ЛЕКТРОННАЯ ОБУЧАЕМАЯ СИСТЕМА Советский патент 1970 года по МПК G06F3/00 

Предложенная онтикоэлектронная обучаемая система относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использована для автоматического распознавания сигналов различной природы, предварительно преобразованных в электрические. В частности, она может быть применена дляраспозпавапия акустических сигналов речевых команд, гидроакустических сигналов, радиолокационных сигналов, сигналов систем связи и др. В основу распознавания сигналов может быть положен следующий принции: первоначально формируется амплитудно-частотный кратковремеиный спектр {или «текущий спектр) сигнала Л(оз, ), определяемый в общем случае выражением ft, A(ti),i) tt(r)k((i),t,%)di где и (т) - раснозиаваемый сигнал длительности;k((u,t,t) - ядро преобразования сигнала в спектральную функцию; 1, /2 - моменты начала и окончания С этой целью вычисляются моменты т п формуле ((S),t)(f,,(K),t)d&dt-, k,2...N, (2) 5 где фд,(со, ) - выбранные заранее функции; S - область интегрирования, и далее обрабатываются в соответствии с принятым алгоритмом распознавания. Возможиость обучения определяется выбором соответствующей логики обработки чисел т/ и использованием так называемой «тренировочной выборки опознаваемых сигналов. Известно электронное обучаемое устройство раснознавания сигналов, реализующее принцип распознавания с использованием двумерных моментов амплитудного «кратковременного снектра в качестве нризнаков входного сигнала, содержащее блок формирования «кратковременного спектра, специализированную ЭВМ и блок управления. Для рещения рассматриваемоя задачи в таком устройстве требуются машины с колоссальной памятью и быстродействием, что делает переальным использование подобных систем в большинстве практических приложений. генерации светового потока, модулированного «кратковременным спектром распознаваемого сигнала, после которого распололсен многоканальный оптический коррелятор с электрическим выходом, пропорциональным двумерному моменту кратковременного амплитудного спектра, связанный с электронной вычислительной машипой. Это позволяет упростить систему и повысить оперативность распознавания сигналов. Использование оптического вычислителя моментов т требует предварительного нреобразования частотно-временной функции А (со, t) в «видеограмму сигнала, т. е. нространственную функцию распределения яркости (либо амплитуд) светового потока F(x,y). F(x,y)(ax,y), где F - максимальная интенсивность (либо амплитуда) светового потока (здесь принято, что макс. А (со,г) аир- - масштабные множители. Это преобразование быть осуществлено с помощью известных электронных модуляторов или генераторов света (обычные ЭЛТ со щелочно-галлоидпыми кристаллами, устройства термопластической записи изображений, ультразвуковые модуляторы и др.). Для определения моментов могут быть использованы оптико-электронные многоканальные корреляторы, использующие как когерентный, так и некогерентный свет. На чертел ;е изображена блок-схема предлолсенной системы, содержащая блок преобразования распознаваемого сигнала в сигналы, соответствующие «кратковременному спектру (блок формирования «кратковременного спектра) /; блок модуляции светового потока 2.; многоканальный оптический коррелятор 3; специализированную электронную вычислительную мащину (ЭВМ) 4, источник света 5; блок управления 6. Распознаваемый сигнал u(t) поступает на вход блока формирования «кратковременного спектра Л(со, ) и преобразования его в соответствующие электрические сигналы /. Это устройство обычно состоит из группы параллельно включенных полосовых фильтров с детекторами и интеграторами на выходах электронного коммутатора, с выхода которого снимаются сигналы, несущие информацию об амплитудном спектре А (со, t). Далее сигналы подаются на вход модулятора света 2, где обеспечивается амплитудная пространственная модуляция однородного светового потока, поступающего от источника 6 по закону F(x,y)(ax,y). (Это означает, что интенсивность выходного светового потока будет функцией координат х и у, отсчитываемых в плоскости, перпендикулярной направлению распространения света). В частном случае модулятор и источник света могут с;оставлять единое устройство генерации прострапственно модулированного светового потока (например. обычная ЭЛТ с яркостной модуляцией). Процесс пространственной модуляции происходит во времени. Поэтому дальнейщая обработка светового потока в многоканальном корреляторе 3 начинается лищь носле того, как закончится пространственная модуляция по всему поперечпому сечению светового потока. В оптическом корреляторе входной световой поток подвергается таким преобразованиям, в результате которых в определенных точках выходной апертуры амплитуда света оказывается пропорциопальпой величинам: иР()k(ax, рг/)dxdy-о;f I/l («, ОФЛ«. О АоЛ m, . где D - входная апертура коррелятора. (Некоторые принципы создапия подобных устройств описаны). Токи, поступающие с выходов фотоэлектрических преобразователей, установленных в упомянутых точках выходной апертуры, будут пропорциональны величинам т/. Эти токи поступают лалее на вход ЭВМ 4. В мащине входные аналоговые величины преобразуются в дискретные, и иад ними производится комнлекс арифметических операций в соответствии с принятым алгоритмом обучения и распознавания. По окончании цикла обработки входных сигналов мащина выдает рещение о нринадлел ности распознаваемого сигнала к одному из возмоЛСных классов. Блок управления 6 необходим для согласования действия всех элементов нредлагаемого устройства во времени. В блоке вырабатываются электрические сигналы, управляющие работой устройств /, 2, 3, 4. Предмет изобретения Оптикоэлектронная обучаемая система для распознавания сигналов, например, акустнческих, радиолокационных, в качестве нризнаков входного сигнала котброй двумерные моменты амнлитудного «кратковременного спектра, содерл ащая блок формирования «кратковременного спектра, специализированную электронную вычислительную мащину и блок управления, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы и повышения онеративностн, в ней к выходу блока формирования «кратковременного спектра подключено устройство генерации светового потока, модулированного «кратковременным снектром распознаваемого сигнала, связанное с многоканальным оптическим коррелятором с электрическими выходами, пропорциональными двумерным моментам кратковременного амплитудного спектра, связанными с электронной

Вход

Выход