рекимов работы, решающее устройство и индикатор, отлиыаюгиийся тем, что, с целью повышения быстродействия, оц содержит блок укрупнения эталонов, одна группа входов которого связана с выходамц регистра числа, а другая - с выходами регистра считывания, одна группа выходов подключена через второй переключатель режимов работы с решающим 5 устройством, а другая группа выходов - ковходам коммутатора записи, причем управляющий вход блока укрупнения эталонов подключен к выходу схемы совпадения нулей.2. Устройство по п, 1, от,гичаюигсася тем, 10 что блок укрупнения эталонов содержит последовательно соединенные узел вычцта.пгя и регистр разности, выходы которого через узлы выделения положительной ц отрицательной единиц подключены к одним входам узла 15 ключевых элементов, другие входы которогоподключены к выходам схемы ццвсрсцй, вход которой соединен с управляющим входом блока, а выходы регистра разности подключены к одной группе выходов блока, и выходы узла 20 ключевых элементов - к другой группе выходов блока, одна группа входов узла вычитания подключена к первой группе входов блока, а другая группа входов узла вычитацця - ко второй группе входов и соответствующим 25 входам узла ключевых элементов.С оста в и тел ь В. Кудри в цев Редактор Б. Нанкииа Текред Т. Миронова Корректоры: Л. Корогод и А, Николаева Заказ 120/7 Изд,1023 Тираж 404 ПодписноеЦ 1 И 1 ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раугпская наб., д. 415Типографии, пр, Сапунова, 2