Классификатор случайных процессов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сецнапистичеекнх РЕСНубЛИН(61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) ЗаЯвлено 1806,75 (2 Ц 2146205/18-24 006 К 9/00 с присоединением заявки-Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 2501794(г5,Т(г1 тТс, ;." " ;,(72) Авторы изобретения А,И. Кундин и Л,В. Мирошенков(54) КЛАССИФИКАТОР СЛУЧАИНЫХ ПРОЦЕССОВ,Изобретение относится к области вычислительной техники и распознаванию образов и может быть использова но для исследованил и классификации случайных процессов, например, нри б настройке и безразборной отбраковке. двигателей по шумам их работы, а .также в других задачах.технической и медицинской диагностики и исследо.ваниях 1 ОИзвестны .устройства, предназначенные для анализа случайных сигналови диагностики 111 2 , однако они не решают задачу распознавания неста-. ционарных процессов.Известны устройства длл Классификации шумовых сигналов 3, содержащие блок выделения признаков, сумматор, блок ввода-вывода информации, первый выход которого соединен с первым входом блока обучения, последовательно включенные счетчик адреса, дешифратор и блок памяти, блок вентилей и логические элементы ИЛИ.Использование в известном устройстве одних и тех же элементов памяти как с целью накопления признаков, так и длл корректировки весовых коэффициентов делает невозможной его работу в реальном масштабе времени при не 2прерывно поступающих на вход сигналах.Отсутствие в классификаторе режима ввода-вывода информативных признаков и весовых коэффициентов не позволяет его испольэовать длл набора статистики признаков и зесов с целью иэученил входных процессов и составления таблиц долгосрочного прогноза, а также вводить весовые коэффициенты с целью уменьшения времени обучения при наличии априорной информации о классифицируемых сигналах; Отсутствие вторичной обработки непрерывного потока решений, принимаемых классификатором, не позволяет вынести общее правильное решение в случае разрывностиВходных процессов, когда распознаваемые сигналы, от носящиеся к разным классам, перемещаютсл (например, в ходе анализа появляются сильные длительные помехи), Кроме того, в этом устройстве отсутствует система контроля его работы. Указанные недостатки снижают достоверность классификации.Цель изобретения - повышение достоверности классификации случайных процессовПоставленная цель достигается тем,;что в устройство введены последовательно соединенные с дешифраторомблок канальных счетчиков и блок буФерных регистров и последовательновключенные регистр сдвига и логический блок, выход которого соединен 5со вторым входом блока обучения, третий. вход которого подключен к выходублока памяти и одному из, входовпервого логического элемента ИЛИ,другой вход которого соединен через 10блок вентилей с выходом счетчикаадреса, а выход через сумматор - совходом регистра сдвига, первым входом блока ввода-вывода информациии четвертым входом блока обучения, цбпятый вход котор го подключен к выходу блока буферных регистров и второмувходу блка ввода-вывода информации,второй и третий выходы которого соединены соответственно с одним из входов счетчика адреса, связанного сдругийи входами с выходом блока выделения признаков, и с выходом второго логического элемента ИЛИ, другойэход которого подключен к выходублока обучения, а выход - к однимиз входов блока памяти.На чертеже представлена структур.ная схема классификатора случайныхпроцессов.Устройство состоит из блока 1 вы деления нриэнаков, счетчика 2 адреса,дешифратора 3, бло а 4 канальныхсчетчиков, блока 5 буферных регистров,блока б ввода-вывода информации,блока 7 памяти, логических элементовИЛИ 8 и 9, блока 10 вентилей, сумматора 11 регистра 12 сдвига, логического блока 13, блока 14 обучения, синхронизатора 15 и блока 16управления. 40Устройство работает следующим образом.В режиме регистрации признаковблок 1 выделяет соответствующий параметр поступающего на его вход сигнала, относит текущее значение этогопараметра к одному из возможныхподуровней (каналов системы) и задает номер (адрес) своим выходомна счетчике 2. Если за время цикла 50анализа То значение выделенного параметра входного сигнала будет отнесено блоком 1 к-му каналу Х; раз,то"столько же раз в счетчике 2 будетзаписан код числа 1 , а значит с 55-го выхода, дешифратора 3 на 1-йсчетчик блока 4 поступят Х; импульсов, В результате к концу Тд всчетчиках 4 зафиксируется п составляющих Х; вектора - признака Хкоторые перепишутся далее в регистры5, счетчики 4 обнулятся. В следующем цикле анализа одновременно с набором "новых признаков старые будутвыведены блоком б. В режиме ввода информации иэ блока б подаются на счетчик 2 - коды адресов 1, которые че 1. 