Цифровой статистический анализатор

 

ЦИФРОВОЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий генератор импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом анализатора , реверсивный регистр сдви . га, дешифратор, группа информационных входов которого является группой информационных входов анализатора, группу счетчиков импульсов, первую группу элементов И, шифратор, группа выходов которого является группой выходов анализатора, разрядные выходы счетчиков импульсов группы соединены соответственно с входами соответствующих элементов И первой группы, управляющие входы которых подключены к соответствующему вькоду реверсивного регистра сдвига, установочный вход которого является первым установочным входом анализатора , элемент ИЛИ, отличающийся тем, что, с-целью повышения производительности и расширения функи 1ональных возможностей за счет получения кодов с заданной частостью и ранжирования кодов в заданном дифференциальном окне и сечения гистограммы распределения по заданным условиям, он дополнительно содержит делитель частоты, триггер, первую схему сравнения, вторую схему сравнения , вторую и третью группу элементов И, причем установочный вход делителя частоты является вторым установочным входом анализатора, информационный вход делителя частоты подюхючен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом триггера, установочный вход которого является третьим установочным входом анализатора, прямой И инверсный выходы триггера подключены соответственно к входам управления прямого и обратного сдвига реверсивного регистра сдвига, синхро низирующий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, вьгходы .дешифратора соединены соответ (Л ственно с входами счетчиков импульсов группы, выходы элементов И первой гд)уппы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы которого подключены к первым входам первой схемы сравнения и первым входам элемента И второй группы, управ ляюшие входы которых подключены к 4 выходу первой схемы сравнения, втосл рая группа входов которой янпяется группой задающих входов анализатора, со to выходы элементов И второй группы соединены соответственно с первой группой входов второй схемы сравнения , вторая группа входов которой является второй группой задающих входов анализатора, выход второй схемы сравнения подключен к первым входам элементов И третьей группы,вторые входы которых соединены соответственно с выходами реверсивного регистра сдвига,а выходы элементов И третьей группы соединены соответственно с входами дешифратора.

(191 (11) COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4532 А

3(50 С 06 Р 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3587118/ I8-24 (22) 27.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. ¹ 27 ° (72) Н.З. Стрыгин (53) 681. 3 (088. 8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР № 482756, кл . G 06 F 15/36, 1973 °

2. Авторское свидетельство СССР № 951321, кл. С 06 F 15/36, 1980 (прототип) . (54) (57) ЦИФРОВОЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ

АНАЛИЗАТОР, содержащий генератор импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом анализатора, реверсивный регистр сдвига, дешифратор, группа информационных входов которого является группой информационных входов анализатора, группу счетчиков импульсов, первую группу элементов И, шифратор, группа выходов. которого является группой выходов анализатора, разрядные выходы счетчиков импульсов группы соединены соответственно с входами соответствующих элементов И первой группы, управляющие входы которых подключены к соответствующему выходу реверсивного регистра сдвига, установочный вход которого является первым установочным входом анализатора, элемент ИЛИ, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с-целью повышения производительности и расширения функциональных возможностей за счет получения кодов с заданной частостью и ранжирования кодов в заданном дифференциальном окне и сечения гистограммы распределения по заданным условиям, он дополнительно содержит делитель частоты, тригrep, первую схему сравнения, вторую схему сравкения, вторую и третью группу элементов И, причем установочный вход делителя частоты является вторым установочным входом анализатора, информационный вход делителя частоты подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом триггера, установочный вход которого является третьим установочным входом анализатора, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к входам управления прямого и обратного сдвига реверсивного регистра сдвига, синхро низирующий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выходы,дешифратора соединены соответственно с входами счетчиков импульсов группы, выходы элементов И первой группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы которого подключены к первым входам первой схемы сравнения и первым входам элемента И второй группы, управ ляюшие входы которых подключены к выходу первой схемы сравнения, вторая группа входов которой является группой задающих входов анализатора, выходы элементов И второй группы соединены соответственно с первой группой входов второй схемы сравнения, вторая группа входов которой является второй группой задающих входов анализатора, выход второй схемы сравнения подключен к первым входам элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами реверсивного реги стра сдвига,а выходы элементов И третьей группы соединены соответственно с входами дешифратора.

1104532

Изобретение относится к вычислигельной технике и может быть исполь зовано при построении устройств для оперативного анализа статистических данных, например, специализированных вычислительных комплексов (устройств) для анализа изображений,устройств для сжатия информации (компакторов) путем рационального кодирова-" ния ее, устройств для контроля за- tð грузки и прохождения кодов по цифровым каналам связи и т.п. приложе" ниях.

