Устройство для формирования информативных признаков

(51)5 8 06 К 9/36 ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМ 8 Миуснстиорск ском те в 80.СССР ельство 9/62, 19 ельство 9/36, 1 тносится к технической ислительнол технике и в распознающих систеНО ПРЕДЬЯВЛ Обу.енин многок;. бражения у обуяв/ч раз при предьявлс уча;ощей выборки муле Пр ются изс аждый жений Об по форИзобретениеибернетике и в Ощой выоорки и нии всех изобравычисляетсвес ьс им м м упрощение устрой изобретен Ях) р .д),м На чеотеже представлена блок-сх Устройство содержит блок 1 памяти, ген тор 2 случайных чисел, мультиплексо первый счетчйк 4, второй счетчик 5, тр счетчик 6, четвеотый счетчик 7, первый глстр 8, второй регистр 9, дешифратор преобразователь 11 кода, сумматор 12,паратоо 13, генератор 14 тактовых имп сов, триггер 15, первый элемен задержки, второй элемент 17 задержки,тий элемент 18 задержки, четвертый ент 19 задеожки, пятый элемен задержки, группу элементов И 21, пе элемент И 22, вторсй элемент И 23, пе элемент ИЛИ 24, второй элемент ИЛ третий элемент ИЛИ 26. Предлагаемое устройство ра ответствии со следующим алгорай е 10, омт 16 тре- элет 20 рвый рвый И 25 м ботает итмом,со ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкпри Таганрогском радтуте им, В,Д, Калмыка(54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИНФОРМАТИВНЬХ ПРИЗНАКОВ(57) Изобретение относится к технической кибернетике и вычислительной технике и может быть использовано в распозна.ощих системах, Цель изобретения - упровение устрой тва достигается введением блока памяти, двух счетчиков, генератора тактовых импульсов, триггера, четырех элементов задержки, двух элементов ИЛИ и элемента И, что позволяет использовать в качестве Олока памяти для изоооажения ти повое ЗУ, 1 ил,где суммирование Осуществляется по всем лзображениям Об аОшей в:. - ,бср;и; "," ) Означает фучкцио при: ал:".ежности, равную +1 или -1, в зависимости от принадле:,но сти изобр .женил к тому или ином; образу; ф(-, - информативньй признак, -а.ный +1 или -1 и зазисящи от компотеТовизображенияи От некотооого пардмет ра. По:; зом параметрвырабатьвается случай"м Образом. Из многих вьЧисленных таким образсм весов 9 От,рвется и фиксируется в памяти часть весов, имеОших Максимальные модули. Одновременно с весом 9 фиксируется соответствующ 1 й параметр (При распознавании некоторого изображения у формируетс суммаО) 1, " ) Г 10 асеГ 1 38 фиксиооазнным в Г 1 ЯМЯТИ ВЕСЯМ, зн):,", ЭГой ГУММЫ ПР)НИМЯЕТС 5 За ИКР)О ) Рь) адле)кС)с и),",.) " 1 ),:1; 1(1, )4Г) ); б 1)З)З)Г)Т;.:.:Е )Л В .ОЗЦЛЯЗЕМ)Э )ГП)РГ.СТВО Г 3)М)Г)РУ)Ото )1)01).ЫЕ И 1)фОРМЯТ 1 ВНЬЕ П риэЯК)1,;"0 Е)ЗТ). ) 1) 0)из 1.)КИ, с)сЯЧОНя ф,х, к)спор)ВВГ)05)т О совок)пнссти ком- ПОНЕН) )3-", 1) 1306:)Ясная, ЛЕ)КЯ 1" НЯ НЕ К 0 Т О Р 0 й .1 Е. 0 Й У Л Н И И, ) О Л О ЕЛ 8 ПО)ЙО).,Ей С) Г СОДГ)Л;.Е ГСЯ ПЯ РЯ 51 ЕТ.)ЗМДЯЧГ )ГИЕ Г 51:, )1;.К 3) Ъ) О 1 РЕГЗ)ЕЛЕТСЯ Г 1 )Г)ПТГ": ) С ) )3)." , " П)ЯВЛОМ(3)20 гдел - числг единияных компонепов изоОражения, Г)ВкЯ)-ц)Их НЯ Криаои ЛИНИИ; Йн 1СГО ОДИНИЧНЛ)Х КОК 1 ПОНЕНТОВ ВСЕГО ИЗОб)Яжек 5 я, Г: 1, ;." рэЗмерь) заст 1,)Я пО Гори 3 ОН) Я И ",;: ) Т;) К:;с СООТРЕТГТВ,") О -)Я );с ) ", сЯ" ,ГЧ")). с/130), , )Гс)СГ)Ы(4) Ус 1 ройс) ВО мох:ет работать в ОднсГ 1 иэ трех режи 10 с): по 1 еме ь)зобра)жения), оче НИЗ 5)ЯСПО 3)СЕЯИЯ,РЕГИ)1 М ПРЕ Л Иэобоа)КЕ;-ИЯ Г)бЕСГ)счИ- ВаЕТСЯ Падэнвй ПОСТОЯННОГО Г 1 ОТЕНЦ)Лс)Г)Я На шестой Г)пра)В,15 Г. й ВХОД блока памяти 1 И ИИЦИИОЮЕ)0 М)1"ЛЬСЯ НЯ с)ЕТ)3 ЕРТЬи Гпбааля)0 ций вход.)Отенциал ня шестом упрааляОщем Входе блока памяти действует а таение всего периода записи изображения. 4)1 и )рую.)11 й )лм;ульс, поданный ,на четвертый упрааляющи)й 1 Вход, гройдет 50 через т;)е-; ий лесн 1 АЛ 26 и с)ег)еэ 31 орой элемент ) 1)ЛЬ 25 на вход сорос тр)лГГерл 15. Триггер 5, г)ерейдя В нулевое состояние, закроет второй элемент И 2 Э, Импульс с выхода третьего элемента ИЛИ 26 госту пит тяк)хе я )ус ) ан .)