Устройство для распознавания случайных сигналов

 

„„SU „„1013987

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (д) G -06 К 9/00

4 0СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТИ.1ИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :: -: ---" ""„

S AmorCWvv CS EfБЛЬ жУ (21) 3348019/18-24 (22) 23.1 О. 81 (46) 23 04.83. 1-,юл. у 15 (72) S.A° . Атаянц и В,С, 11аршдн (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 681.327,Г2{088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 371596, кл. G 06 K 9/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

И 5957Я, .кл. < 06 К 9/00, 1976 (прототип). (М) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВА-

НИЯ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАРОВ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, Вход которого являвтся входом уст" ройства, а выход подключен к входам цифрового анализатора и квадратора, выходы которых соединены соответст- венно с первым вхоДом делителя к входом первого сумматора, выход icoторого подключен к второму входу делителя, выход которого соединен ,с первым входом первого блока оперативной памяти, второй вход и выход е которого подключены соответственно к первому выходу и первому входу блока управления, второй выход ко- торого подключен к входу первого блока постоянной памяти, последовательно соединенные первый блок умножения, второй сумматор и пороговый элемент, один из выходов которого подключен к второму входу блока управления, а другой является выходом устройства, причем выход первого блока постоянной памяти соединен с одним из входов первого блока умножения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повыше" ния точности устройства, оно содержит последовательно соединенные- вторые блок постоянной йамяти, блок умножения. и блок оперативкой памяти, выход которого подключен к другому входу

nepsoro блока умножения, а управляю-щий вход - к второму выходу блока управления, первый выход которого соединен с входом второго блока постоянной памяти, причем информационный выход первого блока оперативной памя- Ю ти подключен к соответствующему входу второго блока умножения. СФ

1 1013

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для распознавания случайных сигналов.

Известно устройство для распознавания, содержащее многослойную сеть линейных дискриминаторов, блоки умножения и сумматоры 1 1 3.

Однако устройство характеризуется недостаточной точностью при рас- 10 позннавании.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для распознавания случайных сигналов, содержащее линейные дискриминаторы, одни из выходов которых соединены с соответствующими входами блока управления и индикации, блок выделения признаков, состоящий, например, из аналого-цифрового преобразователя, gp цифрового анализатора,квадратораи сумматора, блоков оперативной и постоянной памяти ?).

Однако устройство имеет недостаточ. ную точность распознавания сигналов, так как структура решающего правила не обладает свойством оптимальности.

Целью изобретения является повышение точности устройства при распознавании как шумовых, так и импульсных

30 случаиных процессов.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее аналогоцифровой преобразователь,,вход которого является входом устройства, а выход подключен к входам цифрового анализатора и квадратора, выходы которых соединены соответственно с первым входом делителя и входом первого сумматора, выход которого подключен к второму входу делителя, выход которо-40

- ro соединен с первым входом первого блока оперативной памяти, второй вход . и выход которого подключены соответственно к первому выходу и первому входу блока управления, второй выход 45 которого подключен к входу первого блока постоянной памяти, последовательно соединенные первый блок умножения, второй сумматор и пороговый элемент, один иэ выходов которого подключен к второму входу блока управления, а другой является выходом устройства, причем выход первого блока по" стоянной памяти соединен с одним из входов первого блока умножения, дополнительно содержит последовательно

55 соединенные вторые блок постоянной памяти, блок умножения и блок опера тивной памяти, выход которого подклю-.

987 2 чен к другому входу первого блока умножения, а управляющий вход - к второму выходу блока управления, первый выход которого соединен с входом второго блока постоянной памяти, причем информационный выход первого блока оперативной памяти подключен к соответствующему входу второго блока умножения.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП ) 1, цифровой анализатор 2 энергетического спектра, делитель 3, первый блок ч оперативной памяти, квадратор 5, первый сумматор 6, первый блок 7 постоянной памяти, второй блок 8 постоянной памяти, второй блок 9 оперативной памяти, первый блок 10 умножения, блок 11 управления, второй сумматор 12, пороговый элемент 13 и второй блок 14 умножения.

Устройство работает следующим образом.

На вход АЦП l, который является входом устройства, поступает распознаваемый сигнал X(t). Отсчеты распознаваемого сигнала с выхода АЦП 1 в цифровой форме поступают на вход цифрового анализатора 2, с помощью которого происходит оценка энергетического спектра по алгоритму дискретного или быстрого преобразований Фурье.

После вычисления оценки спектра на частоте L значение этой оценки подается на первый вход делителя 3.

С помощью квадратора 5 и сумматора 6 происходит вычисление суммы квадратов отсчетов У,„.(t), значение которой подается на второй вход делителя 3, с помощью которого происходит вычисление оценки G<(L) нормированного энергетического спектра на частоте L, которое поступает в первый блок 4 оперативной памяти.

Г .

После вычисления G Н (L) происходит вычисление нормированйого энергетического спектра на частоте L+1 и т.д., которые также подаются в блок 4 в соответствующие ячейки. После заполнения последней ячейки (емкость памяти выбирается на этапе обучения ) включается блок 11 управления, который начинает выдавать управляющие импульсы на блоки 4, 9, 7 и 8.

По сигналам с блока 11 управления из блока 4 выбираются величины С„(1), где L = 0,1,2,..., в определенной последовательности, а из блока 8 посто10139 хранящейся

3 яяной памяти - элементы в нем матрицы К.

В блоке 8 умножения происходит пе/ ремножение оценки G<(L) на матрицу К т

Y(L) - К G„(L) где оценка G1(L) представляется в виде вектора-столбца. Результат перемножения записывается в ячейки второго блока 9 оперативной памяти. о

В результате такого линейного преобразования получаемый вектор вторичных признаков Y(L) имеет некоррели-рованные компоненты и распределение вероятностей, близкое к нормальному.

Непосредственно распознавание про- . изводится с помощью линейного дискриминатора, состоящего из блока 10 умножения, блока 7 постоянной памяти, сумматора 12 и порогового элемента 13.

В блоке. 7 хранятся весовые коэффициенты М1, По сигналам с блока 11 управления из блока 9 оперативной памяти произ- водится выбор в определенной последовательности чисел Y(i;), а из блока 7 - коэффициентов У„. В блоке 10 умножения происходит их умножение.

В сумматоре 12 накапливается сумма

ВНИИПИ За

Тираж 704 подписное филиал ППП "Патент", :г.ужгород,ул.Проектная,4

87 ф перемноженных величин С, которая затем сравнивается с порогом в пороговом элементе 13.

Решающее правило при двухклассовой классификации имеет вид: если С > О, то X(t) E. F1; если С < О, то X(t) б F2, где 0 - порог срабатывания порогового элемента 13;

- классы распознаваемых сигна2 лов.

При выполнении условия С )Il пороговый элемент 13 вырабатывает импульс, при С < 9 - отрицательный.

Одновременно с этим с порогового элемента 13 подается сигнал на блок 11 управления, который прекращает его работу. .Предлагаемое устройство точнее известного, так как линейный классиФикатор обладает большей эффективностью при предварительном линейном преобразовании исходных оценок спектра, и,следовательно, позволяет получить меньшую ошибку распознавания.

Кроме то<-о, предлагаемое устройство обеспечивает возможность распознавания как импульсных, так и шумовых сигналов.