Известен цифровой статистический анализатор, содержащий последователь- 15 но соединенные группы из и цифровых компараторов, где n - число дифферей- i циальных окон, элементов задержки, триггеров памяти, логических элементов И, накопительных счетчиков, группа щб выходов компараторов соединена также с группой входов логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами триг epos группы, с вторыми входами логических элементов

И группы соединен выход генератора импульсов (1 .

Однако данное устройство обладает недостаточной производительностью (быстродействием) и узкими функциональными возможностями (только фиксирует частость: распределения кодов выборки) .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ранжирования по частос35 ти кодов выборки, содержащее дешифратор, входы которого являются информационными входами устройства, а выходы подключены к первым входам

40 элементов ИЛИ группы, соответственно вторые входы которых объединены и соединены с выходом генератора импульсов, вход которого является управ". ляющим входом устройства, и с вхо45 дом элемента задержек, выход каждого элемента ИЛИ группы соединен с входом соответствующего реверсивного счетчика группы, группа выходов каждого реверсивного счетчика группы соединена с информационными входами соответствующего элемента И группы, управляющий вход которого соединен с соответствующим вьа одом элемента задержек, выходы элементов И груп" пы соединены с входами шифратора, соответственно выходы которого являются информационными выходами устройства (2).

Известное устройство обладает узкими функциональными возможностями (выдает только коды в прямом или об ратном порядке о1носительно порядка частости их в выборке), низкой надежности результата (не имеет защиты против сбоев и помех, не сохраняет исходную информацию), недостаточной производительностью (быстродействием).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение производительности.

Цель достигается тем, что, в цифровой статистический анализатор, содержащий генератор импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом анализатора, реверсивный регистр сдвига, дешифратор, группа информационных входов которого является группой информационных входов йнализатора, группу счетчиков импульсов, первую группу элементов И, шифратор, группа выходов которого является группой выходов анализатора, разрядные выходы счетчиков импульсов группы соединены соответственно с входами соот" ветствующих элементов И первой группы, управляющие входы которых подключены к соответствующему выходу реверсивного регистра сдвига, установочный вход которого является первым установочным входом анализатора, элемент ИЛИ, введены делитель частоты, триггер, первая схема сравнения, вторая схема сравнения, вторая и третья группы элементов И, причем установочный вход делителя частоты является вторым установочным входом анализатора, информационный вход делителя частоты подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом триггера, установочный вход которого является третьим установоч- . ным входом анализатора, прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к входам управления прямо"o и обратного сдвига pel/ версивного регистра сдвига, синхронизирующий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выходы дешифратора соединены соответственно с входами счетчиков импуль" сов группы, выходы элементов И первой группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы з 1104 которого подключены к первы.r входам первой схемы сравнения и первь1м. входам элементов И второи группы, управляющие входы которых подключены к выходу первой схемы сравнения, вторая группа входов которой является группой задающих входов анализатора, выходы элементов И второй группы соединены соответственно с первой группой входов второй схемы сравйения, вторая группа входов которой является второй группой задающих входов анализатора, выход второй схемы сравнения подключен к первым входам элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами ревер сивного регистра сдвига, а выходы элементов И третьей группы соединены соответственно с входами дешифратора.

На чертеже приведена структурная схема анализатора.

Анализатор содержит дешифратор 1, группу из л счетчиков 2 импульсов, первую 3 и вторую 4 схемы сравнения, первую группу элементов И 5, элемент

ИЛИ 6, реверсивный регистр 7 сдвига, вторую группу элементов И 8, делитель

9 частоты, третью группу элементов И

10, триггер 11, шифратор 12,. генератор 13 импульсов, управляющий вход

14, установочные входы 15 и 16, информационный вход 17, задающие входы 18 и 19, выходы 20, Устройство работает в двух режимах: фиксации и анализа выборки (формирование гистограммы): анализ гистограммы и выдача результата.

При подготовке устройства к работе в первом режиме обнуляются счетчики 2.

