Устройство для распознавания случайных процессов Советский патент 1991 года по МПК G06F15/36 

фиа.1

31

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах распознавания дискретных случайных процессов

Цель изобретения - повышение достоверности распознавания.

На фиг.1 изображена структурная, схема устройства для распознавания случайных процессов; на фиг.2 - структурная схема блока вычисления порога на фиг.З - структурная схема блока вычисления обратной вероятностной функции.

Устройство для распознавания случайных процессов (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 формирователи импульса, первый 3 и второй 4 счетчики, регистр 5 сдвига, регистр 6, блок 7 вычисления ранга, блок 8 деления , блок 9 вычисления обратной вероятностной функции, первый ключ 10, рециркуляционный накопитель 11, второй ключ 12, пороговый блок 13, блок 14 синхронизации, блок 15 текущего усреднения, блок 16 вычисления порога,

Блок вычисления порога состоит из,перемножителя 17 и элемента 18 вычисления обратной вероятностной функции.

Блок вычисления обратной вероятностной функции содержит группу элементов 19 возведения в степень, группу перемножителей 20, группу делителей 2 Г, группу сумматоров 22, группу элементов 23 сравнения, сумматор 24 и элемент 25 вычитания.

Вид локально наиболее мощного рангового алгоритма в классе линейных алгоритмов при различении двух выборок по сдвигу с закоцом распределения f(x) определяется выражением

(U)

(x Uj; (4)

7 - параметр, по которому различаются функции распределения выборок при гипотезе Hg и альтенативе

К - критическая область .критерия, которая выбирается из условия

И

P(S/H0fe

к);

(5)

Ы-- заданный уровень зависимости;

И01 - гипотезы об идентичности и различии функций распределения выборки;

N - число циклов измерений;

М - число элементов шумовой выборки.

Тогда для случая выборок с пуас- соновскими законами распределение

Опорного процесса

«„.:Ј-.-.,

(6)

распределение исследуемого процесса

(fln+ TO -(n+lrt

П,

(7)

/in

П - ПП

Л- и --.

и

Ъп. W

35

Cf(n) - 1 - -- An

(9)

С учетом того, что прибавление константы и умножение на константу не влияет на качество тестовой статистики, получают из (1)

Af- (-EL,i . и + 1 н

| HO

К;. (10)

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах распознавания дискретных случайных процессов. Цель изобретения - повышение достонерности распознавания. Устройство содержит два формирователя импульса 1 и 2, два счетчика 3 и 4, регистр 5 сдвига, регистр 6, блок вычисления ранга 7, блок 8 деления, блок 9 вычисления обратной вероятностной функции, два ключа 10 и 12, рециркуляционный накопитель 11, пороговый блок 13, блок 14 синхронизации, блок 15 текущего усреднения, блок 16 вычисления порога. Повышение достоверности распознавания при различении стохастических пуассоновских процессов достигается путем использования рангового алгоритма, позволяющего вычислять порог, близкий к оптимальному. 3 ил. (Л

NHi

S 1EL an(Rj, f) К

i IИ0

(О

где

ап ггггЬ

-f ( (U))

- 1(рт7(и))

(2) (3)

U U «Ь 1;

F(n)

An

Ге

(11)

0

Ah - среднее значение опорного процесса.

Устройство для распознавания случайных процессов работает следующим образом.

Исследуемый процесс через формирователь 1 импульса поступает на счетчик 3. Второй -исследуемый (опорный) процесс через второй формирова

, соответствующий

R;

М + 1

), который в параллельном

516

тель 2 импульса поступает на счетчик 4. При поступлении первого тактового импульса с блока 14 на тактовый вход регистра 5, сдвига сигнал с выхода счетчика 4 заполняет первый регистр регистра 5 сдвига. При поступлении каждого из последующих М импульсов на тактовый вход регистра сдвига происходит считывание числа с счетчика 4.и запись его в первый региатр регистра 5 сдвига, после перезаписи хранящейся в нем информации - во второй регистр, из второго в третий и т.д.

Сигнал, представляющий число в параллельном коде с разрядного выход счетчика 3 через регистр 6 поступает на первый вход блока 7 вычисления ранга, на остальные М входов которого поданы сигналы с соответствующих выходов регистра 5 сдвига.

При этом в регистр 5 сдвига записывается до включения устройства априорная информация об опорном процессе, которая уточняется далее в процессе работы.

Па выходе блока 9 формируется гиг нал. соответствующий величине

коде подается на информационный вход ключа 10, на управляющий вход которого подаются синхронизирующие нмпуль- сы с выхода блока 14, и затем информационный сигнал поступает на рециркуляционный накопитель 19, где накапливается информация за N циклов

N 1 R, измерений F () По окончаi i

нии 11-го цикла измерения выдается сигнал с выхода блока 14, по которому информационный сигнал в параллельном коде проходит на пороговый блок 13, а также после задержки обнуляется рециркуляционный накопитель 11.

