Устройство для классификации объектов Советский патент 1987 года по МПК G06K9/36 

Изобретение относится к распознаванию образов, в частности к устройствам для классификации объектов по их признакам, и может быть использовано в биологии, физике и других областях науки и техники, где необходимо определять принадлежность объекта к тому или иному классу по совокупности признаков, распределение которых может отличаться от нормального.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - изображение двух классов по одной паре признаков и их линии разделения.

Устройство включает в себя первый 1, второй 2 и третий 3 регистры, первый дешифратор 4, первый коммутатор 5, первый 6 и второй 7 блоки памяти, первую группу 8 ключей, четвертый 9 и пятый 10 регистры, счетчик 11, первый 12 и второй 13 регистры сдвига, второй коммутатор .14, вторую группу 15 ключей, первую группу эле ментов ИЛИ 16, делитель 17 частоты, генератор 18 импульсов, шестой регистр 19, irro- рой дешифратор 20, первую группу 21 счетчиков, компаратор 22, вторую группу 23 счетчиков, вторую группу элементов ИЛИ 24. На чертеже также показаны цифроаналоговый преобразователь 25 и формирователь 26, а также входы 27-30 и выходы 31-35.

Работа устройства состоит из трех этапов: первый этап обучения, второй этап обучения и классификация.

На первом этапе обучения на вход 27 устройства подаются поочередно сигналы признаков объектов одного класса из нескольких классов, на которые пужпо будет затем разбивать объекты, и сигналы ад)сса, по которым эти признаки будут записаны. Одновременно на вход 28 устройства поступают сигналы управления записью адресов и признаков. Адрес записи сигналов гфизна- ков поступает в регистр 1, де1нифрируется дешифратором 4, который выбирает второй 2 или третий 3 регистр для записи соотЕзет- ствуюпгего сигнала признака. Сигналы iie) вой пары признаков записываются н регистры 2 и 3 через группу элементов ИЛИ 16. Коды этих регистров определяют координаты точки объекта на двумерной плоскости. Они поступают на адресный вход блока 6. Ио установленному адресу считывается из блока 6 число, которое через ко.м- мутатор 14 и группу элементов ИЛИ 24 поступает па выход 31 устройства. К имеющемуся числу прибавляется единица, и оно вновь записывается в блок 6 с входа 27 устройства. Выбор блока памяти для записи осуществляет дешифратор 4. Таким образом, в блоке 6 хранятся числа, величина которых равна числу объектов с признаками, определяемыми адресами хранения этих чисел. Эти действия повторяются для всех

0

5

0

5

0

5

0

5

пар признаков и всех объектов одного класса.

Одновременно с записью чисел в блок 6 происходит считывание содержимого блоков 6 и 7 и отображение информации на экране видеоконтро;:ьного устройства (не показано). Скорость вывода информации определяет частота генератора 18. Адрес ото- бр-ажаемой в каждый момент точки определяется счетчиком 11, ипформация с выхода которого через коммутатор 5 поступает на адресные входы памяти. Управление коммутатор осуп.1,ествляется от делителя 17 частоты. Считанная информация сразу нескольких точек изображения загружается в регистры 12 и 13 сдвига, откуда поочередно выдвигается по импульсам от генератора 18 и через вторую группу 15 ключей поступает на зход цифроаналогового преобразователя 25. Аналоговый сигнал с его выхода ностунает на выход 33 устройства в качестве видеосигнала, на выход 34 поступают синхросигналы от делителя частоты. Записанные в блок 6 признаки отображаются на экране в виде трехмерного изображения, два измерения которого составляют величины признаков, а третье - число объектов с одинаковыми признаками. Различные пары признаков объектов одного класса записываются на разные страницы блока 6. Выбор номера страницы осуществляет первая группа ключей 8, пропускающая сигнал записи только на нужные страницы. Код HOFviepa используемых страниц хра1- ится в четвертом регистре, загружаемом от ЭВМ через вход 27 устройства. После того, как обучаюпгая последовательность сигналов, состоящая из сигналов признаков разных объектов, относяш,ихся к одному классу, полностью записана в блок 6, поочередно отображают все страниць этого блока па экране. Для этого в пятый регистр 10 за1П1Сывается от ЭВМ код, который управляет второй группой 15 ключей так, что на вход пифроаналогового преобразователя 25 проходят си налы только с тех страниц блока 6, на которых записана инфор.мация гервой пары признаков. Одновременно разре- П1ается отображение одной страницы блока 7, на которой пока ничего не загп-1сано. Запись на эту страницу разрешается кодом четвертого регистра 9. Наблюдая изображение одной пары параметров на экране, оператоо обозначает г раницы класса по этой паре, папример, световым пером (не показано) , обводя нужный участок на экране. П)и этом коды каждой точки обводки поступают через вход 30 устройства на формирователь 26, а оттуда через группу элемептэв ИЛИ 16 на регистры 2 и 3. Одновременно формируется запрос на прерывание ЭВМ на четвертом выходе устройства. По прерыванию нроисходит запись в блок 7 каждой точки обводки границ класса. Одновременно ;1пния обводки отображается на

экране. Затем выбирается вторая пара признаков, и весь процесс повторяется. После обводки границ одного класса весь процесс повторяется для других классов. На этом первый этап обучения заканчивается.

