Устройство для распознавания образов Советский патент 1982 года по МПК G06K9/46 

(Б ) УСТРОЙСТВО для РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

1

Изобретение относится к технической кибернетике и предназначено для распознавания образов и может быть использовано в медицинской, геологической и технической диагностике, в АСУ, при разработке читающих и других узнающих автоматов, при создании искусственного интеллекта.

Известно устройство для распознавания образов, содержащее матрицу запоминающих узлов, одни входы которых являются входами устройства, а другие подключены к соответствующим разделительным элементам 1 J.

Недостаток данного устройства состоит в его невысокой надежности распознавания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее матрицу запоминающих узлов, выполненных в виде последовательно соединенных групп преобразующих, усилительных и запоминающих элементов, и источник переменного напряжения 2

Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокой надежностью распознавания устройства.

Цель изобретения - повышение точности распознавания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем матрицу , запоминающих узлов, одни входы которых являются входами устройства, а другие подключены к соответствующим разделительным элементам групп, и источник переменного напряжения, выход ,j источника переменного напряжения соединен с разделительными элементами первой группы, а выходы запоминающих узлов подключены к соответствующим разделительным элементам остальных 20 групп.

При этом каждый запоминающий узел содержит первую группу выпрямительных элементов, входы которых являются входами узла, а выходы соединены с

соответствующими резисторами группы и разделительными элементами, вторую группу выпрямительных элементов, аноды которых подключены к соответствующим разделительным элементам, а катоды соединены с выпрямительным элементом, анод которого подключен к первому ключу, соединенному с шиной нулевого потенциала, источник постоянного напряжения, подключенный k к соответствующим резисторам группы и разделительным элементам, третью группу выпрямительных элементов, катоды которых соединены с соответствующими разделительными элементами, а аноды подключены к второму ключу, соединенному с шиной нулевого потенциала, четвертую группу выпрямительных элементов, катоды которых подключены к соответствующим разделительзо ным элементам, а аноды соединены с р зистором, подключенным к шине нулевого потенциала, и с выходом узла. На фиг. 1 представлена ,блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 конструкция запоминающего узла. Устройство включает вертикальные входные шины 1, горизонтальные выход ные шины 2, запоминающие узлы 3 раз делительные элементы i.первой группы, выполненные, например, в виде конденсаторов, разделительные элемен ты 5 остальных групп, также выполнен ные в виде конденсаторов, и источник 6 переменного напряжения. Каждый запоминающий узел 3 содержит источник 7 постоянного напряжения , первую группу выпрямительных эл ментов 8, выполненных в виде симметричных диодов, вторую группу выпрями тельных элементов 9, выполненных в виде выпрямительных диодов, третью группу выпрямительных элементов 10, также выполненных .в виде выпрямитель ных диодов, четвертую группу выпрямительных элементов 11, выполненных в виде запоминающих твердофазных диодов, выпрямительный элемент 12, выпопненный в виде интегрирующего (запоминающего) диода, первый 13 и второй И ключи, группу последовательно соединенных регисторов 15 резистор 16 и разделительные элементы 17, выполненные в виде конденсаторов. Устройство работает следующим образом. В режиме Обучение при подаче на шину 1 постоянного напряжения,

величина которого пропорциональна значению признака запоминаемого образа, в зависимости от величины этого напряжения открывается один из элементов 8 и переменное напряжение от источника 6 (с амплитудой в десятые доли, вольта) через конденсатор (5, открытый элемент 8 и соответствующий конденсатор 17 попадает на анод выпрямительного элемента Э и катод запоминающего элемента 11. При этом положительная полуволна переменного напряжения проходит через элемент 12 и ключ 13 на землю,

