Классификатор случайных процессов Советский патент 1979 года по МПК G06K9/00 

(54) КЛАССИФИКАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ,

Изобретение .относится к области вычислительной техники и распознава НИИ образов и может быть использова- но для исследования и классификации случайных процессов, например, при настройке и безразборной отбраковке двигате.пей по шумам их работы, а .также в других задачах .технической и медицинской Диагностики и исследо.ваниях. Известны .устройства, предназначен ные для анализа случайных сигналов и диагностики {ij (2 j , однако они не решают задачу распознавания нестационарных процессов. Известны устройства для kлaccификации шумовых сигналов з, содержа щие блок выделения признаков/ сумматор, 6.ПОК ввода-вывода информации, первый выход которого соединен с первым входом блока обучения, последовательно включен-ные счетчик адреса дешифратор и блок памяти, блок венти лей и логические ЭJieмeнты ИЛИ. Использование в известном устройстве одних и тех Же элементов памяти как с целью накопления признаков, та и для корректировки весовых коэффициентов делает невозможной его работ в реальном масштабе времени при непрерывно поступающих на вход сигналах. . . . , Отсутствие в классификаторе режима ввода-вывода информативных признаков и весовыЕХ коэффициентов не позволяет его использовать для набора статис тики признакбв и -secoB с целйю изучения входных процесров и с.оставленйя таблиц долгосрочнсзго прогноза , а также вводить весовые коэффициенты с целью уменьшения времени обучения при наличии априорной информации о : классифицируемых сигналах:. Отсутствие вторичной обработки непрерывного потока ранений, принимаемых к.йассйфикаторОм, не позволяет вынести общее правильное решение в случае разрывности эходнглх процессов, когда расроэнаваемые сигнател, относящиеся к разным классам, перемещаются (например, в ходе анализа появляются силБН1ые длительные помехи). Кроме того, в этом устройстве отсутствует система контроля его работы. Указанные недостатки снижают достоверность классификации. Цель изобретения - повышение достоверности классификации случайных процессов. 8 Посзтавленная цель достигается тем .что в устройство введены последовательно соединенные с дешифратором блок канальных счетчиков и блок буферных регистров и последовательно включенные регистр сдвига и логический блок, выход которого соединен со вторым входом блока обучения, тре тий, вход которого подключен к выход блока памяти и одному из , входов .первого логического элемента ИЛИ, даурой вход которого соединен через блок вентилей с выходом счетчикаадреса, а выход чере сумматор - со входом регистра сдвига, первым входом блока ввода-вывода информации и четвертым входом блока обучения, пятый вход котор го подключен к выхо ду блока буферных регистров и втором ВХОДУ блока ввода-вывода информации, второй и третий выходы которого соед йены соответственно с одним из входов счетчика адреса , связанного с другими входами с выходом блока выделения признаков , и с выходом второго логического элемента ИЛИ, друго зход которого подключен к выходу блока обучения, а выход - к- одним .из входов ёлока памяти. На чертеже представлена структурная схема классификатора случайных процессов.. Устройство состоит.из блока 1 выделения признаков, счетчика 2 адреса дешифратора 3, блока 4 канальных счетчиков, блока 5 буферных регистро блока б ввода-вывода информации, блока 7 памяти, логических элементов ИЛИ 8 и 9, блока 10 вентилей, сумматора 11., регистра 12 сдвига, логического блока 13, блока 14 обучения, синхронизатора 15 и блока 16 у правления. Устройство работает следующим образом. В режиме регистрации признаков блок 1 выделяет соот.ветствующий параметр поступающего на его вход сигнала, относит текущее значение этого параметра к одному Из возможных подуровней (каналов системы) и задает номер (адрес) своим выходом на счетчике 2. Если за время цикла анализа TO значение выделенного параметра входного сигнала будет отнесено блоком 1 к i-му каналу раз, о-столько же раз в счетчике 2 будет записан код числа i , а значит с i -го выхода, дешифратора 3 на i -и счетчик блока 4 поступят X,- импульсов, В результате к концу Та в счетчиках 4 зафиксируется п составляющих X,- вектора - признака х , которйе перепишутся далее в регистры 5, счетчики 4 обнулятся. В следующем цикле анализа одновременно с на борЪйЯовых п риэнаков старые будут выведены блоком 6.. 