Устройство классификации n-разрядных двоичных комбинаций

 

УСТРОЙСТВО КЛАССИФИКАЦИИ ПОРАЗРЯДНЫХ ДВОИЧНЫХ КОМБИНАЦИЙ, содержащее m двоичных корреляторов, где m - число классов, содержащих по одной двоичной комбинации, причей информационные входы, входы тактовых импульсов и синхронизации двоичных корреляторов подключены соответственно к информационному входу, входам тактовых импульсов и синхронизации устройства, выходы двоичных Корреляторов подключены к соответствующим кодовым входам экстрематора. отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения классификации на (fn+O классов, среди которых m классов содержат по опной комбинации, а ()-й класс -

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1089576

ЗСЮ C 06 F 7И6 рг

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l .ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3532150/18-24 (22) 24. 12. 82 (46) 30.04.84. Бюл. Р 16 (72) А.Ф.Кулаковский (53) 681.325.66(088.8) (56) 1. Патент США Ф 3346844,. кл. 340-146.2, 1967.

2. Патент США У 4227175, кл. 340-146.2, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО КЛАССИФИКАЦИИ

М-РАЗРЯДНЫХ ДВОИЧНЫХ КОМБИНАЦИЙ, содЕржащее m двоичных корреляторов, где в - число классов, содержащих по одной двоичной комбинации, причем информационные входы, входы тактовых импульсов и синхронизации двоичных корреляторов подключены соответственно к информационному входу, входам тактовых импульсов и синхронивации устройства, выходы двоичных корреляторов подключены к соответствующим кодовым входам экстреиатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения классификации на (to+1) классов, среди которых rn классов содержат по одной комбинации, а (т+1)-й класс — (2 -т) комбинаций, в него введены пороговый блок, группа .из m элементов И и элемент ИЛИ-НЕ, причем входы первой группы noporosoro блока соединены с выходами кода экстремального числа экстрематора, входы второй группы с входами чисел задания порога устройства, первые входы элементов И группы подключены к соответствующим позиционным выходам экстрематора, вторые входы к соответствующим выходам порогового блока, а выходы элементов И группы - к соответствующим позиционным вь|ходам устройства и входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является (m+1)-м позиционным выходом устройства.

10S9576 2

Изобретение относится к,связи и может использоваться в устройствах обработки дискретных сообщений для классификации И-разрядных двоичных комбинаций на е классов, содержащих по одной Коибиинацни, и один класс, содержащий (2 -m) комбинаций.

Известно устройство классификации, содержащее И-разрядный регистр сдви га, выходы разрядов которого через элементы И подключены к вертккальныи шинам блока памяти, е горнэоктальных шин которого соединены через пороговые схемы с выходаии устройства 1 1 15

Недостатком данного устройства является низкая точность классификации в случаях, если алфавит выборочных комбинаций значительно превышает ж. Ложная классификация при этом ®0 определяется низкой разрешающей способностью аналоговой схеиы формирования меры корреляции и большим числом комбинаций,. близких к эталонам.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство классификации, содержащее

П1 двоичных декодирующих согласованных фильтров, выходы которых подключены к входам экстрематора, выход ко-. З0 торого является выходом устройства 2 3.

Недостатком данного устройства является невозможность классификации в случаях, когда в классов содержат З5 по одной комбинации, а (пн.1)-й класс - остальные (2 -tn) комбинаций.

Этот недостаток определяется логикой работы устройства, которое любую из

2 выборочных комбинаций относит к 40 одному кз в классов. Этот недостаток в принципе можно устранить, если в устройстве для (tn+13-го класса ввести (2"-й) двоичных декодирующих согласованных фильтров. Однако такое 45 устройство классификации при больших

М будет черезвычайно сложным;

Вторим недостатком устройства классификации является низкая оперативность его перестройки на новые 50 эталоны классов, что связано с необходимостью замены согласованных фильтров. Этот недостаток может быть устранен применением вместо корреляторов на согласованных фильтрах цифро-. 55 вых двоичных корреляторов, содержа- . щих регистр выборочной комбинации, регистр эталона и коипаратор этих комбинаций. Однако недостатком такого коррелятора является невозможность ,использования эталонов, в которых присутствуют неинформационные позиции, т.е. позиции, двоичные сигналы которых не участвуют в сравнении с соответствующими сигналами выборочной комбинации.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устройства