а отрицательная - через элемент 11 и резистор 16 на землю. При этом на катоде элемента 11 откладывается определенное количество металла из раствора, так как ток течет определенное заданное время. При запоминаНИИ следующего результата измерения данного признака данного образа, являющегося случайной величиной, открывается другой диод 8, и металл откладывается на катоде другого элемента 11. По окончании режима обучения на элементах 11 вырастают нити металла, длина которых (а значит, и электропроводность элементов 11) соответствует статистическому распределению данного признака запоминаемого образа. По мере обучения катод элемента 12 растворяется и электропроводность его соответственно снижается с таким расчетом, что после запоминания ячейкой заданного количества измерений признака (например нескольких сотен) обучение данного узла 3 автоматически прекращается. При отсутствии элемента 12 и неограниченном обучении электропроводность всех элементов 11 становится в конце концов одинаковой (минимальной). С помощью элемента 12 узел 3 защищен от переобучения. При необходимости внести исправления, коррекцию в память узла 3 ключ 13 становится в положение Работа, а ключ 1 - в положение Коррекция, При этом отключаются элементы Э, включаются элементы 10 и на запоминающие элементы 11 подается положительная полуволна переменного напряжения. Происходит процесс стирания информации, т. 6. растворение металла на катоде соответствующего диода П, В положении Работа ключи 13 и I находятся в разомкнутом состоянии И переменное напряжение от источника 6 проходит через элементы k, 8, 17 и 11 на выход запоминающего узла 3 Режимы Обучение, Работа и Коррекция могут чередоваться произволь но, что создает гибкость при использовании устройства. При работе всего устройства в целом переменное напряжение считывания от источника 6 подается одновременно на все горизонтальные шины 2, а на вертикальные шины 1 подаются сигналы признаков распознаваемого образа. Напряжение считывания, проходя по горизонтальным шинам 2, ослабляется в каждом узле 3 в зависимости от степени несовпадения входной информации с информацией, накопленной узлами 3 каждой горизонтальной шины 2. Происходит перемножение совпадений каждого признака и на выходе каждой шины 2 появляется общий мультипликативный сигнал совпадения, который может быть подан на пороговые элементы, исполнительные устройства и т. п. в зависимости от конкретного применения устройства. Ключи 13 и 1f мопут управляться автоматически от других аналогичных распознающих устройств, включенных на более высоком уровне в систему типа искусственный интеллект. Устройство может быть изготовлено как из отдельных дискретных элементов, так и в виде сплошного, непрерывного блока. Во втором случае резисторы 15 выполняются в виде сплошного напыленного на твердый диэлектрик слоя инертного металла, а электромеханические элементы 8-11 и элементы 17 (электролитические) - в виде сплошных электродов определенной формы и размеров (у выпрямительных диодов размеры электродов разные, .например, стержень, расположенный коаксиально внутри цилиндра, у симме ричных - одинаковые). При уменьшении размеров электродов и межэлектродных :расстояний одновременно со снижением габаритов устройства повышается его быстродействие. Емкость памяти одного запоминающе го узла можно рассчитать, приняв во внимание, что она заменяет двумерное запоминающее устройство с числом гра даций по обеим координатам 10-100. Таким образом, ее емкость составляет бит. Учитывая, что считывани информации производится непосредственно под действием входного сигнала без применения процессоров и систем адресации (ассоциативный принцип работы), предлагаемое устройство имеет значительные преимущества перед ЭЦВМ при решении задач распознавания как по удобству обслуживания (исключается процесс программирования), так и по стоимости (устройство минимум на порядок дешевле ЭЦВМ с теми же возможностями) . Формула изобретения Устройство для распознавания образов, содержащее матрицу запомина- . Ющих узлов, одни входы которых являются входами устройства, а другие подключены к соответствующим разделительным элементам групп, и источник переменного напряжения, О:Т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности распознавания, в нем выход источника переменного напряжения соединен с разделительными элементами первой группы, а выходы запоминающих узлов подключены к соответствующим разделительным элементам остальных групп. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый запоминающий узел содержит первую группу выпрямительных элементов, входы которых являются входами узла, а выходы соединены с соответствующими резисторами групп и разделительными элементами, вторую группу выпрямительных элементов, аноды которых подключены к соответствующим разделитель-, ным элементам, а катоды соединены с выпрямительным элементом, анод которого подключен к первому ключу, соединенному с шиной нулевого потенциала, источник постоянного напряжения, подключенный к соответствующим резисторам группы и разделительным элементам, третью группу выпрямительных элементов, катоды которых соединены с соответствующими разделительными элементами, а аноды подключены к второму ключу, соединенному с шиной нулевого потенциала, четвертую группу выпрямительных элементов, катоды которых подключены с соответствующим разделительным элементам, а аноды соединены с резистором, подключенным

79401898

к шине нулевого потенциала, и с выхо- 1. Штейнбух К. Автомат и человек дом узла. Советское радио, 19б7. 2 7-282.

Источники информации,2. Патент Великобритании № 1427519

принятые во внимание при экспертизе кл. G R, опублик, 1976.