На втором этапе обучения отображают на экране все классы объектов но одной паре признаков, разбиение на пары признаков для всех классов одинаковое. При этом на экране появляется изображение разных классов, отличающиеся, например цветом, за счет разного кода этих классов в блоке 7 (фиг. 2). При пересечении изображений нескольких классов (на фиг. 2 показано пересечение двух классов) оператор проводит ли- нию раздела, деля общую для нескольких классов область на площади, пропорциональные относительной частоте появления объектов каждого класса в этой обласги, руководствуясь числом и яркостью точек объектов каждого класса. Эту операцию можно осуществить с ЭВМ. Разделение проводят для всех параметров. Затем полученные пересекающиеся области заполняют при помощи ЭВМ кодами классов, записывая соответствующие коды в блок 7 через вход 27 устройства. На этом второй этап обучения заканчивается. В результате обучения в блоке 7 оказываются сформированными непересекающиеся модели всех K. iac сов, по которым осуц1.ествляется классификация объектов.

При классификации на вход 27 устройства поступают сигналы признаков неизвестного объекта. Аналогично обучающей последовательности признаки этого объекта попарно записываются в регистры 2 и 3, и тем самым адресуют блок 7. Считан- НЬ1Й но этому адресу код через второй ком.мутатор 14 поступает в щестой регистр

19и дешифрируется дешифратором- 20. Сигнал с одного из выходов дешифратора

20поступает на вход какого-либо счетчи- ка первой группы 21, в зависимости от кода

в регистре 19. и добавляет в выбранный счетчик единицу. То же самое повторяется для всех остальных пар признаков. В результате в счетчиках первой группы накап- ливаются различные числа, в зависимости от того, к какому классу принадлежит исследуемый объект по каждой паре признаков. После анализа всех признаков одного объекта компаратор 22 по команде ЭВМ, поступающей на второй вход устрой- ства, определяет счетчик, содержащий максимальное число, и ло это.му числу выби рают один из счетчиков второй группы 23. В выбранный счетчик добавляется единица. Таким образом, счетчики второй группы считают число объектов каждого класса, их со- держимое может быть прочитано ЭВМ через

вторую группу элементов ИЛИ 24 31 устройства.

Формула изобретения

Устройство для классификации о содержащее первый регистр, входы являются первым и вторым входами ства, а выход подключен к одном нервого дещифратора, другой вход го является вторым входо.м уст второй и третий регистры, входы соединены с соответствующими вь первого де1пифратора и элементов вой группы, входы которых являют вым и третьим входа.ми устройства, ды второго и третьего регистров чены к одним входам нервого KOMMJ другие входы которого соединены с .ми счетчика и делителя частоты, блок памяти, один вход которого я| первым входом устройства, другие nojf ны к соответствующим выходам перЕ шифратора, первого коммутатора и первой группы, а выход соединен с| входом первого регистра сдвига, друг которого подключен к генератору сов, выход которого соединен с BxoJ лителя частоты, выход которого под к входу счетчика, н вторую групг ментов ИЛИ, отличающееся тем, чтс| лью повышения точности устройстЕ содержит второй блок памяти, один в| торого является первым входом устр| другие подключены к соответствующи( да.м нервого дешифратора, первого кс тора и ключей первой группы, BTOJ гистр сдвига, входы которого соединен ходами генератора и.мнульсов и второ ка памяти, четвертый и пятый peiT одни входы которых являются первь дом устройства, другие подключены к ствуюпяим выходам первого дешифра выход четвертого регистра соединен с| ми ключей первой группы, второй татор, входы которого подключены дам элементов ИЛИ первой группы, и второго блоков памяти, а выходы нен.ы с одними входами элементов второй группы, выход которых являет( вым выходом устройства, вторую групг чей, входы которых подключены к Bt пятого регистра и первого и второго ров сдвига, а выход является вторым| дом устройства, и последовательно сое ные шестой регистр, вход которого п( чем к выходу второго коммутатора, дешифратор, счетчики первой группы, ратор, управляющий вход которого ется вторым входом устройства, и ки второй группы, выход которых -подь к другим входа.м элементов ИЛИ группы.

28 27

.23

J4 J3

35

CPUS . 1

Изобретение относится к авт1 и вычислительной технике, в част1 устройствам для классификации обт их признакам, и может быть испол в биологии, физике и других об Цель изобретения состоит в повышен ности устройства. Поставленная цел гается путем распределения объеь областям за счет проведения лини{ ла моделей классов произвольной 2 ил.

CptJe:Z

Составитель A. Романов

Редактор Э. СлиганТехред И. ВересКорректор А. Тяско

Заказ 7906/50Тираж 694Подписное

ВНИИПИ Государствениого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4