:класскфикацки Й-разрядных двоичных .комбинаций путем обеспечения классификации ка (%+1) классов, Среди которых е классов содержат по одной комбинации,. à (to+1)-й класс — (2 -а)

8 комбинаций. указанная цель достигается тем, что в устройство классификации

8-разрядных двоичных комбинаций, содержащее Ф двоичных корреляторов, где е - число классов, содержащих по одной двоичной комбинации, причем информационные входы, входы тактовых импульсов и синхронизации двоичных корреляторов подключены соответственно к информационному входу, вхо" даи тактовых импульсов и сикхронкзацик устройства, выходы двоичных кор" реляторов подключены к соответствующим кодовьы входаи экстрематора, введены пороговый блок, группа иэ а элементов И и элемент ИЛИ-НЕ, причем входы первой группы порогового блока соединены с выходаии кода экстремального числа экстреиатора, входы второй группы с входами чисел задания порога устройства, первые входы элементов И группы подключены к соответствующим позиционно выходам экстрематора, вторые входи к соответст» вующии выходам порогового блока, а выходы элементов И группы — к соответствующим поэиционныи выходаи устройства и входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является (а+1)-и поэицконнымвыходом устройства.

На фкг. 1 приведена схема устройства классификации (пример выполнения двоичного коррелятора И-разрядных двоичных комбинаций); на фиг.2схема порогового блока при m-пороговой классификации; на фиг. 3 — схема порогового блока при однопороговой классификации; на фкг. 4 - схема блока циклического сдвига комбинаций, входящего в состав двоичного коррелятора; на фиг. 5 - диаграммы входных двоичных сигналов и такто3 10895 вых импульсов; на фиг. 6 — примеры содержимого регистров выборочной ком-. бинации эталона и маски.

Устройство классификации N --разрядных двоичных комбинаций (фиг. 1) содержит а-двоичных корреляторов экстрематор 2, пороговый блок 3, Ф элементов И 4, элемент ИЛИ-НЕ 5.

Каждый двоичный коррелятор 1 содержит блок 6 циклического сдвига выбороч ной комбинации, блок 7 циклического сдвига эталона, блок 8:циклического сдвига маски, блок 9 сравнения, элемент.И 10, суммирующий счетчик 11; блок 12 синхронизации, элемент ИЛИ 13,« первый элемент НЕТ 14, формирователь 15 команды сдвига эталона, второй элемент НЕТ 16, формирователь 17 команды сдвига маски. На фиг. 1 также показаны информационный вход 18 устройства, вход 19 тактовых.импульсов, входы 20 эталона, выход 21„ синхроимпульсов ввода эталона, входы 22

I команды ввода эталона, вход 23 1„ „ маски, выход 24.1» „синхроимпульсов ввода маски, вход 25„,„команды ввода маски, вход 26 синхроимпульсов в каждом двоичной корреляторе 1, позиционные выходы 27 устройства, первая группа входов ««oporosoro блока 28, З0 входы задания порога 29, выходы 30 порогового блока 3.

Пороговый блок 3 при в-пороговой классификации (фиг. 2) содержит в блоков 31 сравнения и «в пороговых ре- З гистров 32.

Пороговый блок 3 при однопороговой классификации (фнг. 3) содержит блок 33 сравнения и пороговый ре-. гистр 34. 40

Блок 6 циклического сдвига выбороч- . ной комбинации (фиг.. 4) содержит регистр 35 сдвига,. первый элемент И 36, элемент ИЛИ 37, элемент ИЕ 36, второй элемент И 39, информационный 45 вход 18, тактовый вход 40, управляющий вход 41, выход 42. ю

Блок 7 циклического сдвига эталона и блок 8 циклического сдвига маски идентичны блоку 6 ° 50

Устройство классификации работает следующим образом.