В блоке 13 вырабатывается решение об идентичности (Н0) или различии (И.) функций распределения выборок на основании информационного сигнала а пороговым по алгоритму (10). Пороговый сигнал К поступает в параллельном коде с блока вычисления порога 16, где формируется из условия обеспечения заданного уровня значимости оЈ t

P( ; К)ё 6(,

(12)

В блоке 16 вычисления порога производится умножение величины о(п на N в перемножителе 17 и далее вычисление текущего значения порога К в элементе 18 вычисления обратной вероятностной функции с использованием постоянных коэффициентов 2,

-Ь R

+ 1

...,R, 1 -,

которые задаются по второму входу задания весовых коэффициентов устройства.

Блок 9 вычисления обратной вероятностной функции (фнг.З) работает следующим образом.

Информационный сигнал в параллельном коде подается на i-ходы элементов 19 группы, на выходах которых получаются сигналы Ffl , fl 7l« соответственно.Сигналы ftn, ... , перемножаются с сигналом в перемножнтелях 20 соответст - пенно, после чего в делителе 21 форfln -ft. bl -fln мнруются сигналы -j- е , n e

п -fln

., --- е соответственно. В сумматорах 22 формируются суммы F,

но, которые подаются на первые входы

элементов 23 сравнения. На вторые входы элементов 23 сравнения подаП1ьтгся сигналы и производится

сравнение по алгоритму

(

Рм

м + Т

(13)

F

R; ff + Т

i 0,...,T (14)

Далее количество единиц подсчитывается в сумматоре 24 и вычитается н элементе 25 вычитания из величины (Т-И). Эта разность принимается за

.величину, соответствующую обратной вероятностной функции F (

Элемент 18 вычисления обратной вероятностной функции блока 16 работает аналогичным образом. Отличие состоит в том, что входным информационным сигналом является сигнал N- Ay,, сравнение по алгоритму (13) производится с сигналом 1 -фЈ, а на выходе формируется текущее значение порога К. Значения величины Т должно соответствовать величинам L для блока 9 и R для элемента 18, которые выбираются с учетом ожидаемого среднего значения опорного процесса и требуемой точности вычислений.

Формула изобретения

Устройство для распознавания случайных процессов, содержащее два ключа, два счетчика, регистр и блок синхронизации, первый выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, отл и-чающееся тем, что, с целью повышения достоверности распознавания, в него введены два формирователя импульса, регистр с двига, блок вычисления ранга, блок деления, блок вычисления обратной вероятностной функции, рециркуляционный накопитель, пороговый

10

15

20

25

30

задания величины (№-1), где М - число элементов выборки случайного сигнала, устройства, выход блока деления подключен к первому информационному входу блока вычисления обратной вероятностной функции, выход которого соединен с информационным входом первого ключа, выход которого соединен с информационным входом рециркуляцион ного накопителя, выход которого подключен к информационному входу второго ключа, выход которого соединен с информационным входом порогового блока, выход коюрого является выходом устройства, выход второго формирователя импульса соединен с счетным входом второго счетчика, выход которого подключен к информационному входу регистра сдвига, j-й выход которого (j 1,11) соединен с Ц+1)-м информационным входом блока вычиспения ранга и с j-м информационным входом блока текущего усреднения (j + + 1)-й информационный вход которого является входом задания величины (И-1) устройства, выход блока текущего усреднения соединен с вторым инфор мационным входом блока вычисления обратной вероятностной функции и с первым информационным входом блока вычисления порога, выход которого подключен к входу задания порога порогового блока, третий информационный вход блока вычисления обратной

блок, блок текущего усреднения и блок 35 BepOHTHOCTnof, функции и второй инфорвычисления порога, причем входы первого и второго формирователей импуль- сц являются соответственно информационными входами исследуемого и опорного сигналов устройства, выход первого формирователя импульса подключен к счетному входу первого счетчика, разрядный выход которого соединен с информационным входом регистра, выход которого подключен к первому информационному входу блока вычисления ранга, выход которого соединен с входом делимого блока деления, вход делителя которого является входом

0

5

0

25

30

задания величины (№-1), где М - число элементов выборки случайного сигнала, устройства, выход блока деления подключен к первому информационному входу блока вычисления обратной вероятностной функции, выход которого соединен с информационным входом первого ключа, выход которого соединен с информационным входом рециркуляционного накопителя, выход которого подключен к информационному входу второго ключа, выход которого соединен с информационным входом порогового блока, выход коюрого является выходом устройства, выход второго формирователя импульса соединен с счетным входом второго счетчика, выход которого подключен к информационному входу регистра сдвига, j-й выход которого (j 1,11) соединен с Ц+1)-м информационным входом блока вычиспения ранга и с j-м информационным входом блока текущего усреднения (j + + 1)-й информационный вход которого является входом задания величины (И-1) устройства, выход блока текущего усреднения соединен с вторым информационным входом блока вычисления обратной вероятностной функции и с первым информационным входом блока вычисления порога, выход которого подключен к входу задания порога порогового блока, третий информационный вход блока вычисления обратной

35 BepOHTHOCTnof, функции и второй инфор

мационный вход блока вычисления порога являются соответственно первым и вторым входами задания весовых коэффициентов устройства, второй выход блока синхронизации подключен к управляющему входу второго ключа,третий выход блока синхронизации подключен к входу сброса рециркуляционного накопителя, четвертый выход блока синхронизации соединен с входами сброса первого и второго счетчиков, пятый выход блока синхронизации соединен с тактовыми входами регистра и регистра сдвиг а.

/V

х

АХ

2 I, /,г

0иг.2