Устройство для выделения признаков при распознавании образов

союз советскихсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН К 9/62 з ГОсудАРстВенный комитпо изОБРетениям и отнРытпРи гкнт ссо(71) Ижевский механический институт (72) В.С.Поздеев, ПГ.Кузнецов и Р.М.Гараев(56) Авторское свидетельство СССР У 760135, кл. С Об К 9/00, 1980.Авторское свидетельство СССР В 1156105, кл. С 06 К 9/62, 1985, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЦЦЕЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ОБРАЗОВ, содержащее генератор импульсов, амплитудный дстектор, первый триггер, первый вход которого является входом сигнала "Пуск" устройства, а второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого является входом сигнала "Сброс" устройства, второй триггер, первый и второй счетчики, первый элемент И, выход которого подключен к управляющему входу второго счетчика, второй элемент И, элемент задержки, аналого-цифровой преобразователь, выходы которого являются выходами устройства, и последовательно соединенные генератор сигналов возбуждения и индуктивный датчик, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит блок анализа сигналов, пороговый элемент, аналоговый коммутатор и усилитель, вход которого соединен с выходом индуктивного датчика, а выход - с входом амплитудно-. го детектора, выход которого подключен к первому входу блока анализа сигналов и к входу порогового элемента выход которого соединен с вторым входом блока анализа сигналовЯО 153817 третий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента адержки, вход которого подключен к выходу второго элемента И, выход первого триггера соединен с управляющими входами генератора сигналов возбуждения и генератора импульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого счетчика, первому входу первого элемента И и четвертому входу блока анализа сигналов, выходы которого подключены через аналоговый коммутатор к информационному входу аналого-циФрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом йервого элемента И, выходы второго счетчика которого подключены к управляющим входам аналогового коммутатора и входам второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом второго триггера, первый установочный вход которого подключен к выходу первого счетчика, а второй установочный вход, соединенный с входами сброса первого и второго счетчиков, подключен к выходу элемента ИЛИ.2. Устройство по п 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок анализа сигналов содержит интегратор, вход которого является первым входом блока, семь пиковых детекторов, квадратор, узел вычитания, триггер Шмитта, элемент НЕ, три сумматора, два элемента задержки, второй вход которого является вторым входом блока, а выход соединен с входами первого и второго элементов задержки, выход которого подключен к управляющему входу первого триггера, вход сброса3 1538177 4 которого является третьим входом блока и соединен с входами сброса пиковых детекторов, выход второго генератора пикообразного напряжения5 подключен к информационному входу Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для выделения признаков при распознавании образов.Цель изобретения - повышение на,дежности устройства.На фиг,1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фцг.2 -функциональная схема блока анализа сигналов; на фиг.3 - временная диаграмма огибающей интегрированного сигнала.Устройство содержит генератор 1 сигналов возбуждения, индуктивный датчик 2, усилитель 3, амплитудный детектор 4, пороговый элемент 5, блок 6 анализа сигналов,первый и второй триггеры 7 и 8, генератор 9 импульсов, первьгй и второй счетчики 10 и 11., первый и второи элементы Н 12 и 13 аналоговый коммутатор 14 гнало го-цифровой преобразователь (АПП) 15, элемент 16 задеркки, элемент Р 11 17. На фиг. 1 показан также объект 18 контроля, Блок б анализа сигналов содержит интегратор 19, пиковые детекторы 20 - 26, триггеры 27 н 28, квадратор 29, узел 30 вычитания,триггер Шмитта 31, элемент НК 32, первый и второй формирователи 33 и 34 импульсов, третий, четвертый и пятый элементы И 35 - 37, элементы 38 и 39 задержки, сумматоры 40 - 42, делитель 43 напряжения, первый и второй генераторы 44 и 45 пилообразного напряжения (ГПН).Устройство работает следующим образом.