Принимаемые двоичные сигналы в.виде последовательности элементарных посылок ™О", "1" (фиг. 5а) поступают у аппо входу 18 корреляторов 1 на информационный вход блока 6 циклического сдвига выборочной комбинации (фиг. 1).

76

На вход 19 от устройства синхронизации (на фиг. 1 не показано) поступают синхронизированные с двоичными сигналами тактовые импульсы (фиг. 56).

КаждьИ тактовый нипульс (ТИ) проходит через элемент ИЛИ 13 на тактовый вход 40 блока 6, являющийся тактовым входом регистра сдвига 35 (фиг.4), сдвигает содержимое регистра на один

1. бит вправо и записывает в регистр сопровождаемый двоичный сигнал, который поступает на его информационный вход 18 через открытый в это время элемент И 39, элемент ИЛИ 37. В результате в каждом тактовом интервале (интервале между соседними ТИ) N -разрядный регистр сдвига 35 содержит вы борочную комбинацию, образованную двоичными сигналами, принятыми в данном и в (М-1) предыдущих тактовых ин» тервалах. Для примера на фиг. ба, о показаны выборочные комбинации, содержащиеся в регистре сдвига 35 соответственно в к н (к+1)-и тактовых интервалах.

М -разрядный регистр -сдвига в блоке 7 циклического сдвига эталона и в блоке 8 циклического сдвига маски коррелятора 1 содержат эталон и мас ку своего класса, при эток код маски указывает на информационные позиции эталона (на информационных Позициях разряды регистра сдвига маски содержат "1", на неинформационных дозициях - "0"). Для примера на, 1 фиг. бв, 1, показано содержимое регистров сдвига эталона и маски соответственно одного из классов.

После записи двоичного сигнала корреляторы 1 осуществляют сравнение выборочной комбинации с эталонами на их информационных позициях. Для этого ТИ с входа 19 одновременно с записью двоичного сигнала устанавливает в "О" суммирующий счетчик 11 и иницирует блок 12 синхронизации, который из синхронмпульсов, поступающих по входу 26, вырабатывает в так" товом интервале следующие управляющие сигналы: на первом выходе пачку из импульсов, иа втором выходе команду рециркуляции (КРЦ) в виде сигнала логической "1", совпадающую по времени с пачкой. КРЦ поступает на управляющий вход 41 блока 6, открывает в нем элемент И 36 и закрывает элемент И 39 (благодаря элементу НЕ 38). Вследствие этого блок 6 переводится в режим

1089576 рециркуляции, в котором информационный вход 18 запрещен, а выход регистра сдвига 35 через элементы И 36, ИЛИ 37 соединен со своим входом. Логическая "1" на управляющем входе бло-> ка 7, поступающая с выхода формирователя 15 команды сдвига эталона при отсутствии на входе 22 команды ввода эталона, и логическая "1" иа управляющем входе блока 8, поступающая с выхода формирователя 17 команды сдвига маски при отсутствии на входе 25 команды ввода маски, аналогичным образом переводят в режим рециркуляции блоки ? и 8. В этом случае запрещены информационные входы 20 блока 7 и 23 блока 8. Импульсы пачки, поступающие с первого выхода блока 12 синхронизации на тактовые входы блоков 7 и 8 непосредственно и блока 6 через элемент. ИЛИ 13, осуществляют синхронный циклический сдвиг (рециркуляцию) содержимого регистров сдвига 35 блоков 6, 7 и 8.

При этом на выходе блока 6 появляются биты выборочной комбинации, на выходе блока 7 биты эталона, а на выходе блока 8 — биты маски.

Блок 9 сравнивает биты выборочной комбинации и эталона.и формирует на 30 своем выходе сигнал логической "1" при совпадении и логического "0" .при несовпадении сравниваемых битов.