1 з блок 3 возбуждают 1-е адресные шины блока 7 памяти, а на числовые входы блока 7 памяти через элемент 8 - коды весовых коэффициентов с и порога сК , которые при этом запишутся в блок 7 по установленным адресам. Правильность установки адресов и записи чи- . сел может быть проконтролироваиа передачей кодов адресов со счетчика 2 через вентили 10 либо кодов весов и порога из блока 7 памяти на блок б через элемент 9 и сумматор 11. Аналогично может быть подсчитана и выведена контрольная сумма этих величин. Очевидно, что режим ввода не только позволяет использовать априорную информацию о классифицируемых процессах (благодаря вводу величин о 6; и д, , соответствующих условиям проведения анализа и выбранных из таблиц 1 долгосрочного прогноза), но и осуществить контроль работы основных узлов классификатора перед началом анализа сигналов,В режиме классификации входных сигналов вычисляется значение разделяющей функции Я) по Формулеия(T)= Есс х +с-о. Блоки 1, 2, и 3 работают как и в режиме реги .трации признаков, а блок 7 памяти подготовлен ксчитыванию информации. Если эа время Т на-м выходе дешифратора 3 появятся Х импульсов, то весоМой коэффициент сс; будет считан иэ блока 7 памяти через элемент 9 в сумматор 11 ровно Х раз. С учетом И -канальности системы к концу То в сумматоре 11 будет зафиксировано число: Я х, Для его сравнения с порогом из и+1- го регистра блока 7 памяти считывается код Д.о, при этом знаковый разряд сумматора 11 определяет результат сравнения. При наличии нескольких классов соответствующие пороги ас о,последовательно считываются в сумматор 11. Предварительные решения поступают в конце каждого цикла на регистр 12. Блок 13 по характеру следования единицф и нулейв этом регистре выносит окончательное решение о принадлежности входного сигнала к одному из классов.В режиме обучения на вход блока 1 выделения признаков подается обучающая последовательность сигналов. При этом в конце каждого Кго цикла анализа в блок 14 обучения из блока б поступает указание о принадлежности входного процесса к одному из классов, из узлов 11 и 13 - соответствующие решения классификатора, а из блоков643917 55 и 7 - признаки Х и текущие значения Ы; . На основании этой информации в блоке 14 вычисляются новые значения Ф; , которые в К+1-ом цикле анализа через элемент 8 записываются в блок 7 памяти. В конце обучения коэффициенты а; и а через узлы 9 и 11 выводятся из блока 7 5 памяти с помощью блока б ввода-вывода информации. Синхронизирующие сигналы (на чертеже не показаны), обеспечивающие 10 тактирование отдельных элементов классификатора, поступают на их тактирующие входы из синхронизатора 15. Частоты этих сигналов определяются кодами, задаваемыми на управляю- )5 щие входы синхронизатора с блока б,Управляющие сигналы (на чертеже не показаны), обеспечивающие выполнение последовательности всех необходимых операций по обработке инфор мации, во всех режимах работы классификатора, поступают на управляющие входы соответствующих узлов из блока 16. Режимы его работы задаются из блока б.Наличие в классификаторе блоков канальных счетчиков и буферных регистров делает возможной работу в реальном масштабе времени. Включение регистра сдвига и логического блока позволяет осуществить вторичную об 30 работку его предварительных решений. ГВведение узлов и связей, обеспечи- . вающих контролируемый режим ввода-вы . вода информативных признаков .и весовых коэффициентов, позволяет исполь- зовать устройство в качестве анализирующего, уменьшить времй обучения йповысить надежность работы класси Фикатора. В совокупности укаэанййе факторы способствуют повышению достоверности классификации,6.формула изобретенияКлассификатор случайных процессов, содержащий блок выделения признаков, сумматор, блок ввода-вывода информации, первый выход которого соединен а первым входом блока обучения, последовательно включенные счетчик адреса, дешифратор и блок памяти, блок вентилей и логические элементы ИЛИ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности классификации,в .него введены последовательно соединенные с дешифратором-блок канальных счетчиков и блок буферных регистров и последователЬно включенные регистр сдвига и логический .блок, выход которого соединен со вторым входом блока обучения, третий вход которого подключен к выходу блока памяти и одному из входов первого логического элемента ИЛИ, другой вход которого соединен через блок вентйлей с выходом счетчика адреса, а выход через сумматор - со входом регистра сдвига, первым входом блока ввода-вывода информации и четвертым входом блока обучения, пятый вход которого подключен к выходу блока буферных регистров и второму входу блока ввода-вывода информации, второй и третий выходы которого соединены соответственно с одним из входов счетчика адреса, связанного другими входами с выходом блока выделения признаков, и с входом второго логического элемента ИЛИ, другой вход которого .подключен к выходу блока обучения, а выход - к одним из входов блока памяти.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 317069, кл. 6 Об К 9/00, 19712. Авторское свидетельство СССР 9 328468, кл. 0 06 Г 15/36, 1972.3. Авторское свидетельство СССР Р 306477, кл, 0 06 б 7/52, 1971,643917 Составитель, В. КиселТехред ю, Ниймет Редактор А. Сад Корректор труше аж 779 о комитет ретений иЖ, Ра ак Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 026/46 ТирцНИИПИ Государственнопо делам изо113035, Москва а СССР открытийУшская наб., д, 4/5