вечные В).оды тэетьеГО и Га) арр О 0 ГВтчикп 3 6 и 7 устаногив и а исход)ы)э, 1)Г)еаье остояни. ИМГ 1 ульс с Выхое,а ) Г 0, )ЭГ) О ",1)-) 1 Я 5 Г)Л 6 задержанс)ый Ягоры)и;)л Г 1 етом 3 ЯДержки 17 на времл установки т ретьего, четвертого счет- Г;Оа 6 и 7 поступит на сдиничный вход триггера 15, Триггер 15, перейдя в единичное состояние, будет поддер)кивать второй элемент И 23 открытым и импульсы с непрерывно работающего генератора 14 тактовых импульсов начнут поступать в устройство. При этом каждь й тактовый импульс поступает на счетный Вход третьего счетчика 6. )лмпульсы переполнения третьего счетчика 6 подсчитываОгся четвертым счетчиком 7, Числа разрядоа в третьем и четвертом счетчиках равны 3 и )соответственно, причем 3+ 4 = , другими словами, третий и четвертый счетчики можно рассматривать как счетчик, считающий по модулю, равному размеру растра по горизонтали, Тоетий и четвертый счетчикл образуют счетчик адреса яче)лки эапоминаОщего устройства 1, при этом третий счетчик 6 формирует младщие разряды адреса, а четвертый счетчик 7 - старшие раэрядь) адреса, Очередной тактоВый импульс, задержанныЙ третьим элементом задержки 18 на время переключения третьего, четвертого счетч)лкоа, подается на разрешающий вход блока ", памяти. Работа источника изображения синхронизирована с работой устройства таким образом, что к мо)л нту подачи импульса ня оазрещающий вход эапом)лнающего устройства 1 на его информацианнье входы подается очередной столбец изображения. Таким образом, каждый тактовый лмпульс вызывает запись В запоминающем устройстве столбца изображения, Го окончании зап)лси всех столбцов четвертый счетчик 7 переполняется, импульс переполнения поступает через второй элемент ИЛИ 25 на вход сброс триггера 15, который закрьвает второй элемент И 23, при этом поступление тактовых импульсов прекращается и запись изображения заканчивается, о чем свидетельствует импульс на третьем выходе устройства, связанном с выходом переполнения четвертого счетчика 7.Блок 1 памяти рассчитан на хранение такого количества чисел, которое равно числу столбцов растра. Разрядность хранимых чисел равна числу строк растра, Таким,образом, объем эого блока а битах равен числу ячеек растра Режим обучения обеспечивается подачей постоянного потенциала на пятый упрааляющлй вхоД устройства, подачей постоянного потенциала на первый управляОщил вход устройства и инициирующего импульса на третий управляОщий вход устройства. Потенциалы на этих входах сохраняются в течение всей процедуры обучения. При этом предполагается, что счередноеизображение обучающей выборки предварительно зафиксировано в блоке 1 памяти.Импульс на третьем управляющем входе устройства вызывает в генераторе случайных чисел 2 формирование случайногочисла 1 параметра Ц,Импульс с третьего управляющего входа устройства поступает также на первыйвход третьего элемента ИЛИ 26, Импульс свыхода третьего элемента ИЛИ 26 поступает на второй вход второго элемента ИЛИ 25,Импульс с выхода ИЛИ 25 передается нанулевой вход триггера 15, который поддерживает закрытым второй элемент И 23. Приэтом импульсы с, генератора тактовых импульсов 14 не поступают в устройство, Импульс с выхода третьего элемента ИЛИ 26поступает на установочные входы второго,третьего, четвертого счетчиков 5 - 7 и наустановочный вход накапливающего сумматора 12, Импульс с выхода третьего элемента ИЛИ 26 поступает также на вход пятогоэлемента 20 задержки и задержанный этимэлементом на время переключения генератора 2 случайных чисел поступает на разрешающие входы первого счетчика 4, первогорегистра 8 и второго регистра 9. При этомразряды параметра ., сформированные вгенераторе 2 через мультиплексор 3, на управляющем входе которого имеется потенциал, переписываются в узлы 4. 8. 