Классификатор случайных процессов

Классификатор случайных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапистичеекнх реснублин и1} 643917 (61} дополнительное к авт. свил-ву(22) ЗаЯвлено 18.06.75 (21) 2146205/18-24

606 К 9/00 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 250179. Бюллетень ¹ 3

{5З) УДК 621.391.19 (088.8) Дата опубликования описания 250179 лссс- .,-;„„,„

6 Т ." "

1т

Tc. . ; ", ; г, : "., с ;-.

1" (72) Авторы изобретения

А.И. Кундин и Л.В. Мирошенков

1

% . а.- (71) Заявитель (54) КЛАССИФИКАТОР СЛУЧАИНЫХ ПРОЦЕССОВ, Изобретение относится к области вычислительной техники и распознаванию образов и может быть использова» но для исследования и классификации случайных процессов, например, нри настройке и безразборной отбраковке. двигателей по шумам их работы, а .также s других задачах.технической и медицинской диагностики и исследо.ваниях.

Известны устройства, предназначенные для анализа случайных сигналов и диагностики (1,(2, однако они не решают задачу распознавания нестационарных процессов.

Й

Известны устройства для Классификации шумовых сигналов (3), содержащие 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.

Использование в известном устройстве одних и тех же элементов памяти как с целью накопления признаков, так и для корректировки весовых коэффициентов делает невозможной его работу в реальном масштабе времени при не2 прерывно поступающих на вход сигналах. отсутствие в классификаторе режима ввода-вывода информативных признаков и весовых коэффициентов не позволяет его испольэовать для набора статистики признаков и зесов с целью изучения входных процессов и составления таблиц долгосрочного прогноза, а также вводить весовые коэффициенты с целью уменьшения времени обучения

t при наличии априорной информации о классифицируемых сигналах .

Отсутствие вторичной обработки непрерывного потока решений, принимаемых классификатором, не позволяет вынести общее правильное решение в случае разрывности Входных процессов, когда распознаваемые сигналы, от» носящиеся к разным классам, перемещаются {например, в ходе анализа появляются сильные длительные помехи).

Кроме того, в этом устройстве отсутствует система контроля его работы.

Указанные недостатки снижают достоверность классификации.

Цель изобретения - повышение достоверности классификации случайных процессов °

643917 ф

Поставленная цель достигается тем, ;что в устройство введены последова тельно соединенные с дешифратором блок канальных счетчиКов и блок буферных регистров и последовательно включенные регистр сдвига и логический блок, выход которого соединен 5 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 10 блок вентилей с выходом счетчика. адреса, а выход через сумматор — со входом регистра сдвига, первым входом блока ввода-вывода информации и четвертым входом блока обучения, дб пятый вход котор го подключен к выходу блока буферных регистров и второму входу бл ка ввода-вывода информации, второй и третий выходы которого соединены соответственно с одним из входов счетчика адреса, связанного с дРугими входами с выходом блока выделения признаков, и с выходом вто рого логического элемента ИЛИ, другой эход которого подключен к выходу блока обучения, а выход — к одним из входов блока памяти.

На чертеже представлена структур.ная схема классификатора случайных процессов.

Устройство состоит из блока 1 выделения нризнаков, счетчика 2 адреса, дешифратора 3, бло <а 4 канальных счетчиков, блока 5 буферных регистров, блока 6 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 управления. 40

Устройство работает следующим образом.

В режиме регистрации признаков блок 1 выделяет соответствующий 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 50 анализа То значение выделенного параметра входного сигнала будет отнесено блоком 1 к -му каналу Х; раз, то"столько же раз в счетчике 2 будет записан код числа 1, а значит с 55

-ro выхода, дешифратора 3 íà i -й счетчик блока 4 поступят Х; импульсов. В результате к концу Тд в счетчиках 4 зафиксируется и составляющих Х; вектора — признака Х которые перепишутся далее в регистры

5, счетчики 4 обнулятся. B следующем цикле анализа одновременно с набором новых признаков старые будут аыведены блоком б.

