Устройство для распознавания формы сигналов
467374
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ (11)
Союз Советский
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06,02.73 (21) 1883468/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.04.75. Бюллетень № 14
Дата опубликования описания 06.08,75 (51) М, Кл. 6 06k 9/00
ГосударстаонуЬ и комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327.12 (088.8) (72) Автор изобретения
В. В. Латышев (7l) Заявитель
Московский ордена Ленина авиационный институт имени Серго Орджоникидзе (54) УПРОЙСГВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ФОРМЫ СИГНАЛОВ
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно— к классу устройств для распознавания образов.
Известны устройства для распознавания формы сигналов, содержащие блок ввода, сумматор, выход которого подключен через пороговый элемент к блоку управления, соединенному со считывающими входами блока хранения эталонов, записывающие входы которого подключены к соответствующим выходам блока записи эталонов, а выходы — к формирователю импульсов.
Недостатком этих устройств является ограничение класса распознаваемых сигналов, обусловленное наличием большого количества корреляционных цепей, состоящих из набора весовых сопротивлений и сумматора токов, а также необходимостью перестройки для распознавания сигналов с различными длительностями.
Целью изобретения является расширение класса распознаваемых сигналов.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит анализатор спектра Фурье — Хаара, вход которого подключен к выходу блока ввода, и блок делителей напряжения, аналоговые входы которого подключены к выходам анализатора спектра
Фурье — Хаара, Входы сумматора подключены к выходам блока делителя напряжения, управляющие входы которого подключены к выходам формирователя импульсов, а дополнительные выходы анализатора спектра
5 Фурье — Хаара и блока записи эталонов соединены с соответствующими входами блока управления.
Блок-схема устройства изображена на чертеже.
10 Устройство для распознавания формы сигналов содержит блок ввода 1, анализатор 2 спектра Фурье — Хаара, выполненный в виде генератора 3 тактовых импульсов, делителя 4 частоты, схемы 5 совпадений, ключей б, уси15 лителей 7, последовательно включенных с интеграторами 8 и схемами 9 вычитания. Выходы анализатора 2 Фурье — Хаара подключены к блоку 10 делителей напряжения, состоящему из нескольких каналов, каждый из которых
20 выполнен в виде цифровых управляемых сопротивлений 11, ключей 12 и инверторов 13.
Устройство содержит также блок 14 хранения эталонов с блоком 15 записи эталонов, формирователь 16 импульсов, выходы которо25 го подключены к управляющим входам цифровых управляемых сопротивлений 11, и блок
17 управления.
Выходы блока 10 делителей напряжения подключены через сумматор 18 и пороговый элемент 19 к блоку 17 управления, предназна467374
3 ченному для обеспечения согласованной во времени работы других блоков устройства.
Блок ввода 1 преобразует информацию об объекте (графический символ, звуковой сигнал и др.) в электрический сигнал, форму ко- 5 торого необходимо распознать. Полученный сигнал поступает на анализатор 2 Фурье—
Хаара, с помощью которого производится разложение сигнала в ортогональный ряд:
1О
S,„(/) = а„, у, (/), i 1 где ;(/) — г-я функция Хаара, а а„,-, — соответствующий коэффициент.
По переднему фронту входного сигнала запускается генератор 3 тактовых импульсов, а делитель 4 частоты формирует на своих выходах сетку частот, соответствующую длительностям функций Хаара различных порядков.
Схема совпадений выделяется с разных плеч каждого из триггеров два импульса, соответлевой ; — (1) H lIpdi3OH ;+(t) ловинам функций Хаара и подает их на ключи б. Ключи открывают на это время усилители 7, коэффициенты усиления которых пропорциональны амплитуде этих функций, и пропускают сигнал на интеграторы 8, а затем на схему 9 вычитания, на выходе которой полу30 чается сигнал, пропорциональныи a», . К моменту окончания входного сигнала получаются все коэффициенты, начинает работу блок
17 управления, который формирует считываю- . щий импульс, поступающий на ячейки блока
14 хранения эталонов, в которых записаны коэффициенты разложения первого эталонного сигнала. В результате считывания на формирователь 16 подается параллельный код коэффициентов первого эталона, по которому 4О производится коммутация ключей цифровых управляемых сопротивлений 11, величина каждого из которых устанавливается пропорциональной соответствующему коэффициенту а, . Так как коэффициенты разложения эта- 45
li лонных сигналов могут иметь разные знаки, то производится дополнительное переключение соответствующих аналоговых входов блока 10 делителей напряжения с помощью ключей 12 к инверторам 13, установленных на входах 5о цифровых управляемых сопротивлений 11.
После окончания переходных процессов на выходе сумматора 18 токов формируется напряжение, пропорциональное взаимной корреляции входного сигнала и первого эталон- 55 ного. Если пороговый уровень будет превышен, то пороговый элемент 19 вырабатывает сигнал, поступающий в блок 17 управления, который может быть использован как сигнал об окончании процесса р-спознания. По состоянию счетчика номера эталонов (на чертеже не показан) в блоке 17 управления можно установить, какому из эталонных сигналов соответствует распознаваемый сигнал. Если пороговый уровень не будет превышен, то счетчик номера эталонов переходит в следующее состояние, в блоке 17 управления формируется новый импульс считывания и входной сигнал сравнивается со вторым эталонным и так далее, до срабатывания порогового элемента 19. 1 аким образом, назначением анализатора спектра Фурье — Хаара является получение коэффициентов а»„а сумматор 18 осуществляет их суммирование с весом а, . Полученji ное на выходе сумматора 18 напряжение характеризует величину взаимной корреляции входного сигнала с 1-эталонным:
f2
p/ — Q a» agji
i=1
Это напряжение сравнивается с помощью порогового элемента 9 с напряжением, величина которого устанавливается в соответствии с критерием Неймана — Пирсона.
Предложенное устройство дает возможность распознавать форму сигналов с различными длительностями за счет изменения тактовой частоты в анализаторе 2 Фурье — Хаара и допускает перестройку для различных классов распознаваемых сигналов, что обеспечивается записью в блок 14 хранения эталонов новых эталонных значений.
Предмет изобретения
Устройство для распознавания формы сигналов, содержащее блок ввода, сумматор, выход которого подключен через пороговый элемент к блоку управления, соединенному со считывающими входами блока хранения эталонов, записывающие входы которого подключены к соответствующим выходам блока записи эталонов, а выходы — к формирователю импульсов, отл и ч а ю щееся тем, что, с целью расширения класса распознаваемых сигналов, оно содержит анализатор спектра
Фурье — Хаара, вход которого подключен к выходу блока ввода, и блок делителей напряжения, аналоговые входы которого подключены к выходам анализатора спектра Фурье—
Хаара, входы сумматора подключены к выходам блока делителей напряжения, управляющие входы которого подключены к выходам формирователя импульсов, а дополнительные выходы анализатора спектра Фурье—
Хаара и блока записи эталонов соединены с соответствующими входами блока управления.
467374
Составитель В. Киселев
Техред М. Семенов
Редактор E. Семанова
Корректор И. Позняковская
Типография, пр. Сапунова, 2
3 а:< аз i 310/16 Изд. ¹ 1364 Тираж 679 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4 5
