Способ преобразования аналоговых сигналов Советский патент 1984 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при автоматизации пере работки информации и в системах ра познавания. Способ предназначен для первично обработки аналоговых сигналов различных датчиков первичной информаци Известен способ преобразования полутонового изображения в двухградационное, основанньй на преобразовании изображения в видеосигнал и выделении сигналов белого и черного уровней, в котором видеосигна текущего уровня преобразуют в сигна переменной частоты, а выделение сигналов белдго и черного уровней производят путем пороговой демодуляции сигнала переменной частоты ij . Однако способ обладает низкой информативностью, не передавая всег многообразия формы входного анапого вого сигнала, и не позволяет обраба тывать изображение, представленное в виде пространственно распределенного сигнала. Известен также способ преобразования телевизионных изображений путем сканирования входного изображения и сравнения с эталоном 21. Данный способ обладает низкой разрешающей способностью по уровню сигнала в случае малого количества опорных уровней. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ распознавания речевого сигна ла, основанный на его представлении в виде непрерывно меняющегося уровн напряжения, определении зкстремапьн значений амплитуд и временных интер валов между этими значениями амплитуд, в котором по выделенным экстре мальным значениям амплитуд речевого сигнала измеряют разности упорядоченных смежных значений амплитуд сигналов , фиксируют упорядоченные значен разностей смежных значений амплитуд и смежных временных интервалов, а из полученных последовательностей данных отношений выделяют группы отношений, каждая из которых смещена относительно предыдущей и последующе на одно отношение, и сравнивают их с аналогичными группами отношений разностей смежных значений амплитуд и временньпс интервалов речевых сигналов, принятых за эталоонные, З . Известный способ имеет низкую стабильность при наличии различных помех в аналоговом канале, а также не обеспечивает обратимости исходного сигнала. Целью изобретения является увеличение помехоустойчивости при обеспечении относительной обратимости преобразования. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования аналоговых сигналов, включающему выбор точек измерения, сравнение величин сигналов в смежных точках, а также интервалов, разделяк щих смежные точки измерения, сравнение величин сигналов в точках измерения, а также сравнение интервалов, разделяющих эти точки, производят попарно всех между собой, причем при сравнении определяют лишь знак разности сравниваемых величин, а выходные величины представляют в виде значений логической переменной соответственно знакам разностей сравниваемых величин. Смысл сравнения пар величин сигнала и пар интервалов, разделяющих точки измерения, в отличие от существующего способа заключается в определении ранжира сравниваемых величин, т.е. порядка их следования по величине . Введение ранжировки всех величин сигнала в точках измерения, а также ранжировки всех временных интервалов между точками измерения, и представление результатов ранжировки в цифровом виде позволяет добиться следующих положительных качеств предлагаемого способа. Для любых преобразований, при которых сохраняется ранжир точек измерения, т.е. порядок их следования по вепичине сигнала, а также ранжир интервалов, выходное цифровое множевство остается неизменным. В связи с тем, что в предлагаемом способу производят сравнение величин сигнала и интервалов попарно всех неяаду собой или по крайней мере информативных пар и представляют результаты сравнений в виде цифрового набора, представляется возможным восстановить ксж гурацию первоначального аналогового сигнала из г этого набора, располагая точки в новом аналоговом сигнале согласно ранжиру, эафи1с ированному в цифровом наборе, и соединив их интерполирующей линией. Это соответствует относительной обратимости предлагаемого способа. На чертеже тГредставлена блок-схема одного из вариантов устройства, реализующего способ преобразования аналогового сигнгша. Устройство содержит датчик 1, блока 2 выбора точек измерения, дифферен11ирующую цепь 3, нуль-орган регистр 5 амплитуд, регистр 6 интервалов, блок 7 задержки, ключи 8 и 9 преобразователь временной интервал напряжение 10, блок 11 задержки, дифференциальные усилители 12, триггеры Шмитта 13. Входной аналоговый сигнал снимают с датчика, 1 и подают в блок 2 выбора точек измерения. За точки измерения выбраны экстремальные значения анало гового сигнала. Они вьщеляются с помощью дифференцирующей цепи 3 и нуль-органа 4. Последний выдает короткий импульс при достижении аналоговым сигналом экстремума (нуля первой производной). Прямой импульс с выхода нуль-органа 4 сдвигает на один разряд величины, записанные в регистре амплитуд 5 и регистре интер валов 6, а задержанный в блоке 7 задержки импульс нуль-органа 4 открывает ключи 8 и 9. При зтом в регистр 5 амплитуд записывается очередное значение величины сигнала в точке измерения, а в регистр 6 интервалов , записывается значение очередного ин тервала между точками измерения, полученное с помощью преобразовател временной интервал - напряжение l Для вычисления следующего значения интервала преобразователь 10 сбрасывается в ноль дополнительно задержанным после блока 11 задержки импульсом. Полученные таким образом величины амплитуду и интервалов попарно сравнивают с помощью дифференциальных усилителей 12, выходные величины которых дискретизируются с помснцью триггеров ИЫитта 13, получая при зтом выходной цифровой набор. Порог срабатывания триггеров Шитта устанавливается таким, чтобы переключение происходило при равенстве аналоговых входных величин дифференциального усилителя. Ранжир представляется в виде набора логических переменных, где логические единицы и нули означают соответственно превьшение одной из сравниваемых величин над другой, Использование предлагаемого способа аналого-цифрового преобразования сложных сигналов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: выделение цифрового множества, инвариантно характеризующего форму входного аналогового сигнала при изменениях его интенсивности и протяженности во времени и пространстве; устойчивость к нелинейным искажениям в аналоговом тракте системы, т.е. искажениях при преобразовании первичной физической величины в электрическую, усилении сигнала и его передаче; возможность обратного восстановления формы аналогового сигнала из цифрового набора.

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ, включающий выбор точек измерения, сравнение - величин сигналов в смежных точках, а такжеинтервалов, разделяющих смежные точки измерения, отличающийся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости при обеспечении относительной обратимости преобразования, сравнение величин сигналов в точках И31- ерения, а также сравнение интервалов, разделяющих эти точки, производят попарно всех между собой, причем при сравнении определяют лишь знак разности сравниваемых величин, а выходные величины представляют в виде значений логической переменной соответственно знакам разностей сравниваемых величин. О)