Результаты сравнения стробируются импульсами пачки на выход элемен та И 10, который блокирует поступление сигналов сравнения иа вход суммирующего счетчика 11 при появлении на выходе блока 8 бита "0", соответствующего неинформационной позиции. 40 ,По окончании пачки выборочная комбинация, эталон и маска займут исходное положение в регистрах сдвига 35 блоков 6, 7 и 8, а счетчик 11 будет содержать число совпадений двоичных 4 сигналов эталона и выборочной комбинации на информационных позициях (корреляционное число).

Корреляционные кодь| пз корреляторов 1 с выходов счетчиков 11 поступают на кодовые входы экстремато- . ра 2, который на выходах 28 выделяет код максимального числа, а на в позиционных выходах - позиционный код номера максимального числа (сигнал логической "1") формируется на i-м позиционном выходе экстрематора, если на его i-и кодовом входе присутствует максимальное число). Таким образом экстрематор 2 осуществляет классификацию на m классов, относя выборочную комбинацию к тому классу, с эталоном которого на информационных позициях она имеет наибольшее совпадение.

Пороговый блок 3, элементы И 4, ИЛИ-НЕ 5 осуществляют классификацию на (1п+1) классов, относя к (я+1)-у классу не выборочные комбинации, которые имеют недостаточную близость к эталонам. При tn-;пороговой классификации в пороговом блоке 3 (фиг. 2) блоки сравнения 31 сравнивают макси-. мальное число, поступающее по входам 28, с порогами, содержащимися в регистрах 32. Если максимальное число не меньше i-го порога (i1, 2, ...,rn ), то блок сравнения 31 выдает на выходе 30; сигнал, открывающий элемент И 4;. Если при этом экстрематор 2 отнес выборочную комбинацию к i-у классу, то сигнал с

1-го позиционного выхода экстрематора 2 через элемент И 4; проходнт на позиционный выход 27;, т.е. выборочная комбинация оставляется в j -м классе. В остальных случаях на пози-. ционных выходах 27.;, 27, ..., 27,„ присутствует логический "0", на выходе 27,„+1 элемента ИЛИ-НЕ 5 — логическая "1", т.е. выборочная комбинация относится к (п+1)-му классу. При однопороговой классификации в пороговом блоке 3 (фиг. 3) максимальное число сравнивается блоком 33 с одним порогом, содержащимся в регистре 34, классификация же происходит аналогичным образом. Входы 29 служат для загрузки пороговых чисел в .регистры 32 и 34.

Для ввода эталона на вход 22 соответствующего коррелятора 1 подается команда ввода эталона, запускающая формирователь 15 команды сдвига эталона. Последний выделяет одиночную инвертированную КРЦ из последователь. ности КРЦ, поступающей на его второй вход со второго выхода блока 12 синхронизации. Инвертированная КРЦ с выхода формирователя 15 разрешает прохождение пачки импульсов через элемент НЕТ 14 на выход 21,и переводит блок 7 в режим ввода эталона, открывая в нем элемент И 39 (благодаря элементу НЕ 38) и закрывая элемент И 36 (фиг. 4). Биты эталона счи" тываются пачкой импульсов из внешне7 10895

ro регистра (на фнг. 1 не показан) на вход 20 эталона и записываются в регистр сдвига 35. Одновременно с записью происходит также. сравнение выборочной комбинации со "старым" этало- 5 ном, так как блок 7 рециркулирует, а эталон последовательно вытесняется записываемая даниыеи на вход бло° ка 9 сравнения.

Аналогичными образом вводится маска при подаче по входу 25 команды ввода маски на вход формирователя 17, 7б 8 используя пачку импульсов на выхо" де 24 для синхронизации внешнего регистра.

Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого устройства заключается в расширении области применения устройства классификации, что обеспечивается классификацией на Ь+1) классов, и гибкостью использования корреляторов 1 за счет раздельного ввода эталона и маски.

1089576

УЪ . Х а4 ca4Ф, Ж ув уюуиевм

Ф °

73ющиЬй

- 4 r+ E щв уйщрумФ Мвгй

Р

Э ° . Составитель Е.Иванова .Редактор М.Янович Техред И Асталош Корректор А.Зимокосов

r iv %

Заказ 2934!45 Тираж 69У Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r,Óæãîðîä, ул.Проектная, 4