Устройство для распознавания образов

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОе СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоцналистнчесиикРеспублик(51)М. Кл. С 06 К 9/46 3 ЬвуювретювыЯ квеитет евер в двавн зваретеккЯ я вткрытвЯ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ 1Изобретение относится к технической кибернетике и предназначено для распознавания образов и может быть использовано в медицинской, геологической и технической диагностике, в5 АСУ, при разработке читающих и других "узнающих" автоматов, при создании искусственного интеллекта,Известно устройство для распознавания образов, содержащее матрицу запоминающих узлов, одни входы которых являются входами устройства, а другие подключены к соответствующим разделительным элементам1.Недостаток данного устройства состоит в его невысокой надежности распознавания.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 20 устройство, содержащее матрицу запоминающих узлов, выполненных в виде последовательно соединенных групп преобразующих, усилительных и запоминающих элементов, и источник переменного напряжения 21.Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокой надежностью распознавания устройства.Цель изобретения - повышение точности распознавания.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем матрицу запоминающих узлов, одни входы которых являются входами устройства, а другие подключены к соответствующим разделительным элементам групп, и источник переменного напряжения, выход источника переменного напряжения соединен с разделительными элементами первой группы, а выходы запоминающих узлов подключены к соответствующим разделительным элементам остальных групп.При этом каждый запоминающий узел содержит первую группу выпрямительных элементов, входы которых являются входами узла, а выходы соединены с3 94018 соответствующими резисторами группы и разделительными элементами, вторую группу выпрямительных элементов, аноды которых подключены к соответствующим разделительным элементам, а катоды соединены с выпрямительным элементом, анод которого подключен к первому ключу, соединенному с шиной нулевого потенциала, источник постоянного напряжения, подключенный к 1 о к соответствующим резисторам группы и разделительным элементам, третью группу выпрямительных элементов, катоды которых соединены с соответствующими разделительными элементами, 15 а аноды подключены к второму ключу, соединенному с шиной нулевого потенциала, четвертую группу выпрямительных элементов, катоды которых подключены к соответствующим разделитель. ным элементам, а аноды соединены с резистором, подклюценным к шине нулевого потенциала, и с выходом узла.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 конструкция запоминающего узла.Устройство включает вертикальные входные шины 1, горизонтальные выходные шины 2, запоминающие узлы 3, разделительные элементы 4,первой группы, выполненные, например, в виде конденсаторов, разделительные элементы 5 остальных групп, также выполненные в виде конденсаторов, и источник б переменного напряжения.35Каждый запоминающий узел 3 содержит источник 7 постоянного напряжения, первую группу выпрямительных эле ментов 8, выполненных в виде симметричных диодов, вторую группу выпрями 4 О тельных элементов 9, выполненных в виде выпрямительных диодов, третью группу выпрямительных элементов 10, также выполненных .в виде выпрямительных диодов, четвертую группу выпря 45 мительных элементов 11, выполненных в виде запоминающих твердофазных диодов, выпрямительный элемент 12, выполненный в виде интегрирующего 1,запоминающего) диода, первый 13 и второй 14 ключи, группу последовательно соединенных регисторов 15, резистор 16 и разделительные элементы 17, выполненные в виде конденсаторов,Устройство работает следующим образом,В режиме "Обучение" при подачена шину 1 постоянного напряжения,величина которого пропорциональна знацению признака запоминаемого образа, в зависимости от величины этого напряжения открывается один из элементов 8 и переменное напряжение от источника б (с амплитудой в десятые доли вольта) через конденсатор 4(5), открытый элемент 8 и соответствующий конденсатор 17 попадает на анод выпрямительного элемента 9 и катод запоминающего элемента 11.ри этом положительная полуволна переменного напряжения проходит через элемент 12 и ключ 13 на землю, а отрицательная - через элемент 11 и резистор 16 на землю. При этом на катоде элемента 11 откладывается определенное количество металла из раствора, так как ток течет определенное заданное время. При запоминании следующего результата измерения данного признака данного образа, являющегося случайной величиной, открывается другой диод 8, и металл откладывается на катоде другого элемента 11. По окончании режима обучения на элементах 11 вырастают нити металла, длина которых 1 а значит, и электропроводность элементов 11) соответствует статистическому распределению данного признака запоминаемого образа. По мере обучения катод элемента 12 растворяется и электропроводность его соответственно снижается с таким расчетом, что после запоминания ячей кой заданного количества измерений признака (например нескольких сотен) обучение данного узла 3 автоматически прекращается. При отсутствии элемента 12 и неограниченном обучении электропроводность всех элементов 11 становится в конце концов одинаковой (минимальной), С помощью элемента 12 узел 3 защищен от "переобучения".