С поступлением сигнала Пуск" первый триггер 7 устанавливается в единичное состояние и подает разрешающий сигнал со своего единичного выхода на управляющие входы генератора9 импульсов и генератора 1 сигналов:5возбуждения, сигнал с выхода которого поступает на вход перемагничивающей обмотки индуктивного датчика 2, Датчик 2 взаимодействует своим полем седьмого пикового детектора, и выходы четвертого пятого, шестого иседьмого пиковых детекторов, делителя напряжения и третьего сумматораявляются выходами блока. с объектом 18 контроля. Генератор 1 сигналов возбуждения представляет генератор намагничивающего тока заданной формы (например, пилообразной формы с одинаковым временем нарастания и спада). Импульсы электро- движущей силы от скачков Баркгаузена, наведенные в измерительной обмотке датчика 2, усиливаются усилителем 3. Сигнал с выхода усилителя 3 детектируется амплитудным детектором 4, работающим в линейном режиме, выполненным по двухполупериодной схеме. Выпрямленный сигнал с выхода детектора 4 поступает на вход порогового элемента 5 и первый вход блока 6 анализа сигналов (вход интегратора 19), Если величина сигнала, поступающего на вход порогового элемента 5, больше величины заранее заданного напряжения в , то на первый вход элеь 1 е.:та И 37 блока 6 поступает разрешающий сигнал, пропуская импульсы генератора 9 с второго входа элемента И 37 на входы элементов 38 и 39 задержки.С выхода элемента 39 задержки импульсы генератора 9 поступают на управляющий вход триггера 27. Последний с приходом импульсов генератора 9 меняет свое состояние на противоположное. Время задержки элемента 39 задержки превышает интервал времени от момента включения генератора 1 до прохождения сигнала на вход пикового детектора 21. Одновременно по положительному фронту сигнала на выходе порогового элемента 5 формирователь 34 импульсов формирует импульс, поступающий на второй вход триггера 28 и устанавливающий на его выходе высокий уровень, который с выхода триггера 28 запускает первый ГПН 44, Первоначально на втором выходе триггера 27 имеется высокий уровень, а сигнал на выходах пиковых детекторов 20 - 26 равен нулю. Величина входного напряжения запоминается в пиковых38177 6жимое пикового детектора 23 увеличивается на величину сигнала на выходеквадратора 29, Таким образом, на выходе пикового детектора 23 эа времяразрешающего сигнала на первом входетретьего 35 элемента И Т, - Тэ, значение признака 8 равнойя,=цц)-В,1=%эгде %з, %, - номера отсчетов, соответствующих временам Т , ТП(3) - амплитуда 1-го отсче 15 та сигнала интегратора, 19,5 15 детекторах 21 - 24 по положительному перепаду напряжения на их управляющих входах,С выхода интегратора 19 сигнал (фиг.8) поступает на информационные входы пиковых детекторов 20 и 21. В пиковом детекторе 20 запоминается максимальное значение амплитуды сигнала на выходе интегратора 19, равное ц - 3а в пиковом детекторе 21 амплитуда сигнала интегратора 19 запоминается через фиксированные отрезки времени Ьй. Выходной сигнал пикового детектора 21 поступает на вход квадратора 29 и запоминается в пиковом детекторе 22 через интервал времени, равный 1/2 относительно положительного фронта сигнала на управляющем входе пикового детектора 21, Квадратор 29 прецставляет перемножитель сигналов. При этом входной сигнал умножается на себя. На выходе узла 30 вычитания значение сигнала равно разности значений сигналов пиковых детекторов 21 и 22.С выхода узла 30 вычитания сигнал, равный разности входных сигналов, поступает на вход триггера Шмитта 31. На выходе последнего высокий уровень напряжения формируется при положительном значении входного сигнала, т.е. когда текущее значение сиг кала интегратора 19 больше предыдущего значения сигнала, которое хранится соответственно в пиковых детекторах 21 и 22. С выхода триггера Шмитта 31 в интервал времени Т-Тэ разрешающий сигнал поступает на входы элемента НЕ 32, формирователя 33 импульсов и первый вход элемента И 35, на второй вход которого поступают импульсы генератора 9 через элемент И 27 и элемент 28 задержки. Таким образом, импульсы генератора 9 проходят на управляющий вход пикового детектора 23, на информационный вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 40, На выходе сумматора 40 значение сигнала равно сумме значений сигналов с выхода квадратора 29 пикового детектора 23, При поступлении первого импульса на управляющий вход пикового детектора 23 значение сигнала,с выхода квадратора 29 запоминается в нем, так как первоначально содержимое пикового детектора равно нулю, В дальнейшем с каждым импульсом на управляющем входе содерНа выходе элемента НЕ 32 находится низкий уровень напряжения, который запрещает прохождение