Цифровой статистический анализатор Советский патент 1984 года по МПК G06F17/18 

f Изобретение относится к вьгшслигельной технике и может быть использовано при построении устройств для оперативного анагтза статистических данньгк, например, специализированных вычислительных комплексов (устройств) для анализа изображений,устройств для сжатия информации (компак торов) путем рационального кодирования ее, устройств для контроля загрузки и прохождения Кодов по ииф-. ровым каналам связи и т.п. приложениях . Известен цифровой статистический анализатор, содержащий последователь но соединенные группы из п цифровьк компараторов, где п - число дифферей циальных окон, элементов задержки, триггеров памяти, логических элементов И, накопительных счетчиков,групп выходов-компараторов Соединена также с группой входов логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами триггеров группы, с вторыми входами логических элементов И группы соединен выход генератора импульсов l 3. Однако данное устройство обладает недостаточной производительностью (быстродействием) и узкими функциональными возможностями (только фиксирует частость- распределения кодов вьйорки). Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ранжирования по частости кодов выборки, содержащее дешифратор, входы которого я вляются информационными входами устройства, а выходы подключены к первым входам элементов ИЛИ группы, соответственно вторые входы которых объединены и соединены с выходом генератора импул сов, вход которого является управляющим входом устройства, и с входом элемента задержек, выход каждого элемента ШШ группы соединен с входом соответствующего реверсивного счетчика группы, группа вькоДов каждого реверсивного счетчика группы соединена с информационными входами соответствующего элемента И группы, управлякяций вход которого соединен с соответствурощим выводом элемента задержек, выходы элементов И Г4зуппы соединены с входами шифратора, соответственно вькоды которого явля ются информационными выходами устройства 2. 32 Известное устройство обладает узкими функциональными возможностями (вьщает только коды в прямом или обратном порядке относительно порядка частости их в выборке), низкой надежности результата (не имеет защиты против сбоев и помех, не сохраняет исходную информацию), недостаточной производительностью (быстродействием) . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение производительности. Цель достигается тем, что, в цифровой статистический анализатор, содержащий генератор импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом анализатора, реверсивный регистр сдвига, дешифратор, группа информационных входов которого является группой информационных входов Анализатора, группу счетчиков импульсов, первую группу элементов И, шифратор, группа выходов которого является группой выходов анализатора, разрядные выходы счетчиков импульсов группы соединены соответственно с входами соответствующих элементов И первой riJynпы, управляющие входы которых подключены к соответствующему выходу реверсивного регистра сдвига, установочный вход которого является первым установочным входом анализатора, элемент ИЛИ, введены делитель частоты, триггер. Первая схема сравнения, вторая схема сравнения, вторая и третья группы элементов И, причем установочный вход делителя частоты является вторым- установочным входом анализатора, информационный вход делителя частоты подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом триггера, установочный вход которого является третьим установочным входом анализатора, прямой и Инверсный выходы триггера подключены соответственно к входам управления прямого и обратного сдвига pel/версивного регистра сдвига, синхронизирующий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выходы дешифратора соединены соответственно с входами счетчиков импульсов группы, выходы элементов И первой группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы которого подключены к первым входам первой схемы сравнения и первым входам элементов И второй группы, управляющие входы Которых подключены к выходу первой схемы сравнения, вторая группа входов которой является группой задающих входов анализатора, выходы элементов И второй группы соединены соответственно с первой группой входов второй схемы сравйения, вторая группа входов которой является второй группой задающих входов анализатора, выход второй схемы сравнения подключен к первым входам элементов И третьей группы, вторые входы которых соедин ны соответственно с выходами реверсивного регистра сдвига, а выходы элементов И третьей группы соединен соответственно с входами дешифратора На чертеже приведена структурная схема анализатора. Анализатор содержит дешифратор 1, группу из п счетчиков 2 импульсов. первую 3 и вторую 4 схемы сравнения первую группу элементов И 5, элемен ИЛИ 6, реверсивньй регистр 7 сдвига вторую группу элементов И 8, делите 9 частоты, третью группу элементов 10, триггер 11, щифратор 12,: генера тор 13 импульсов, управляющий вход 14, установочные входы 15 и 16, информационный вход 17, задающие входы 18 и 19, выходы 20. Устройство работает в двух режимах: фиксации и анализа выборки (формирование гистограммы): анализ гистограммы и вьщача результата. При подготовке устройства к рабо в первом режиме обнуляются счетчики 2. В первом режиме кодывыборки пост пают через группу информационных