Устройство для определения количества локальных экстремумов

(57) Изобрет тике и вычис быть использ вано для обработк и является усовер ойства по авт. свель изобретенияти определения кол ражени твованием устр 9401451, Ц шение точнос о идетельство СССР 06 Е 7/06, 1986. ичества локаль экстремумов. Устро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГННТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-производственное обьедиление космических исследований(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КПИРШЕСТВА ЛОКАЛЬНЬХ ЭКСТРЕМУМОВ ение относится к автолительной технике, может1501038 во содержит блок 1 буферных регистров, состоящий из ц регистров 2,(и) схем 3 сравнения, (К) групппо два элемента ШП 1 4. К шифраторов5 и блок 6 сумматоров. Пцфраторы 5реализованы ца схемах ПЗУ, в которыхопределенной кодовой комбинации,поступающей ца вход ПЗУ, соответствует определенная кодовая комбинация ца выходе, определяющая количест.во экстремумов ца отдельных отрезкахвыборки, цри этом ца дополнительныхвыходах шифратора появпяются кодовыекомбинации знаков, характеризующие 51015 25 30 Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техники и предназначено для определения количества локальных экстремумов функ ций, представленных в виде дискретных выборок,Целью изобретения является повышение точности подсчета количествалокальных экстремумов.На фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства, цафиг. 2 - примеры графиков распределения значений ординат выборки и ихразбивка на отдельные отрезки.В таблице приведена зашивка выходных кодов шифратора от входныхна примере восьмивходового шифратора, выполненного ца микросхеме(фиг. 1) включает блок 1 буферныхрегистров, состоящий из и регистров2, (и) схем 3 сравнения, (1 с)групп по два элемента ИЛИ 4, К шифраторов 5, блок 6 сумматоров.Устройство реализовано на следующих микросхемах: регистры 2 -К 555 ТМ 9, схемы 3 сравнения К 555 СП 1,элементы ИЛИ 4 К 555 ЛЛ 1, шифраторы5 К 556 РТ 4, сумматоры 6 К 555 И 16.Устройство работает следующимобразом.В и регистрах 2 блока 1 буферныхрегистров записываются двоичные кодызначений ординат выборки анализируемой функции. Двоичные коды значенийординат с выходов и регистров 2блока 1 параллельно поступают навходы (и) схем 3 сравнения, где 35 40 45 50 55 наличие или отс,тствие в анализируемых кодах знаков ограничения справа знаками "больше или меньше" значений ординат в пределах отрезка. Поступление знаков "больше" или 11 1меньше об ограничении справа на следующий шифратор позволяет выявить все нестрогие экстремумы в выборке, Уточненные кодовые комбинации о количестве экстремумов с выходов шифраторов поступают на блок 6 сумматора, где производится общее суммирование количества локальных экстремумов в выборке. 2 ил., 1 табл. происходит сравнение соседних значений ординат выборки, Если (1.-1)-езначение ординаты меньше д-го значения огцинаты, то уровень "1" появляется на первом выходе схемы 3сравнения, если больше - то на втором. В случае равенства двух соседних значений на обоих выходах схемы3 сравнения будет присутствоватьуровень "0". Результаты сравнения с выходов всех (и) схем 3 сравнения поступают на соответствующие входы Е шифраторов 5. В результате подключения очередной группы, сос. штоящей из (-) схем 3 сравнения, к очередному шифратору вся выборка значений ординат разбивается на отдельные отрезки. В каждом из отрезков количество анализируемых значений ординат определяется количеством входов шифратора 5, равное числу ш, где а ) 4 - число четное, а количество таких отрезков - количеством шифраторов, равное 1. Причем так как выходы первых схем 3 сравнения каждой р-й группы подключены черезвторые входы соответствующих групп элементов ИЛИ 4 к первым входам р-го шифратора 5, то обеспечивается сравнение значений ординат в окрестнос-, тях границ отрезков выборки, А для случаев, когда два или несколько значений ординат, следующих одна за другой, равны и попадают на границы отрезков или все значения ординат какого-либо отрезка или ряда отрезков выборки равны, то на двух дополнительных выходах шифратора 5, 1501038где в анализируемом отрезке перед знаками "равно" имелся один из знаков больше" или "меньше", появляется информация об одном из этих знаков, которая через первые входы соответствующих групп элементов ИЛИ поступает на два первых входа следующего шифратора 5., способствуя выявлению всех нестрогих локальных экстремумов выборки. Где кодовые комбинации на дополнительных выходах шифраторов соответствуют: 01 знаку "больше", 10 - знаку "меньше".Нифраторы 5 реализованы на схемах ПЗУ, на каждые два очередных входа которых с выходов схем 3 сравнения приходят двухразрядные кодовые комбинации, характеризующие один из знаков "больше", "меньше", равно" и соответствующие: 01 - знаку "больше", 10 - знаку "меньше", 00 - знаку "равно".