1

В же режиме коды выборки поступают через группу информационных входов 17 устройства, проходят через дешифратор 1 и поступают (каждый в

45 виде импульса) на вход соответствующего счетчика 2. По окончании выборки в каждом счетчике 2 зафиксируется частость 1О(1) появления соответствующего кода i в выборке, а вся группа счетчиков 2 фиксирует гистограмму W выборки, W = f(i), При подготовке устройства к работе во втором режиме на входы 18 и 19 цифровых схем 3 и 4 сравнения подаются коды исследуемых порогов час- . тостей х и х соответственно; через вход 16 в разряд реверсивного

532 4 регистра 7 сдвига, соответствующий одному из порогов 1„, i исследуемого признака I, заносится "1", подачей импульса на вход триггера

11 приводят его в состояние, соответствующее требуемому порядку анализа кодов i признака; подачей кода (n-(i,-i,)) на группу входов 15 делителя 9 устанавливают .его в состояние, при котором частота следования поступающих на его вход импульсов (от генератора 13) делится в (i -i ) раз; подается управляющий сигнал на вход 14 запуска генератора

13 импульсов. При этом импульсы, поступающие от генератора 13 импульсов на синхронизирующий вход регистра 7 сдвига, последовательно сдвигают записанную "1" по разрядам в направлении от первого порога i,(i,) по второму 1 (1g) Сигнал с Выхода 1 -ГО разряда, i = i„ i (или i = 1, 1, ) поступает на управляющий вход соответствующего элемента И 5 и на информационный вход соответствующего элемента И !О. Через открывшийся элемент И 5 код частоты (i ) с выходов i -го счетчика 2 поступает через элемент ИЛИ 6 на первые входы схемы 3 сравнения и на информационные входы группы элементов И 8, При выполнении условия сравнения,потенциальный сигнал с выхода схемы 3 сравнения поступает на управляющий вход элементов И 8, и код ш(i ) поступает на первую группу входов схемы И сравнения. При выполнении условия сравнения, потенциальный сигнал с выхода схемы 4 поступает на управляющие входы элементов И 1О.

Сигнал с выхода i -го элемента И 10 группы поступает на i -й вход шифра° f тора 12 и появляется в виде кода i на выходах 20 устройства.

Устройство позволяет получать:

1. Сечение гистограммы по линии

u(i) X (т.е. коды признака i имеющие заданную частость, Х, Х (i).

Для этого достаточно установить на входах 18 и 19 код Х, Х=Х,=Х,, в регистр 7 через входы 16 запись "1" в нулевом разряде, завести нулевой установочный код (n-(n-0)=0) через, входы 15 в делитель 9 и включить генератор 13 импульсов. При этом выдаваемые коды i могут быть ранжированы как в порядке их возрастания, так и убывания (порядок задается начальной установкой триггера 11).Опе20

1104 5 рация отрабатывается за " .--. --э ра-боты генератора 13 импульсов.

2. Коды 121х выборки в заданном

1,2 дифференциальном окне частостей. дх, Dx — (х х ) . .Для этого

1Z 12 5 достаточно установить на входах 18 и 19 соответственно коды х„и х, (х (х ) . Установки на входах дру1 2 гих блоков производятся и устройство работает так же, как и в п.l. Опера- 1ð ция отрабатывается эа п тактов.

3. Ранжированные по частости коды

1 д х12 признака в заданном дифференциальном окне hx 2 частостей..

Для этого необходимо провести 15 сечение гистограммы W = f(i) последовательно по линиям х (х +1), х (x „+ 2)... (х — i), x . Выполнить это можно двумя способами: а) повторяя (х2 — х„) раз сечение гистогрпммы по линии х х =Гх,х,) (или х = х х „) (п. 1) . Этот способ требует помимо 1 x — х„) и рабочих тактов дополнительного времени на (x2 х „) кратную устанОвку в исход ное состояние устройства, но позволяет ранжировать коды в пределах каждой частости в одном и том же порядке (возрастания или убывания величин кодов), определяемом начальной

30 установкой триггера 11;

6) установив один раэ блоки 9, 11, 7, 3, 4 в исходное состояние, и один раэ запустив генератор 13 импульсов, производить смену кодов на входах

18 и 19 через интервал времени

I t 11

2 после поступления 1 в разряды

i (i,) и i,(i ) регистра 7. Опера-, ция отрабатывается за Ex - x ) n тактов генератора 13 импульсов, однако порядки ранжирования кодов н дЛя каждых двух соседних частостей и> (i ) и (ы (i +1) противоположны (Т-длительность импульса), Г = i/ x(i) =х", поскольку меняется на противоположное направление прод45 вижения "1™ по достижению ею разрядов i u i в регистре

4, Минимальный,и максимальный (а также все промежуточные) коды выборки, т.е. и размах кодов выборки.

