Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов

(19) (П 6 Е 3/00, С 06 С 7/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 8 ТОРСНО 763/24-243.881.90. Вюл. У 41Хуторцев, К,А,Час.114 в, ИЯ МНО- ИЯ я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Катыс Г.П, Объемное и кв объемное представление информ М.: Энергия, 975, с, 172, ри (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕН ГОИЕРНОЙ ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ Изобретение относится к оптической вычислительной технике и может быть использовано при совместном анализе нескольких (до четырех) слу чайных процессов,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.На фиг,1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - схема формирования трехмерной плотности распределения,Устройство содержит размещенные последовательно на оптической оси лазер 1, первый оптический затвор 2(, оптическую линию задержки, первое полупрозрачное зеркало 4 второй оптический затвор 2, первое зеркало 5(, первый объектив 6, первую диафрагму 7 полупрозрачный экран 8 и размещенные последовательно на дополнительной оптической оси за зеркалом 4 ослабитель 9, второе полу(57) Изобретение относится к оптической вычислительной технике и можетбыть использовано при совместноманализе нескольких (до четырех) случайных процессов, Цель изобретениярасширение функциональных возможностей за счет оценки четырехмерныхплотностей распределения, Цель достигается за счет регистрации суммывосстановленных голограмм, которыебыли записаны при использовании двухдвухкоординатных дефпекторов,управляемых исследуемыми сигналами. 2 ил. прозрачное зеркало 5, второи объектив 6, вторую диафрагму 7, дискретный двухкоординатный дефлектор 10и фоторегистратор 11, а также размещенные последовательно на дополнительной оптической оси за зеркалом4 третий оптический затвор 2,третье 4 и четвертое 4 зеркала,двуккоординатный дефлектор 12, оптически связанный с экраном 8. Электронная часть устройства содержитматрицу 13, состоящую из и фотоэлементов, первый 4 и второй 5 ч-разрядные счетчики, В-разряднуй счетчик 16, элемент ИЛИ 17, первая и вторая группа элементов ИЛИ 18 и 9,состоящих из ( элементов в кажцойгруппе, четыре блока выборки-хране"ния 20 - 23, первый 24 и второй 25ключи, (и+1) инверторов 26( - 26 п+,50 регистров 29 - 29 ш, состоящих иэи регистров 30 - 30в каждой группе и тактовый генератор 31.Устройство работает следуюшим об 5разом.Режим записи. На вход выбора режима работы подается постоянный сигнал, открывающий ключ 25 и через ин:вертор 26 закрывающий ключ 24, Навходы блоков 20 - 23 поступают реализации случайных процессов, совместную плотность распределения которыхнеобходимо определить. При поступлении на пусковой вход генератора 31пускового импульса он начинает генерировать тактовые импульсы. Каждыйиз них через открытый ключ 25 открывает затворы 2- 2и обеспечиваетпрохождение световых импульсов,записывает очередной номер в счетчик 16,который перед началом работы находится в нулевом состоянии, открываетвходы блоков 20 - 23, в которые запи"сываются и запоминаются до следующего импульса мгновенные значения поступающих случайных процессов, даеткоманду на преобразование мгновенныхзначений процессов с выходов блоков20-23 в коды,30Световой импульс после задержки,необходимой, чтобы завершились переходные процессы в блоках 20-23, 27+1,27 д, поступает через зеркало 4ослабитель 9, зеркало 5, объектив6, диафрагму 7 на дефлектор 10 и.35осуществляет подсветку регистратора11 опорным пучком света, наклон которого определяется мгновенными значениями случайных процессов на выходахблоков 20 и 21. Одновременно этот жесветовой импульс через зерМало 4 ,затвор 2, зеркало 51, объектив 6,и диафрагму 7 осуществляет когерентную подсветку экрана 8, на котороместь святящаяся точка, координатыкоторой определяются мгновенными значениями случайных процессов на выходах блоков 22 и 23. Диафрагмы 7, и7 служа- для обеспечения высокогокачества экспозиции. Световая точкаформируется тем же световым импульсом,йрошедшим через зеркало 4 , ослабигель 9, зеркало 5 , затвор 25, зеркала 5и 51 и дефлектор 12,Таким образом, по мере поступлениясветовых импульсов и отсчетов случайных процессов на регистраторе 11 осуществляется многократная экспозиция экрана 8 при переменном наклонеопорного пучка света от дефлектора 10 и различном положении светящейся точки, т.