входов 17 устройства, проходят через дешифратор 1 и поступают (каждый в виде импульса) на вход соответствующего счетчика 2. По окончании выборки в каждом счетчике 2 зафиксируется частость to(i) появления соответствующего кода i в выборке, а вся группа счетчиков 2 фиксирует гистограмму W выборки, W f(i). При подготовке устройства к работ во втором режиме на входы 18 и 19 цифровых схем 3 и 4 сравнения подаются коды исследуемых порогов частостей х и Xj соответственно; через вход 16 в разряд реверсивного . регистра 7 сдвига, соответствуювдтй одному из порогов 1 , ij исследуемого признака I, заносится 1, подачей импульса на вход триггера 11 приводят его в состояние, соответствующее требуемому порядку анализа кодов i признака; подачей кода (n-dj-i)) на группу входов 15 делителя 9 устанавливают .его в состояние, при котором частота следования поступающих на его вход импульсов (от генератора 13) делится в (ij-i) раз; подается управляющий сигнал на вход 14 запуска генератора 13 импульсов. При этом импульсы, поступающие от генератора 13 импульсов на синхронизирующий вход регистра 7 сдвига, последовательно сдвигают записанную 1 по разрядам в направлении от первого порога i (i ) по ijdi). Сигнал с выхода i-ro второму (или L i i) разряда, поступает на управляющий вход соответствующего элемента И 5 и на информационный вход соответствующего элемента И 10. Через открывшийся элемент И 5 код частоты uj(i) с выходов i -го счетчика 2 поступает через элемент ИЛИ 6 на первые входы схемы 3 сравнения и на информационные входы группы элементов И 8. При выполнении условия сравнения,потенциальный сигнал с выхода схемы3 сравнения поступает на управляющий вход элементов И 8, и код uj(i ) поступает на первую группу входов схемы И сравнения. При выполнении условия сравнения, потенциальный сигнал с выхода схемы 4 поступает на управляющие входы элементов И 10. Сигнал с вьпсода i -го элемента И 10 группы поступает на i -и вход 1пифратора 12 и появляется в виде кода i на выходах 20 устройства. Устройство позволяет получать: 1. Сечение гистограммы по линии из(1)Х (т.е. коды признака 1, имеющие заданную частость, X, X u(i). Для этого достаточно установить на входах 18 и 19 код X, ,, в регистр 7 через входы 16 запись 1 в нулевом разряде, завести нулевой установочный код (п-(п-0)0) через , входы 15 в делитель 9 и включить генератор 13 импульсов. При этом вьиаваемые коды i могут быть ранжированы как в порядке их возрастания, так и убывания (порядок задается начальной установкой триггера 11).Oneрация отрабатывается за :з ра боты генератора 13 импульсов. 2.Коды 1лх, выборки в заданном дифференциальном окне частостей. йх., лх (Xj-x,). Для этого достаточноустановить на входах 18 и 19 соответственно х и х (х Xj). Установки на входах других блоков производятся и устройств работает так же, как и в п,1. Опера ция отрабатывается за п тактов. 3.Ранжированные по частости код 1/ X - признака в заданном дифферен Дх,2 частостей. циальном окне Для этого необходимо провести сечение гистограммы W f(i) после довательно по линиям + О, (х + 2),...,(xj - 1), Xj. Выполнит это можно двумя способами: а)повторяя (xj - Хд) раз сечение гистограммы по линии х X (, ,Х2 } (илих ) (п.1). Этот способ требует помимо tx - х).п рабочих тактов дополнительного времени на (Xj - х)-кратную установку в исход ное состояние устройства, но позволяет ранжировать коды в пределах каждой частости в одном и том же по рядке (возрастания или убывания вел чин кодов), определяемом начальной установкой триггера 11; б)установив один раз блоки 9, 11, 7, 3, 4 в исходное состояние, и оди раз запустив генератор 13 импульсов производить смену кодов на входах 18 и 19 через интервал времени -jпосле поступления 1 В разряды ijCi) и ) регистра 7. Операция отрабатывается за {-х. - х), п тактов генератора 13 импульсов, однако порядки ранжирования кодов 1 1 ддя каждых двух соседних частостей u)(i) и-(ш(1 + 1) противоположны (-длительность импульса), i i/ u)(i), поскольку меняется на противоположное направление прод вижения 1 по достижению его разрядов i и ij в регистре 7. 4. Минимальный,и максимальный (а также все промежуточные) коды вы борки, т.е. и размах кодов выборки. Для этого необходимо на вход 18 подать код X 1, а на вход 19 код Xj, Xj и)д(если ш неизвес тен,, то любой код w, заведомо пре вышающий возможное значение к, ,на Z с u)(i), )iравна объему вы ки) , записать 1 в нулевой разряд . 6 регистра /, занести нулевоу код п делитель 9,, установить триггер 11 в единичное состояние (при котором управляющее напряжение поступает на прямую управляющую щину регистра 7) и включить генератор 13. Операция отрабатывается за п тактов. 5.Ранжирование по частости uj(i) кодов i-выборки. Для этого необходимо провести сечения гистограммы W f(i) последовательно по линиям и 1,u) 2,..., Jn,oiy Установка кодов, работа устройства и способы реализации операций полностью соответствуют работе устройства по п. 3, если считать Х 1, Хз , Минимальное время выполнения операции тактов. 6.Частость (i) заданного кода i (сечение гистограммы по линии I i. const). Для этого достаточно записать 1 в i-й разряд регистра 7 Ил не включая генератора 13 импульсов, последовательно подавать коды 1,2,3,... на вкоды 18.и 19 до появления кода i на выходах 20 устройства; появление последнего означает, что код aj(i) частости кода i признака равен коду X, подаваемому на входы 18 и 19 устройства, u)(i) X. Операция выполняется не более чем за тактов смены кодов на входах 18 и 19. 