Таким образом, на ш входов шифраш тора 5 параллельно поступает2 двухразрядных кодовых комбинаций знаков, характеризующих наличие или отсутатвие экстремумов на отрезке выборки, в которых определенным двух- разрядным совокупностям кодовых комбинаций соответствуют кодовые комбинации на первой группе выходов, определяющих количество локальных экстремумов на соответствующих отрезках выборки. А на второй дополнительной группе выходов шифратора 5, состоящей из двух выходов, появляются двухразрядные кодовые комбинации, характеризующие один из знаков "больше" или "меньше", поступающие в следующий шифратор 5 в случае, когда два или несколько соседних значений ординат равны и попадают на границы отрезков выборки или все значения ординат какого-либо отрезка или ряда отрезков выборки равны. В результате после окончательного установления информации о всех знаках больше" или "меньше" на двух первых входах р-х шифраторов 5 на их первых группах выходов появляется уточненное значение о количестве всех экстремумов отрезков выборки. Коды о количестве экстремумов поступают на входы блока 6 сумматоров, где производится общее суммирование значений с количестве экстремумов в. выборке. Для общего случая кочичестворазмещений с повторениями явинных кодовых комбинаций знаков больше",меньше, "равно" на ш входах шифратора 5 определяется по Формуле(г)шС , где число знаков С = 3,количество размещений знаков.В качестве примера показана таблица зашивки для восьмивходового шифратора, в котором число всевозможных размещений с повторениями коф довых комбинаций знаков И = 3=)3= 81. Каждой 81 комбинации знаков соответствует определенная информация о количестве локальных экстремумов в отрезках выборки и.информация о знаке "больше" или "меньше"в случаях наличия неограниченного впределах отрезка выборки нестрогого локального экстремума.Рассмотрим работу устройства дляопределения количества локальныхэкстремумов на конкретных примерах,приведенных на фиг. 2 и в таблице.Для выборок, представленных наФиг. 2, количество отрезков, на которые разбивается вся выборка, определяется количеством шифраторов. Длявыборки, представленной 14-ю значениями ординат и при восьмивходовыхшифраторах, количество шифраторовравно:352 (14 - 2) 8 - 2Для первого отрезка (О - 4) выборки 40 (фиг, 2 ) количество локальных экстремумов, определяемое в соответст- .вии с 79 порядковым номером таблицы равно 2 - код суммы 10. Для второго отрезка (3-7) в соответствии 45 с 54 порядковым номером таблицы количество экстр"мумов равно 1 - код суммы 01Для третьего отрезка (6- 10) в соответствии с 41 порядковым номером таблицы количество экстрему; мов равно 2 - код суммы 10. Для нет 50вертого отрезка (9-13) в соответст-, вии с 66 порядковым номером таблиьЫ количество экстремумов равно 2 - код суммы 10. Ввиду того, что значение 55 Ордикаты ИЗ равно а 4 не ограниченосправа от значения ординаты а зна-.ками "больше" или "меньше" в пределах первого отрезка (0-4), то неизвестно, является ли значение орди 1501038наты а экстремумом, поэтому код знака между значениями ординат аа11 112меньше - 10 об ограничении слева с дополнительных выходов шифратора анализирующего знаки между значениями ординат первого отрезка (0-4), поступает на первые входы следующего шифратора, анализирующего знаки между значениями ординат второго отрезка (3 - 7). Код знака "меньше" 10 заменяет код знака "равно" - 00 между значениями а, а во втором шифраторе, а так как в анализируемом втором отрезке (3 - 7) имеется огра-, ничение справа значения ординаты а, т,е. аа . знаком "больше" н пределах этого отрезка, то на входах второго шифратора устанавливается кодовая комбинация, соответствующая 41 порядковому номеру таблицы, которая означает наличие количества локальных экстремумов, равное 2 - код суммы 10. Так как неопределенностей об ограничениях в пределах всех отрезков выборки больше нет, то, суммируя коды сумм .о количестве экстремумов из отрезков выборки, получаем, что для выборки, показанной на фиг. 2 а, количество локальных экстремумов равно 8, что соответствует истинному количеству экстремумов.Для первого отрезка (О - 4) выборки (фиг, 2 ) количество локальных35 экстремумов, определяемое в соответствии с 9 порядковым номером таблицы, равно 0 - код суммы 00. Для второго отрезка (3 - 7) и четвертого отрезка (9- 13) количество локальных40 экстремумов в соответствии с 54 и 43 порядковыми номерами таблицы равно 1 - код суммы 01, а количество локальных экстремумов для третьего отрезка (6-10) в соответствии с 79 порядковым номером таблицы равно 2 - код суммы 10. Вниду того, что значения ординат а , а, аз равны1 фав пределах первого отрезка (О - 4) и значение ординаты а равное а в пределах третьего отрезка50(6 - 10) не ограничено справа соот" ветственно от значения ординат а и а знаками "больше" или "меньше", то коды знака между значениями ординат а а и аа меньше - 10с 1 1 55Воб ограничении слева с дополнительных выходов первого и третьего шифраторов поступают соответственно напервые входы второго и четвертого шифратора. Код знака "меньше" - 10 заменяет код знака "равно" - 00 между значениями ааи аа 1 О на втором и четвертом шифраторах, а так как в анализируемых вторых (3 - 7) и четвертых (9 - 13) отрезках имеется ограничение справа значения орди- . наты а, т.