При необходимости внести исправления, коррекцию в память узла 3 ключ 13 становится в положение "Работа", а ключ 14 - в положение "Коррекция". При этом отключаются элементы 9, включаются элементы 10 и на запоминающие элементы 11 подается положительная полуволна переменного напряжения. Происходит процесс стирания информации, т, е. растворение металла на катоде соответствующего диода 11.В положении "Работа" ключи 13 и 14 находятся в разомкнутом состоянии5 9401и переменное напряжение от источника6 проходит через элементы 4, 8, 17и 11 на выход запоминающего узла 3.Режимы "Обучение", "Работан и "Кор-рекция" могут чередоваться произвольно, что создает гибкость при использовании устройства,При работе всего устройства в целом переменное напряжение считыванияот источника б подается одновременно Она все горизонтальные шины 2, а навертикальные шины 1 подаются сигналыпризнаков распознаваемого образа,Напряжение считывания, проходя погоризонтальным шинам 2, ослабляется 35в каждом узле 3 в зависимости отстепени несовпадения входной информации с информацией, накопленной узлами 3 каждой горизонтальной шины 2,Происходит перемножение совпадений 20каждого признака и на выходе каждойшины 2 появляется общий мультипликативныйфсигнал совпадения, которыйможет быть подан на пороговые элементы, исполнительные устройства и 25т. и, в зависимости от конкретногоприменения устройства. Ключи 13 имогут управляться автоматически отдругих айалогичных распознающих устройств, включенных на более высокомуровне в систему типа "искусственныйинтеллект".Устройство может быть изготовленокак из отдельных дискретных элементов, так и в виде сплошного, непрерывного блока, Во втором случае ре 55эисторы 15 выполняются в виде сплошного напыленного на твердый диэлектрик слоя инертного металла, а электромеханицеские элементы 8-11 и эле 40менты 17 (электролитические) - в виде сплошных электродов определеннойформы и размеров (у выпрямительныхдиодов размеры электродов разные,,например, стержень, расположенный45коаксиально внутри цилиндра, у симметричных - одинаковые). При уменьшенииразмеров электродов и межэлектродных:расстояний одновременно со снижениемгабаритов устройства повышается егобыстродействие,Емкость памяти одного запоминающего узла можно рассчитать, приняв во внимание, что она заменяет двумерное запоминающее устройство с числом градаций по обеим координатам 0-100, Таким образом, ее емкость составляет 10 -10" бит, Учитывая, что сцитывание1 89 6информации производится непосредственно под действием входного сигнала без применения процессоров и систем адресации (ассоциативный принцип работы), предлагаемое устройство имеет значительные преимущества перед ЭЦВМ при решении задач распознавания как по удобству обслуживания (исключается процесс программирования), так и по стоимости (устройство минимум на порядок дешевле ЭЦВМ с теми же возможностями).Формула изобретенияУстройство для распознавания образов, содержащее матрицу запоминающих узлов, одни входы которых являются входами устройства, а другие подключены к соответствующим разделительным элементам групп, и источник переменного напряжения, о т л иц а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности распознавания, в нем выход источника переменного напряжения соединен с разделительными элементами первой группы, а выходы запоминающих узлов подключены к соответствующим разделительным элементам остальных групп,2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, цто каждый запоминающий узел содержит первую группу выпрямительных элементов, входы которых являются входами узла, а выходы соединены с соответствующими резисторами групп и разделительными элементами, вторую группу выпрямительных элементов, аноды которых подключены к соответствующим разделитель-, ным элементам, а катоды соединены с выпрямительным элементом, анод которого подключен к первому ключу, соединенному с шиной нулевого потенциала, источник постоянного напряжения, подключенный к соответствующим резисторам группы и разделительным элементам, третью группу выпрямительных элементов, катоды которых соединены с соответствующими разделительными элементами, а аноды подключены к второму ключу, соединенному с шиной нулевого потенциала, четвертую группу выпрямительных элементов, катоды которых подключены с соответствующим разделительным элементам, а аноды соединены с резистором, подключеннымНИИПИ Заказ 4670/7Тирам 731 Подписное 7 94018к шине нулевого потенциала, и с выходом узла,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 9 81, Штейнбух К. Автомат. и человек "Советское радио", 1967, 247-282.2. Патент Великобритании 11 1427519 кл. 6 4 й, опублик. 1976. филиал ППП "Патент"г.Ужгород,ул.Проектная,