7.Частости tu(i ) кодов i из дифференциального окна , - i, i е i, Операция может быть вьшолнена двумя способами: а) (ij-IT)-кратным повторением операции папучения кода частости Lo(i) заданного кода признака i (п. 6), она выполняется за Lol) тактов смены кодов на входах 18 и 19; б) ранжированием по частости кодов i признака из дифференциального окна . (п. 3 а,б); поиск кодов i только из дифференциального окна л1. обес- печивается заданием начальной установки 1 в разряд 1(1) регистра 7 и заданием делителю 9 начального установочного кода (n-dj - i)). Операция отрабатывается не более, чем за (i, - ij)w тактов. 8. Проверку наличия у кодов i , , i,j частостей to(i) из дифференциального окна Лх , лх ,(Xj-x); это может быть реализовано несколькими способами: а)подачри на вход 18 кола Х, па вход 19 кода Xj , записью 1 в разряд 1. (ij) регистрэ 7, установкой делителю 9 начапьного кода (n-d, - i) и установкой триггера 11 в требуемое |Начальное состояние (единичное, если 1 записана в разряд i.,) , включение генератора 13 импульсов. На выходах .20 устройства появляются ранжированные коды i признака, удовлетворяющи условию w4i) ,, . Ееобкояпмое время - (ij - i) тактов генератора 13. б)ранжированием по частости кодов i в дифференциальном окне , (пп, 8а, За, Зб). Операция требует (xj-х) ( ) тактов рабочего времени (если изменение кода uj(i) U)) е х/,, Xj, происходит через интервал Т72 после поступения 1 в разряды i и LJ регистра 7). 9, Минимальнуто и максимальную частостиU)j. 1(1) и notf- кодов выборки, а также коды i признака, имеющие эти частости. Операция может быть реализована несколькими способа ми, например путем ранжирования по частости кодов выборки в дифференциапьньк ок.нах 1,,„(1) (i)« (п. 3), ,у „-J.- U}(t Юц « , . l2В Перйьй же код г,, (пли же частострО , появивпгиегя на Kiixoitax 20, дает код (коды) признака, имеющий минимальную частость UI.B выборке, и его (их) частость ралнп коду х, установленному ня входах 18 и 19; аналогично находятся коды (код) 1ц, (его) частостью „„( О, Необходимое время -( i) + (, i). X n рабочих тактов (плюс вре- мя на установку начального состояния) . Предлагаемое устройство имеет расширенные функциональные возможности. Применение его позволяет повысить надежность (достоверность) результата за счет того, что исходная информация не разрушается в процессе считывания, и может бьп-ь многокра тно использована для его вьщачи (например, при передаче его в условиях шума). При больших объемах выборки, (К.) встречающихся например, при статистическом анализе изображений, устройство для операций 1-4 и 6-9 дает существенный выигрьш в производительности; для операции 5 (ранжирования по частости кодов выборки) она имеет, одинаковую производительность с известным /стройством.

ЦИФРОВОЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий генератор импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом анализатора, реверсивный регистр сдви. га, дешифратор, группа информационных входов которого является группой информационных входов анализатора, группу счетчиков импульсов, первую группу элементов И, шифратор, группа выходов которого является группой выходов анализатора, разрядные выходы счетчиков импульсов группы соединены соответственно с входами соответствующих элементов И первой группы, управляющие входы которых подключены к соответствующему вькоду реверсивного регистра сдвига, установочный вход которого является первым установочным входом анализатора, элемент ИЛИ, отличающийся тем, что, с-целью повышения производительности и расширения функи 1ональных возможностей за счет получения кодов с заданной частостью и ранжирования кодов в заданном дифференциальном окне и сечения гистограммы распределения по заданным условиям, он дополнительно содержит делитель частоты, триггер, первую схему сравнения, вторую схему сравнения, вторую и третью группу элементов И, причем установочный вход делителя частоты является вторым установочным входом анализатора, информационный вход делителя частоты подюхючен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом триггера, установочный вход которого является третьим установочным входом анализатора, прямой И инверсный выходы триггера подключены соответственно к входам управления прямого и обратного сдвига реверсивного регистра сдвига, синхро низирующий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, вьгходы .дешифратора соединены соответ(Л ственно с входами счетчиков импульсов группы, выходы элементов И первой гд)уппы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы которого подключены к первым входам первой схемы сравнения и первым входам элемента И второй группы, управ ляюшие входы которых подключены к 4 выходу первой схемы сравнения, втосл рая группа входов которой янпяется группой задающих входов анализатора, со to выходы элементов И второй группы соединены соответственно с первой группой входов второй схемы сравнения, вторая группа входов которой является второй группой задающих входов анализатора, выход второй схемы сравнения подключен к первым входам элементов И третьей группы,вторые входы которых соединены соответственно с выходами реверсивного регистра сдвига,а выходы элементов И третьей группы соединены соответственно с входами дешифратора.