Лектронная обучаемая система

Лектронная обучаемая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

бабп.ас «еаза

О САН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

278229

Фвва Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42m3, 15/46

21@, 39/00

Заявлено 31.1.1969 (№ 1307810/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05Л 111.1970. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 5.XI.1970

МПК б 06f 15/46

Н 03k 19/14

УДК 681.325.65:621,383 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Заявитель

3. И. Крупицкий, Л. П. Карпов и О. М. Зюзин

Ленинградский электротехнический институт связи имени проф.

М. А. Бонч-Бруевича

ОПТИКОЭЛЕКТРОННАЯ ОБУЧАЕМАЯ СИСТЕМА

Предложенная оптикоэлектропная 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 мол ет быть применена для распознавания акустических сигналов речевых команд, гидроакустических сигналов, радиолокационных сигналов, сигналов систем свя- 10 зи и др.

В основу распознавания сигналов может быть положен следующий принцип: первоначально формируется амплитудно-частотный кратковременный спектр (или «текущий 15 спектр») сигнала А(в,t), определяемый в оощем случае выражением т2

А (в, t) = ) и (т) lг (о, t, т) дт (1)

t, 20 где и(т) — распознаваемый сигнал длительности;

k(oi,t,т) — ядро преобразования сигнала в спектр альную функцию;

4, 4 — моменты начала и окончания сигнала.

Затем ведется распознавание спектральных функций А (тт, t) методом двумерных моментов, которые используются в качестве так называемых признаков опознаваемого объекта. 30

С этой целью вычисляются моменты m u формуле

m = 0 А (со, 1) <р„(о, t) do>dt; А = 1,2... N, (2)

s где V (а, 1) — выбранные заранее функции;

s — область интегрирования, и далее обрабатываются в соответствии с принятым алгоритмом распознавания. Возможность обучения определяется выбором соответствующей логики обработки чисел m и использованием так называемой «тренировочной выборки» опознаваемых сигналов.

Известно электронное обучаемое устройство распознавания сигналов, реализующее принцип распознавания с использованием двумерных моментов амплитудного «кратковременного спектра» в качестве признаков входного сигнала, содержащее блок формирования «кратковременного спектра». специализированную 3ВМ и блок управления.

Для решения рассматриваемой задачи в таком устройстве требуются машины с колоссальной памятью и быстродействием, что делает нереальным использование подобных систем в большинстве практических приложений.

Предложенная система отличается тем, что в ней к выходу блока формирования «кратковременного спектра» подключено устройствО

278229 генерации светового потока, модулированного

«кратковременным спектром» распознаваемого сигнала, после которого расположен многоканальный оптический коррелятор с электрическим выходом, пропорциональным двумерному моменту кратковременного амплитудного спектра, связанный с электронной вычислительной машиной.

Это позволяет упростить систему и повысить оперативность распознавания сигналов.

Использование оптического вычислителя моментов m требует предварительного преобразования частотно-временной функции А (а, 1) в «видеограмму сигнала», т. е. пространственную функцию распределения яркости (либо амплитуд) светового потока F (x, ó) .

F(x,у) =F А(ах, Pg), где Р— максимальная интенсивность (либо амплитуда) светового потока (здесь принято, что макс. А(ь,t) =

=1); а и P — масштабные множители.

Это преобразование может быть осуществлено с помощью известных электронных моду- 25 ляторов или генераторов света (обычные ЭЛТ со щелочно-галлоидными кристаллами, устройства термопластической записи изображений, ультразвуковые модуляторы и др.).

Для определения моментов могут быть ис- 30 пользованы оптико-электронные многоканальные корреляторы, использующие как когерентный, так и некогерентный свет.

На чертеже изображена блок-схема предложенной системы, содержащая блок преобра- 35 зования распознаваемого сигнала в сигналы, соответствующие «кратковременному спектру» (блок формирования «кратковременного спектра) 1; блок модуляции светового потока 2; многоканальный оптический коррелятор 8; 40 специализированную электронную вычислительную машину (ЭВМ) 4, источник света 5; блок управления б, Распознаваемый сигнал и(t) поступает на вход блока формирования «кратковременного 45 спектра» А(о,t) и преобразования его в соответствующие электрические сигналы 1. Это устройство обычно состоит из группы параллельно включенных полосовых фильтров с детекторами и интеграторами на выходах элект- 50 ронного коммутатора, с выхода которого снимаются сигналы, несущие информацию об амплитудном спектре А (к, t). Далее сигналы подаются на вход модулятора света 2, где обеспечивается амплитудная пространственная мо- 55 дуляция однородного светового потока, поступающего от источника б по закону

F (x, у) = F А (ах, у). (Это означает, что интенсивность выходного светового потока будет функцией координат х и у, отсчитываемых в 60 плоскости, перпендикулярной направлению распространения света). B частном случае модулятор и источник света могут составлять единое устройство генерации пространственно модулированного светового потока (например, 65 обычная ЭЛТ с яркостной модуляцией). Процесс пространственной модуляции происходит во времени. Поэтому дальнейшая обработка светового потока в многоканальном корреляторе 8 начинается лишь после того, как закончится пространственная модуляция по всему поперечному сечению светового потока. В оптическом корреляторе входной световой поток подвергается таким преобразованиям, в результате которых в определенных точках выходной апертуры амплитуда света оказывается пропорциональной величинам:

Д F (х,y) ср„(ах, Py) dxdg = в

= — " Д А ((о, t) p(, (и, t) d(ddt = — т .

«3 а где D — входная апертура коррелятора, (Некоторые принципы создания подобных устройств описаны). Токи, поступающие с выходов фотоэлектрических преобразователеи, установлсппых в упомянутых точках выходной апертуры, будут также пропорциональны величинам m„. Эти токи поступают далее па вход ЭВМ 4. В машине входные аналоговые величины преобразуются в дискретные, и над ними производится комплекс арифметических операций в соответствии с принятым алгоритмом обучения и распознавания. По окончании цикла обработки входных сигналов машина выдает решение о принадлежности распознаваемого сигнала к одному из возможных классов, Блок управления 6 необходим для согласования действия всех элементов предлагаемого устройства во времени. В блоке вырабатываются электрические сигналы, управляющие работой устройств 1, 2, 8, 4.

Предмет изобретения

Оптикоэлектронная обучаемая система для распознавания сигналов, например, акустических, радиолокационных, в качестве признаков входного сигнала которой служат двумер ные моменты амплитудного «кратковременного спектра», содержащая блок формирования

«кратковремепного спектра», специализированную электронную вычислительную машину и блок управления, отличаюи аяся тем, что, с цслью упрощения системы и повышения оперативности, в ней к выходу блока формирования «кратковременного спектра» подключено устройство генерации светового потока, модулированного «кратковременным спектром» распознаваемого сигнала, связанное с многоканальным оптическим коррелятором с электрическими выходами, пропорциональнымидвумерным моментам кратковременного амплитудного спектра, связанными с электронной вычислительной машиной.

278229

Составитель В. Н. Горелова

Редактор А. Глинков Техред А. А, Камышникова Корректор А. П. Васильева

Заказ 3207/l4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2