Способ определения признаков случайных процессов Советский патент 1975 года по МПК G06F17/18 G06G7/52 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания классификаторов сигналов и излучаюитх их объектов.

Известен способ определения признаков случайных процессов путем измерения через определенные интервалы времени мгновенных спектров реализаций исследуемого про.цесса, сравнения измеренных мгновенных спектров с эталонными и определения г-исто- граммы мгновенных спектров.

Определяемые признаки представляющие собой вероятности встречаемости в исследуемом процессе мгновенных спектров той И/П1 иной конфигурации, недостаточно информативны при решении задач классификации ;и идентификации сигналов, отличных от реализаций стационарных гауссовых случайных процессов.

Кроме того, реализация такого способа связана с трудно поддающейся метрологической оценке операцией сравнения мгновенных спектров с некоторыми эталонными спектрами.

Целью изобретения является увеличение

2

информативности признаков исследуемог о процесса. .

По предлагаемому способу исследуемый сигнал пропускают через параллельно включенные фильтры, в каждом канале (фильтре выделяют огибающую, определяют максимумы огибающих, в моменты появления макс мумов огибающих формируют стандартные по форме (т, е. по амплитуде и по длительности) импульсы обеих полярностей, в каждом канале определяют средний период импульсов и импульсы отрицательной полярности задерживают на время, равное части измеренного периода, для каждой пары каналов формируют две последовательности знакопеременных импульсов, суммируя последовательность положительных импульсов одного канала с последовательностью исходных и задержанных отрицательных импульсов другого канала. Далее каждый импульс обеих последовательностей расширяют до очередного импульса обратной полярносфи, расположенного в том же канале, определяют среднюю длительность ренных импульсов в каждой последовательности и выделяют заданное число наибольших по длительности импульсов.. Способ может быть осуществлен с помощью устройства, блок-схема которого представлена на чертеже. Исследуемый сигнал х; подключается к блоку 1 выделения огибающих, содержащему Ух параллельных цепей фильтр - детекторинтегратор. С П, выходов первого блока огибающие хМк-1,2,... tl ) подаются на tV входов блока 2 определения максимумов огибающих, также имеющего К, выхо дов. В каждом из Н каналов блока 2 соответствующая огибающая проходит на выход, если она в данный момент по уровню больше огибающих во всех смежных каналах, в про тивном случае напряжение огибающей на выходе канала равно нулю. Выход каждого из tl/ каналов блока определения максиму мов огибающих подключен одновременно к одному из ( tl - 1) входов измерительно го блока 3 (первый канал к этому блоку не подключен) и к одному из ft входов формирующего блока 4. В измерительном блоке 3 в каждом из (Н - 1) каналов измеряется среднее значение, периода входны импульсов, соответствующих максимумам той или иной огибающей, а в формирующем блоке 4 каждый входной импульс в каждом канале, кроме первого и последнего, преобразуется в пару стандартных по форме (т. е по амплитуде и по длительности) импульсов разной полярности: + у ( t ), к 2, 3,...(П-1) в первом канале образуют стандартные импул сы только положительной полярности, а в последнем - отрицательной. Блок задержки каналов имеет 2 (t - 1) входов и { VL - 1) выходрв и состоит из {П- каналов с управляемой задержкой. Каждый из (n-l) управляемых входов блока задержки 5 соединен с одним из (tl- 1) выходов измерительного блока 3, а вход каждого из каналов с управляемой задержкой блока задержки 5 соединен с со ответствующим выходом импульсов отрицательной полярности формирующего блока 4. При этом последовательности отрицательны импульсов -у (t) (к 2, 3tl) в бло ке задержки 5 преобразуются последовател ности таких же, но задержанных импульсов - у (t -OSTK) (к 2,3П.), где Тк среднее измеренное значение периода импульсов в к -том канале и Q : Суммирующий блок 6 имеет 3 (tX 1) входов и Л, (ii - 1) выходов. Входы суммирующего блока 6 соединены с 2(tV-l) выходами формирующего блока 4, по которым на суммирующий блок 6 поступают последовательности импульсов разной полярности: . + yi(t), -y(t). ). .:3 .... (tl-1), и с (tV -1) выходами блока задержки 5, по которым на суммарный блок 6 поступают преобразованные (задержанные) последовательности отрицательных импуль°s- у (t-CAT ), к 2, 3,....П К к На YI (tl-l) выходах суммирующего блока 6 формируются, соответственно, П, (п-1) импульсных последовательностей ,H-Ct),.i-, Ul,u,..Ali-i),2,..in-l): /) (ATj,). Каждый из tl (tt-l) выходов суммирующего блока 6 соединяется с одним из Н (tt-l) входов формирующего блока 7. В формирующем блоке 7 каждый импульс каждой последовательности l l.-t) зависимо от импульсов в других последовательностях расширяется до появления в той же последовательности очередного импульса обратной полярности, если последний появляется не позже чей через У сек, и не расширяется в .прОТйвном случае. Подобное расширение импульсов обеих полярностей легко реализуется с помощью типовой схемы, содержащей, например, два ждущих мультивибратора, две схемы совпадений и одну-линию задержки на Q сек.I Выходы каждого их ) каналов формирующего блока 7 подключаются ко входу одного из tl (Vt-l) идентичных интеграторов измерительного блока 8, осуществляющих измерение напряжений UjortT). пропорциональных длительностям расширенных импульсов ( с учетом полярности импульсов) в последовательностях где Т - интервал Hci6juc Aoiuja. Все irL(tl-l) выходов измерительного блока 8 подключены соответственно к такому же числу входов блока 9 выделе1шя максимальных напряжений, в котором по команде оператора происходит выборка заданного

-:-5

числа наибольших по абсолютной величине напряжений, пропорциональных средним длительностям импульсов в соответствующих каналах из всего множества tl (fl-i) нап-ч

ряжений tl (т), снимаемых с выходов / LJU

соответствующих интеграторов измерительного блока 8,

Таким образом выявляется структура исследуемого сигнала, связанная с характером (т. е. упорядоченностью и направленностью ; в среднем) различных частотных модуляций,

По известному способу,, основанному на ; анализе статистики мгновенных спектров, измеряемых с тем или иным временем ус- ; реднения, частотные модуляции, аналогичные ошхсываемым, нивелируются.

Определяемые признаки характеризуют при достаточно большом времени анализа и степень близости исследуемого -сигнала к реализации некоторого стационарного гауссова шума (т. е. несут в себе информацию о стационарности и нормальности сигнала )у в то время как по известному способу дажо; при наличии на входе одного станционарно- го гауссова шума будет фиксироваться некоторая гистограмма мгновенных спектров.

Предмет изобретения,

Способ определения признаков случайных i

51 процессов путем фильтрации сигналов, выде-. ления огибающих сигналов, определения их максимумов и формированиястандартных , . импульсов обеих полярностей в момент по-

I i

: явления максимумов огибающих, о т л и ч ; ч а ю щ и и с я тем, что,р целью увели-, :чеш1я информативности признакор исследуе1МЫХ процессов, определяют гданй лериод |Шу|пуяьсоа, импульсы оприцательной полярно|Сти задерживают на время, равное части измеренного периода, формируют две последовательности знакопеременных импульсов, суммируя последовательность положительных импульсов с последовательностью исходных и задержанных отрицательных импульсов, каждый импульс обеих последовательностей :расширяют до очередного импульса обратной полярности, определяют среднюю длитель ность расширенных импульсов в каждой попоследовательности и вьщеляют заданное

5 число наибольших по длительности импуль-, сов.