B режиме ввода информации иэ блока

6 подаются. на счетчик 2 — коды адресов 1, которые че1 зз блок 3 возбуждают i-e адресные шины блока 7 памяти, а на числовые входы блока

7 памяти через элемент 8 — коды весовых коэффициентов с „ и порога сК©, которые при этом запишутся в блок 7 по установленным адресам. Правильность установки адресов и записи чи-сел может быть проконтролироваиа передачей кодов адресов со счетчика 2 через вентили 10 либо кодов весов и порога из блока 7 памяти на блок б через 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 с(; и d., соответствующих условиям проведения анализа и выбранных из таблиц долгосрочного прог ноза ), но и осуществить контроль работы основных узлов классификатора перед началом анализа сигналов.

В режиме классификации входных сигналов вычисляется значение разделяющей функции Я (F) по формуле и

R (Y) = Е д. „Х „" с - о.

Блоки 1, 2, и 3 работают как и в режиме реги .трации признаков, а блок

7 памяти подготовлен к считыванию информации. Если эа время То на

-м выходе дешифратора 3 появятся

Х„ импульсов, то весоМой коэффициент сс; будет считан иэ блока 7 памяти через элемент 9 в сумматор 11 ровно

Х„ раз. С учетом И -канальности системы к концу То в сумматоре 11 будет зафиксировано число: 2 с Х, Я

Для его сравнения с порогом из и+1го регистра блока 7 памяти считывается код Д.о, при этом знаковый разряд сумматора ll определяет результат сравнения. При наличии нескольких классов соответствующие пороги с (.с, а"„, ... последовательно считываются в сумматор 11. Предварительные решения поступают в конце каждого цикла на регистр 12. Блок 13 по характеру следования единиц и нулей в 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 14 обучения из блока б поступает указание о принадлежности входного процесса к одному из классов, из узлов 11 и 13 — соответствующие решения классификатора, а из блоков

643917

5 и 7 — признаки Х„ и текущие значения с(; . На основании этой информации в блоке 14 вычисляются новые значения d;, которые в К+1-ом цикле анализа через элемент 8 записываются в блок 7 памяти. В конце обучения коэффицйенты а(; и oL через узлы 9 и 11 выводятся из блока 7 5 памяти с помощью блока 6 ввода-вывода информации.

Синхронизирующие сигналы (на чертеже не показаны), обеспечивающие fO тактирование отдельных элементов классификатора, поступают на их тактирующие входы из синхронизатора

15. Частоты этих сигналов определяются кодами, задаваемыми íà управляю- f5 щие входы синхронизатора с блока 6.

Управляющие сигналы (на чертеже не показаны), обеспечивающие выполнение последовательности всех необходимых операций по обработке инфор- >0 мации, во всех режимах работы классификатора, поступают на управляющие входы соответствующих узлов из блока

16. Режимы его работы задаются из блока 6.

Наличие в классификаторе блоков канальных счетчиков и буферных регистров делает возможной работу в реальном масштабе времени. Включение регистра сдвига и логического блока позволяет осуществить вторичную об— 30 работку его предварительных решений.

Г

Введение узлов и связей, обеспечи- . вающих контролируемый режим ввода-вы- 35 . вода информативных признаков .и весовых коэффициентов, позволяет исполь- зовать устройство в качестве анализирующего, уменьшить время обучения йповысить надежность работы классификатора. В совокупности укаэанййе факторы способствуют повышению достоверности классификации.

6.

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, отличающийся 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 вентйлей с выходом счетчика адреса, а выход через сумматор — со входом регистра сдвига, первым входом 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 вниманге при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 317069, кл. G 06 К 9/00, 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 328468, кл. G 06 F 15/36, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

9 306477, кл. G 06 G 7/52, 1971.

643917

Составитель, В. Киселев

Редактор А. Садомов . Техред Ю. Ниймет Корректор С. Патрушева

Заказ 8026/46 Тираж 719 Подписное

ЦЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4