9,Параметр ". определяет положение некоторой кривой,Предполагается, что кривая проходитчерез соседние ячейки растра, приращенияординат ко" орых могут быть+1, О, -1. Предполагается также, что кривая разбита на 214участков, при этом количество приращенийабсцисс в каждом участке равно 2, знакиприращений ординаты на каждом участкепостоянны,В соответствии с такой формой кривой,отдельные части параметра 1, переписанные в узлы 4, 8 и 9 трактуются следующимобразом.Часть разрядов параметра , записанная в первый счетчик 4, рассматриваетсякак на,альная ордината формируемой кривой.Часть разрядсв параметр: ., записанная в первый регистр 8, рассматриваетсякак знаки приращений ординаты на отдельньх участках. Число разрядов регистра 8долхкно быть ргвно числу участков. Пр л этомО в каком-либо разряде регистра означает,что все приращения ординаты на соответствующем участке положительные, а 1 в разряде регистра означает, что всеприращения ординаты на участке отрицательные. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Часть разрядов параметра ., записанная во второй регистр 9, рассматривается как совокупность приращений ординаты по всей кривой. При этом 0 в каком-либо разряде регистра 9 означает, что приращение ординаты отсутствует.Итак, в первом счетчике 4 зафиксирована начальная ордината кривой, в первом регистре 8 зафиксированы знаки приращений ординаты по участкам, во втором регистре 9 зафиксированы приращения ординаты по всей кривой.Импульс с выхода третьего элемента ИЛИ 26, задержанный вторым элементом 17 задержки, поступит на единичный вход триггера 15 и переведет его в единичное состояние. При этом второй элемент И 23 откроется и тактовые импульсы из генератора 14 будут поступать в узлы устройства.По мере поступления тактовых импульсов в третьем и четвертом счетчиках б и 7 будет наращиваться адрес или номер столбца изображения, Задержанный тре 1 ьим элементом 18 задержки тактовый импульс будет поступать на разрешающий вход запоминающего устройства и вызыва 1 ь считывание очередного столбца растра, Каждый тактовый импульс, задержанный четвертым элементом 19 задержки на время с ллтывгния в запоминающем устройстве 1, поступает на сдвиговый вход регистра прярав;аниел оодинаты 9, выполненного по схе.е сдвигового регистра. ьыталкивгемый слева из регистра 9 разряд, т, е. очередное прирэгцение ординаты, поступает на счет:ый вход первого счетч,лка 4, Это приращение ордипзты су;, мируется или вычитается в первом счетчике 4 в згвисимссти от состояния легюго разряда регистра знаков приращений ординаты 8. По окончгнии каждого участка, когда третий счегчик переполнится, импульс переполненля его, во-первых, подсчитывается четвертым счетчиком 7, а, во-вторь,х, поступает на сдвиговый вход регистра знаков приращений ординаты 8. так что после отработки очеоедного участка состояние . райнего левого разряда регистра 8 может измениться. Соответстренно измен,лтся режим сложения или вычитание первого счетчика 4,Таким сбразом, посла каждого актовогс импульса на выходах блока 1 имеется информация, соответствующгя текущему столбцу, номер которого или абсцисса зафиксирована з третьем и четвертом счетчиках б и 7. Кроме того, в первом счетчике 4 имеется ордината, соответствующая теку. щей абсциссе. Компоненты текущего столбца поступают на группу первых входов группы элементов И 21. Связанный с пер10 нентов В текушем столбце растра, который 25поступает на Входы накагливающего сумвым счетчиком 4 дешифратор 10 расшифровывает, содержимое счетчика, при этомвозбуждается тот выход дешифраторя, номер которого соответствует текущей орДИНатс КРИВОЙ, ГСЛИ Этай ОРДИИЯГЕ СООТВЕТ- ствует единичный 1 омпонент изобрахения, то первый элемент И 22 Откоывается по первому входу и тактовый импульс с чатвертогаэлемен гя 19 задержки и дополнительно задержанный первым элементом 16 задержки ня воемя пеоеключения узлов 4, 8, 9, 10 и 1, 21, 24 поступит на ВтОрой Вход первого элемента И 22. Импульс с выходя первого элемента И 22 поступает на счетныи входвторого счегчика 5, При считывании всей информации из запоминающего устройства 1 и, следовательно, при отработке всей кривой во втором сче гчике 5 сформируется число Кд, ряВИОЯ исл единичньх компонентОВизображения, расголокенных на кривой, Считываемые из блока 1 столбцы изображения переда.