е. осуществляется некогерентное наложение изображений,После генерации генератором 31 52 -го импульса сигнал с выхода переполнения счетчика 1 б останавливает генератор и процесс формирования плотности вероятности прекращается, При этом счетчик 16 переходит в нулевое состояние.Если обозначить координатные оси четырехмерного пространства через Х,У,Е,Т и поставить в соответствие пространству Х,У плоскость экрана 8, а пространству Е,Т - множество углов отклонений опорного пучка, то оценка четырехмерной плотности вероятности для какой либо точки Х;, У;, Е, Те может быть определена по соотношению где п - количество точек на элементарной площадке экрана 8Х;, Х; +охрах.,У+апри одном из положенийопорного пучка, определяемого значениями Е , и Т, Д 2, Д Т - шаг дискретизации, обеспечиваемый, соответственно,преобразователями 27,+1 и27 1+21. - нормирующее значение;Я - разрядность счетчика 16,Выбор шага дискретизации углов наклона опорного пучка света 5 Е,ДТ задаваемых преобразователями аналог - код, осуществляется исходя из условия разрешения двух соседних иэображений.Режим считывания, В режиме считывания на входе выбора режима работы сигнал отсутствует. Пусковой импульс запускает генератор 31, импульсы с выхода которого через открытый ключ 24 поступают на вход счетчика 15,на тактовые входы преобразователей 27 - 271 и коммутатора 28.Кроме того, импульсы с генератора 31 поступают на затвор 21, обеспечивая Формирование световых импульсов в канале, состоящем из линии 3 задержки, зеркала 4, ослабителя 9, зеркала 5, объектива 6, диафрагмы 7, дефлектора 10 и регистратора 11, 160526630 Коды с выходов счетчиков 14 и 15через первую и вторую группы элементов ИЛИ 18 и 19, соответственно,поступают на информационные входы деф 5лектора 10, Тем самым формируютсявсе возможные угловые положения лучаподсветки регистратора 11. Для каждо-,го углового положения луча в плоскости матрицы 13 формируется негативное 10иэображение экрана 8. Рабочую площадьодного фотоэлемента можно рассматривать как элементарную площадку вплоскости Х,У . Сигнал на выходекаждого фотоэлемента будет обратно 15пропорционален количеству точек засветки, попавших на данную элементарную площадку при данном угловом положении луча на выходе дефлектора 10.Сигнал с выхода каждого фотоэлементачерез и инверторов, 26 1 - 26 поступает на входы преобразователей 27 -27,. Далее крды, пропорциональныеколичеству точек засветки на каждойэлементарной площадке, т.е, пропорциональное оценке плотности распределения, записываются в регистры соответствующей группы 291 в 29, поочередно подключаемые коммутатором28. Режим считывания завершаетсяпосле переполнения счетчика 14 и поступления импульса через элементИЛИ 17 на вход останова генератора31.Таким образом, значения оценокчетырехмерной плотности распределения записаны в регистрах групп29 - 29,.Так, например, рассмотрим работуустройства при определении трехмерной плотности распределения, Пустьслучайные процессы поступают на входы блоков 20,21,22, а на вход блока23 подается некоторое постоянноенапряжение, обеспечивающее фиксированное положение опорного пучка поодной угловой координате,Предположим, что количество дискретных уровней, обеспечиваемыхпреобразователем 27 +, равно 4, 50разрядность счетчика 16 - 6, а в процессе определения плотности вероятности были зафиксированы на регистраторе 11 для каждого из положенийопорного пучка, представленные на 55фиг.2 а,б,в,г. Каждую из фиксированных голограмм можно считать, освещаярегистратор опорным пучком, развернутым на соответствующий уголФормула и з о б р е т е н и я Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов, содержащее размещенные последовательно на оптической оси лазер, первое полупрозрачное зеркало, первое зеркало, первый объектив, первую диафрагму и размещенные последовательно на дополнительной оптической оси за первым,полупрозрачным зеркалом ослабитель,второе зеркало, второй объектив, вторую диафрагму и фоторегистратор, о т л ич а ю щ е е с я тем что, с целью расыирения функциовальных возможностей за счет оценки четырехмерных плотностей распределения, в него введены третье и четвертое зеркала, три оптических затвора, дискретный двухкоординатный дефлектор, двухкоординатный дефлектор, полупрозрачный экран, оптическая линия задержки,матрица, состоящая из п фотоэлементов, первый и второй и-разрядные счетчики (ц - число позиций развертки дискретного дефлектора), Я-разрядный счетчик (2 - число импульсов тактового генератора в цикле измерения), элемент ИЛИ, первая и вторая группы элементов ИЛИ, состоящих из ц элементов в каждой группе, четыре блока выборки-хранения, первый и второй ключи, и+1 инверторов, и+2 преобразователей аналог - код, коммутатор, ш групп регистров (ш = 2 ), состоящих из п регистров в каждой группе, и тактовый генератор, второе зеркало выполнено полупрозрачным, первый оптический затвор и оптическая линия задержки размещены последовательно на оптической оси перед первым полупрозрачным зеркалом, третий оптический затвор размещен за вторым зеркалом, двухкоординатный дефлек;ор,оптический вход которого оптически связан через четвертое и третье зеркала с выходом третьего оптического затвора, размещен между четвертым зеркалом и полупрозрачным экраном, который также оптически связан с первой диафрагмой и фоторегистратором, вход которого через дискретньй двухкоординатный дефлектор оптически связан с второй диафрагмой, а выход оптически связан с фотоэлементами матрицы, при этом выход тактового генератора соединен с электричес 1605266ким входом первого оптического затвора и информационными входами обоих ключей, причем управляющий вход первого ключа соединен с входами пита ния каждого фотоэлемента матрицы и через первый инвертор с управляющим входом второго ключа, который является входом выбора режима, выход первого,ключа связан со счетным входом второго о-разрядного счетчика, управляющим входом коммутатора и тактовыми входами и преобразователей аналог - код, информационные входы которых через и инверторов соединены 15 с выходами соответствующих фотоэле-. ментов матрицы, а выходы - с информа-. ционными входами коммутаторов, выходы которого связаны с информационными входами ш групп регистров по и регистров в каждой группе, выход второго ключа связан с электрическими входами второго и третьего оптических затворов, тактовыми входами (и+1) и (и+2)-го преобразователей аналог - 25 код, входами записи-считывания блоков выборки-хранения и счетным входом Б-разрядного счетчика, выход переполз 3. Зя нения которого через элемент ИЛИ связан с входом останова тактового генератора, второй вход элемента ИЛИсвязан с выходом переполнения первого ц-разрядного счетчика, счетныйвход которого связан с выходом переполнения второго и-разрядного счетчика, выход первого и второго ц-разрядных счетчиков связаны с первымивходами элементов ИЛИ соответственнопервой и второй групп, выходы которыхсвязаны с соответствующими информационными входами дискретного двухкоординатного дефлектора, вторые входы элементов ИЛИ первой и второйгрупп связаны с выходами соответственно (и+1) и (п+1)-го преобразователей аналог - код, входы которыхсвязаны с выходами соответственнопервого и второго блоков выборкихранения, выходы третьего и четвертого блоков выборки-хранения связаныс информационными входами двухкоординатного дефлектора, а информационныевходы блоков выборки-хранения являются информационными входами устройства.Заказ 3455ВНИИПИ Госуда Г,Зелинскийык Корректор М.Максимишин Составител Техред М,Д Тираж 553 Подписное нного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5