7 В режиме ввода информации из блока /5 подаются} на счетчик 2 - коды адресов i , которые блок 3 возбуждают 1-е адресные шины блока 7 памяти, а на числовые входы блока 7 памяти через элемент 8 - коды весовых коэффициентов ct и порога ctо которые при этом запишутся в блок 7 по установленным адресам. Правильность установки адресов и записи чи- сел может быть проконтролирована передачей кодов адресов со счетчика 2 через вентили 10 либо кодов весов и порога из блока 7 памяти на блок 6через элемент 9 и сумматор 11, Аналогично может быть подсчитана и выведена контрольная сумма этих величин. Очевидно, что режим ввода не только позволяет использовать априорную информацию о классифицируемых процессах (благодаря вводу величин ot,- и Ыр / соответствующих условиям проведения анализа и выбранных из таблиц долгосрочного прогноза), но и осуществить контроль работы основных узлов классификатора перед началом анализа сигналов. В режиме классификации входных сигналов вычисляется значение разделяющей функции Т С)) по формуле Н(Т) .. Блоки 1, 2, и 3 работают как и врежиме реги трации признаков, а блок 7памяти подготовлен к считыванию информации. Если за время TQ на 1 -м выходе дешифратора 3 появятся X.J импульсов, то весоь ой коэффициент ot; будет считан из блока 7 памяти через элемент 9 в сумматор 11 ровно X.J раз. С учетом И-канальности системы к концу TQ в сумматоре 11 будет зафиксировано число: Zlct.jX.j . Для его сравнения с порогом из n+lго регистра блока 7 памяти считывается код при этом знаковый разряд сумматора 11 определяет результат сравнения. При наличии нескольких классов соответствующие пороги оСо t oio-, t последовательно считываются в сумматор 11. Предварительные решения поступают в конце каждого цикла на регистр 12. Блок 13 по характеру следования единиц и нулейв этом регистре выносит окончательное решение о принадлежности входного сигнала к одному из классов. В режиме обучения на вход блока 1 выделения признаков подается обучающая последовательность сигналов. При этом в конце каждого К-го цикла анализа в блок 14обучения из блока 6 поступает указание о принадлежности входного процесса к одному из классов, из узлов 11 и 13 - соответствующие решения классификатора, а из блоков 5 5 и 7 -признаки и текущие значения ct,- . На основании этой информации в блоке 14 вычисляются новые значения сзС, , .в К+1-ом ци ле анализа через элемент 8 записывгиотся в блок 7 памяти. В конце обучения коэффйц1 1енты oti и rfo чере узлы 9 и 11 выводятся из блока 7 памяти с помощью блока б ввода-выво да информации. Синхронизирующие сигналы (на чер теже не показаны), обеспечивающие тактирование отдельных элементов классификатора, поступают на их тактирующие входы из синхронизатора 15.Частоты этих- сигналов определиются кодами, задаваемыми на управляю адие входы синхронизатора с блока б. Управляющие сигналы (на чертеже не показаны), обеспечивающие выполнение последовательности всех необходимых операций по обработке инфор мации , во всех режимах работы классц фикатора, поступают на управляющие входы соответствующих узлов из блока 16.Режкмы его,работы задаютсяиз блока 6. Наличие в классификаторе блоков канальных счетчиков и буферных регистров делает возможной работу в ре альном масштабе времени . Включение регистра сдвига и логического блока позволяет осуществить вторичную обработку его предварительных решений Введение узлов и связей, обеспечи вающих контролируемый режим ввода-вы вода информативных признаков .и весовых коэффициентов, позволяет использовать устройство в качестве анализирующего, уменьшить время обучения и повысить надежность работы классификатора. В совокупности указанные факторы способствуют повышению досто верности классификации. 7 . Формула изобретения Классификатор случайных процессов, содержащий блок выделения признаков, сумматор, блок ввода-вывода информации, первый выход которого соединен с первым входом блока обучения, последовательно включенные счетчик адреса, дешифратор и блок памяти, блок вентилей и логические элементы ИЛИ, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности классификации, в него введены последовательно соединенные с дешифратором блок канальных счетчиков и блок буферных регистров и последовательно включенные регистр сдвига и логический блок, выход которого соединен со вторым входом блока обучения, третий вход которого подключен к выходу блока памяти и одному из входов первого логического элемента ИЛИ, другой вхОд которого соединен через блок вентилей с выходом счетчика адреса, а выход через сумматор - со входом регистра сдвига, первым вхо- . дом блока ввода-вывода информации, и четвертым входом блока обучения, пятый вход которого подключен к- выходу блока буферных регистров и второму входу блока ввода-вывода информации, второй и третий выходы которого соединены соответственно с одним из входов счетчика адреса, связанного другими входами с выходом блока выделения признаков, и с входом второго логического элемента ИЛИ, другой вход которого .подключен к выходу блока обучения, а выход - к одним из входов блока памяти. Источники- информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 317069, кл. G 06 К 9/-00, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 32.8468, кл. G 06 F 15/36, 1972. 3. Авторское свидетельство СССР № 306477, кл G 06 G 7/52, 1971.

F

W9

Выма