отся тякке ня преобразователь11 кода, Ня его выходе формируется двоичный код, равный числу единичных компо. матора 12 и складывается с содержимым суммято.я при подаче импульса с выхода первого элемента 16 задержки на разрешающий вход сумматора 12. Таким образом, при считывании Всей информации иэ запоминающего устройс-гва 1 В сумматоре 12 СфОРМИРУЕтСЯ ЧИСЛО йя, РаВНОЕ КОЛИЧЕСТВУ единичных компонентов всего иэображения,Разрядность второго счетчика 5 состветствует размеру растра по горизонтали 2 и рЯВна 1, Я разрядность сумматора 12 соответствуе г числу ячеек растра, равному 2 2, т, е. равна 2, Р частности, для растра рязмером 256 х 256 разрядность второго счетчика 5 равна "8", а разрядность сумматора 12 равна "16". Очевидно, вес стаошего разряда сумматора 12 в 2 раз больше веса старшего разряда второго счетчика 5, Со входами компараторя 13 соединены разрядь. второго счетчика 5 и старшие Оазряды сумматора 12, Таким образом, компаратор 13 фактически проверяет соотношение между величи,ной 2 Ял и величиной Яя, Компаратор 13 выдает 1, если 2 глЯ или О, если 2 Ял .=РчьИтак, госле считывания всей информации из запоминающего устройства 1, четвертый счетчик 7 переполняется, выдает импульс ня Выходе третьем устройства, Импульс переполнения четвертого счетчика 7 проходит через Второй элемент ИЛИ 25 и устанавливает триггер 15 в нулевое состояние, что прекращает подачу тактовых им 30 35 40 50 55 пульсов в узлы устройства. Параметр 1. признака хранится в генераторе 2 и выдается на втором выходе устройства, Код признака р 11,7) имеется на первом выходе устройства, при этом "1" на выходе компаратора соогветствует значению у 1,у) =+ 1, а 0 соответствует значению р (1, у) = - 1,При обработке очередного изображения обучающей выборки это изобракение предварительно записывается в блок 1 памяти в соответствии с режимом приема изображения, При этом, если обучение требуется выполнять при неизменном параметре 1, то инициирующий импульс подается ня четвертый управляющий вход устройства.Режим распознавания обеспечивается подачей постоянного потенциала на пятый управляющий вход устройства, постоянного потенциала на второй управляющий вход устройства. Эти потенциалы поддерживаются на протяжении .всей процедуры распознавания, При этом распознаваемое изображение должно быть зафиксировано в блоке памяти 1 в результате выполнения режима приема изображения,Устройство для формирования информативных признаков в режиме распознавания должно определять значение признака р(1,у) для данного изображения у и для всех параметров , зафиксированных в памяти основного распознающего устройства, Для этого на первый информационный вход устройства, т. е. на вторую группу входов мультиплексора 3 поочередно подаются параметры 1 Постоянный потенциал на втором управляющем входе устройства обеспечивает передачу отдельных групп разрядов параметров 1 на информационные входы второго счетчика 4, первого регистра 8, второго регистра 9, Одновременно с подачей параметра 1. на четвертый управляющий вход устройства подается инициирующий импульс. При этом в устройстве происходят те же процессы, что и в режиме обучения, В результате, после считывания всей информации из блока 1 памяти на выходе компаратора 13 будет сформирован код признака, при этом единице на выходе компаратора соответствует значйние р 11 у) =+ 1, а нул ю - з н а ч е н и е р (1,) = - 1, О б окончании формирования р (1,у) и о возможности считывания р 11, у) свидетельствует импульс на выходе счетчика 7,Формула изобретения Устройство для формирования информативных