е. аазнаком "больше" в пределах второго отрезка (3 - 7) и значение ординаты а, т.е. аса знаком "меньше" в пределах четвертого отрезка (9-13), то на входах второго и четвертого шифраторов устанавливаются кодовые комбинации, соответствующие 41 и 64 порядковым номерам таблицы, которые означают, что но втором отрезке количество локальных экстремумов равно 2, а в четвертом отрезке количество локальных экстремумов сохраняется, т.е, равно 1. Так как неопределенностей об ограничениях в пределах всех отрезков выборки больше нет, то, суммируя коды сумм о количестве экстремумов из отрезков выборки, получаем, что для выборки, показанной на фиг.2 количество локальных экстремумов равно 5, что соответствует истинному количеству экстремумов.Для первого отрезка (О - 4) и четвертого отрезка (9 - 13) выборки(фиг. 2 ) количество локальных экстремумов в соответствии с 18 и 64 порядковыми номерами таблицы равно 1, а количество локальных экстремумов для второго отрезка (3 - 7) и третьего (6 - 10) в соответствии с 1 и 11 порядковыми номерами таблицы равно О. Ввиду того, что значения ординат а, а равное а не ограничено справа от значения ординаты а знаками "больше" или "меньше" в пределах первого отрезка (О - 4), то код знака между значениями ординат а а "больше" - О 1 об ограничении слева с дополнительных выходов первого шифратора поступает на первые входы второго шифратора, Код знака "больше" - 01 заменяет код знака "равно" 00 между значениями аЗ, а 1 и на входах второго шифратора устанавливается кодовая комбинация, соответствующая 5 порядковому номеру таблицы, которая означает, что во втором отрезке количество локальных экстремумов равно О. и так как во втором отрезке между значениями ор 1 501 038 1 Одинат а, а 7 стоит знак "равно", .т,е. в этом отрезке нет ограничения справа от значения ординаты а знаками "больше" или "меньше" в. пределах второго отрезка (3 - 7) то, кодзнака, установившийся между значениями ординат а ) а 4 "больше" - 01 обограничении слева, с дополнительныхвыходов второго шифратора, поступаетна первые входы третьего шифратора.Код знака "больше" - 01 заменяет кодзнака "равно" - 00 между значениями а, ари на входах третьего шифратора устанавливается кодовая комбинация, соответствующая 27 порядковому номеру таблицы, которая означает, что в третьем отрезке (6 - 10) количество локальных экстремумов равно 1. Так как неопределенностей об ограничениях в пределах всех отрезков выборки больше нет, то, сум. мируя коды сумм.о количестве экстре-. мумов из отрезков выборки, получаем, что для выборки, показанной на . фиг. 2 6, количество локальных экстремумов равно 3, что соответствует истинному количеству экстремумов,Для первого (О - 4), второго (3 - 7) и третьего отрезков (6 - 10) вы" борки (фиг. 2 ) количество локальных экстремумов в соответствии с 5, 1 и 11 порядковыми номерами таблицы равно О, а количество локальных экстремумов для четвертого отрезка (9 - 13) в соответствии с 69 порядковым номером таблицы равно 3 - код суммы 11. Ввиду отсутствия ограниченйя между значениями ординат справа в первом отрезке (О - 4) знак между значениями ординат а ) а "больше"- 01 об ограничении слева поступает на первые входы второго шифрата и на его входах устанавливается кодовая комбинация, соответствующая5 порядковому номеру таблицы, озна,чающая отсутствие экстремумов вовтором отрезке (3 - 7). А так какзначения ординат второго отрезка(3 - 7) не имеют ограничения справа,то установившийся код между значе-.ниями ординат а) а т "больше" - 01об ограничении слева поступает напервый входы третьего шифратора и наего входах устанавливается кодоваякомбинация, соответствующая 27 порядковому номеру таблицы, которая означает, что в третьем отрезке (6 - 10)количество локальных экстремумовравно 1. Так как неопределенностей.об ограничениях в пределах всех отрезков выборки больше нет, то, суммируя коды сумм о количестве экстре"мумов из отрезков выборки, получаем,что для выборки, показанной нафиг. 2количество локальных экст ремумов равно 4. Это соответствуетистинному количеству экстремумов. Формула изобретенияУстройство для определения количества локальных экстремумов по авт,св, У 1401451, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности подсчета количества локальныхэкстремумов, в .него введены (1 с) 35групп по два элемента ИЛИ, причемвыходы первой схемы сравнения каждойр-й группы, где р = 2, , 1 с, соединены с первыми двумя входами р-гошифратора через первые входы соот,-.ветствующих элементов ИЛИ (р)-йгруппы, вторые входы которых подключены к соответствующим дополнительным выходам (р)-го шифратора..2 Составитель Е.ИвановаРедактор О.Спесивых Техред Л, Олийнык Корректор О.Ципле зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, о гарина,Заказ 4868/44 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5