импульсовгенератора 9 через элемент И 37,элемент 38 задержки и элемент И 36 науправляющий вход пикового детектора24. Время задержки элемента 38 за держки равно ДС/2 плюс время задержки элемента 39 задержки и время прохождения сигнала через пиковый детектор 21, квадратор 29 и один изсумматоров 40 или 41. На выходе фор- ,30 мирователя 38 импульсов импульс формируется по отрицательному фронтусигнала на выходе триггера Шмитта 31в момент Т . С выхода формирователяЙ33 импульсов импульс поступает напервый вход триггера 28, устанавливая на его выходе низкий уровень напряжения, который останавливает первый ГПН 44. Длительность импульса,формируемого на выходе ГПН 44, рав на Т Т 5а Величина напряжениякоторое запоминается в пиковом детекторе 25, пропорциональна интервалу времени Т - Тз. При отрицательном напряжении на выходе узла 30 вы читания на выходе триггера Шмитта 31находится низкий уровень напряжения,который поступаетна первый вход элемента И 35 и запрещает прохождениеимпульсов генератора 9 на управляю щий вход пикового детектора 23Навыходе элемента НЕ 32 находится высокий уровень напряжения, которыйразрешает прохождение импульсов генератора 9 через элемент И 37, элемент 38 задержки и элемент И 36 науправляющий вход пикового детектора24, При поступлении первого импульсана управляющий вход пикового детектора 24 значение сигнала с выходаквадратора 29 запоминается в пиковом детекторе, так как первоначально содержимое пикового детектора 24 равно нулю. С каждым последующим импульсом на управляющем входе пиково 5 го детектора 24 его содержимое увеличивается на величину сигнала на выоде квадратора 29. Таким образом, а выходе пикового детектора 24 за ремя разрешающего сигнала на пером входе элемента И 36 Т - Т зна,Г п 1 ение признака Бравно в, -ц(з) -61 1=% Фп15 где- йомер отсчета, соответствующий времени Т.С выходов пиковых детекторов 2324 значения признаков 8и 8 потупают на входы сумматора 42 и де итель 43 напряжения, на выходах коорых значения признаков соответстенно равны 81 + 8 и 8,/8, В момент Т на выходе порогового элемен а 5 и соответственно управляющем 25 фходе второго ГПН 45 низкий уровень, который останавливает ГПН 45. На выоде ГПН 45 формируется импульс длиельностью Т - Т, а величина напряения на выходе пикового детектора,26 30 ропорциональна интервалу времени- Тз. Таким образом, на выходахиковых детекторов 20 - 26, делителя 43 и сумматора 42 формируются ризнаки У - 8, Б Б Т - Т Т, -Б,/8, Б+ 8, которые постулаЬт на информационные входы аналогового коммутатора 14.Одновременно импульсы генератора 9 поступают на первый вход элемен та И 12 и управляющий вход счетчика 10, Коэффициент пересчета счетчика 10 выбирается больше значения 9 г При достижении заданного коэффициента пересчета на выходе счетчика 1 Оформируется высокий уровень, которыйпоступает на первый вход триггера 8,устанавливая на его выходе высокийуровень, который поступает на второйвход элемента И 12 и разрешает прохождение импульсов генератора 9 науправляющий вход счетчика 11. По отрицательному фронту управляющего сигнала содержимое счетчика 11 изменяется на единицу. При каждом увеличении содержимого счетчика 11 состояние управляющих входов аналоговогокоммутатора 14 изменяется и на информационный вход АЦП 15 коммутируется следующий признак. Импульсы с выхода элемента И 12 служат в качествесинхронизирующих для работы АЦП 15,по положительном Фронту которых аналоговый сигнал преобразуется в ликоВый код и поступает и" выходы устройства. После коммутации последующегопризнака на вход АЦП 15 на выходеэлемента И 13 находится высокий уровень, который через элемент 16 задержки,и элемент ИЛИ 17 поступаетна входы сбросов триггеров 7 и 8,счетчиков 10, 11 и входы сбросов пиковых детекторов 20 - 26 и триггера27, Дпя оперативной остановки устрой.-.:ва предусмотрен сигнал "Сброс", поступающий через элемент ИЛИ 17 навходы сбросов триггеров , 8 и 27 пиковых детекторов 20 - 26,Предложенное устройство позволяет повысить помехозащищенность и надежность выделения признаков за счетопределения интервала анализа сигнала в пороговом элементе, интегрирования и,формирования признаков, ха-рактеризующих сигнал, в заданном интервале и селекции импульсов помехпо длительности и амплитуде.1538177 оставитель Н,Бочароваехред Л.Сердюкова Корректор М.Макс Редакт отыпь ираж 551 тиям при ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 У ие аказ 170 НИИИ Госу твенного комитета по и 113035, Москва, Ж, Подписноебретениям и отаушская наб.,