признаков, содержащее генератор случайных чисел, мультиплексор, первый и второй счет ики, первый регистр, 1702400 10й егист дешифратор, сумматор, дами элементов И группы и с входами преато г пп образователя кодов, адресные входы блокапреобразователь кода, компаратор, группу ос пе выми выходаминтов И, пе вый элемент И, первый памяти соединены с первыми выхетьего и четвертого счетчиков, второй выт ИЛИ, первый элемент задержки, трэлемент, р5 хо т етьего счетчика соединен со счетнымвыход ркото ого соединен с первым входом ход трвходом четвертого счетчика, второй выходв го элемента И и с первым управляюпервогкото ого со- четвертого счетчика соединен с первым вхощим входом сумматора, выход которого со- чеИЛИ и являетсяедине рн с пе вым входом компаратора, дом второго элементат етьим выходом устройства, управляющийвыход ркото ого является первым выходом тр ь10 вход генератора случайных чисел являетсяйства а второй вход соединен с выхо- вхтретьим управляющим входом устроиства,Лт ого соединен с выходом первого первый входтретьегоэлвход которся четвертым управляющим входом устройэлеме, Рнта И, вто ой вход которого соединенИ ства, второй вход третьего элемента ИЛИс выход ром пе вого элемента ИЛИ, входыИ 15 соединен с третьим управляющим входомкоторого соед инены с выходами элеМентовст ойства, а выход - соединен с входомгрупп, ры пе вые входы которых соединены с устроиств,, ин о мационныи вторнта ИЛИ с управляющиого сое инен с выходом первого дом второго элемента, свход которого соединен с ви входами второго, третьего и четвертогосчетчика, счетн д рый вхо которого соединен с ми входа20, с вторым управляющим входомм вто ого егистра, вход которого 20 счетчиков, с ввыходом второго р гс мматора и с входом пятого элемента засоед ринен с т етьим выходом мультиплексо- сумматоержки, выход которого соединен с входамира, втор рой и пе вый выходы которого соеди- д жв о р зрешения первого счетчика и первого инены с информационными в од рвхо ами первого разргист ОВ, и двляющий вход пери пе вого счетчика, выход первого второго регистров, управлярегистра и первого ч25 регистра соединен с вторым выходомрегистра соединен с пер у рвым и авляющим вого гт етьего счетчика, вход первого элементавход ром пе вого счетчика, выход генератора третьего счетчика, вхе инен с первым инфорф - задержки и управляющий вход второго реслучаиных чисел со д р ф - зены с выходом четвертого элеьтиплексора и явля- гистра соединенымационным входом мульти ртретьего элементахо ом ст ойства, второй мента задержки, выходется вторым выходом устроис30единен с входом четвертогоный вхо м льтиплексора яв задержки соединзадержки и с входам Разрешенияым инфо мационным входом ус- элемента задляется первым инф рблока памяти, входы чтения и записи кототроиства, пер рвый и второй управляющиер ю ся пятым и шестьм управляювходы мультиплексора являются пер рвым и рого явля т1 ими входами устроиствг а, выходвторь У Ргм и авляющими входами устроист- ц,35 генератора тактовых импульсов соединен сва, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюе жит блок первым входом второго элемента И. выходупрощения устройства, оно содержит блок первым ,вхо ом третьего злепамяти, третий и четвертыи счетчид ержки и со сченым входом третьРатор тактовых импульсоР Рв, т игге, второй мента задер- пятый элементы задержки, второй элеИЛИ, 40 И, соединен с выходом "риггера, прямой имент И, второй ри т етий элементыодь которого соединены с аы. вход данных блока памяти является вторя вто ым инверсныи вхходами второго элементад ИЛИ втооогоиинформационным входом устройства, выход блока памяти соединен с вторыми в ох - элемента задержки.1702400 оставитель А.Глотовехред М.Моргентал Редактор Н.Шите Корректор М Демчик оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгооод, ул.Гагарина, 101 аказ 4545 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушскэя наб 4/5