Для этого необходимо на вход 18 подать код х 1 1, а на вход 19— код х, х ы „(если м„,д„ неиэвес2 1П(ЯЪ тен,. то любой код ы, заведомо превьппающий возможное значение ш „,напри-р меры ЕId(i), . и Яравна объему выборФ ки), записать "1" в нулевой разряд регистра 2, занести нулевой код н делитель 9,, установить триггер 11 в единичное состояние (при котором управляющее напряжение поступает на прямую управляющую щину регистра 7) и включить генера1 ор 13. Операция отрабатывается за и тактов, 5. Ранжирование по час.тости ы (2.) кодов i-выборки. Для этого необходимо провести сечения гистограммы

W = f(i) последовательно по линиям

ы= 1, ы= 2,..., w = и>„, . Установках ка кодов, работа устройства и способы реализации операций полностью соответствуют работе устройства по и. 3, если считать X = 1, Х, =ы,„с,х.

Минимальное время выполнения операции м и тактов. вских

6. Частость Iu(i) заданного кода (сечение гистограммы по линии

I = i = const). Для этого достаточно записать "ltt в i-й разряд регистра 7 и, не включая генератора 13 импульсов, последовательно подавать коды

1,2,3,... на входы 18 и 19 до появления кода i на выходах 20 устройства; появление последнего означает, что код (d(1) частости кода ь признака равен коду Х, подаваемому на входы 18 и 19 устройства, u)(i) = Х.

Операция выполняется не б:лее чем за м„, „ тактов смены кодов на входах

18 и 19.

7. Частости м(1" ) кодов i иэ дифференциальнОгО Окна A I1 2, 6 1, 2=

12 1 ° Операция жет бьггь выполнена двумя способами: а) (i i„)-кратным повторением операции получения кода частости v(i) заданного кода признака i (и. 6), \

1 она выполняется за „ (q) тактов

1= 1.1 смены кодов на входах 18 и 19;

6) ранжированием по частости кодов

° It признака из дифференциального окна ь?12 (п. 3 а,б); поиск кодов i только

r из дифференциального окна a I.„ обес-! печивается заданием начальной установки "1" в разряд „(1 ) регистра 7 и заданием делителю 9 начального установочного кода (и-(— 2„)).

Операция отрабатывается не более, чем за (i — ь4)ы, тактов. аах и

8. Проверку наличия у кодов

i а (2.„, i 1 частостей u (i" ) из дифференциального окна 2!х1, Ьх =-(х2-x ) это может быть реализовано несколькими способами:

1104132!

B) подачей на вход 18 кода Х, па вход 19 кода Х, записью "t" в раз1 яд

i„(i ) регистра 7, установкой делителю 9 начального кода (и-(>. — i<) и установкой триггера 11 в требуемое начальное состогние (единичное, если

" 1" записана в разряд „), включением генератора 13 импульсов. На выхода . .20 устройства появляются ранжированные коды i признака, удовлетворяющие 10 условию ы (i") E (х >, х, 3 ..Необходимое время — (i, — i<) тактов генератора 13. б) ранжированием по частости кодов

i" в дифференциальном окне (Х„,Х,) 15 (пп, Ва За, Зб) . Операция требует (х, -х„)(i i<) тактов рабочего времени (если изменение кода ш (i" t), И (д") Е (х!„х, 1, .происходит через интервал т/2 после поступения™1" в 20 разряды i, и i регистра 7) .

9. Минимальную и максимальную частостим„,,„(i) и ш„,„„() кодов выборки, а также коды i признака, имеющие эти частости. Операция может 25 быть реализована несколькими способами, например путем ранжирования по частости кодов выборки в дифференциальных окнах (1,и,„,„(1)) и(и,„„,(i)u„) юсюх 30 цу У,. О.!(), ф=1

Первый же ксл 1,, (мин карлы отой

Т- 1 !, же частости, появившиегя на ныхопах

20, дает код (коды) признака, имеющий минимальную частость и . B BblTn l n борке. и его (их) частость равна коду х, установленному Hë входах

18 и 19; аналогично находятся коды (код) i и (его) частость п „,„(i)

Необходимое время +,„;„() +(ы„;я „()), х и рабочих тактов (плюс время на установку начального состояния).

Предлагаемое устройство имеет расширенные функциональные возможности. Применение его позволяет повысить надежность (достоверность) результата за счет того, что исходная информация не разрушается в процессе считывания, и может быть многократно использована для его выдачи (например, при передаче его в условиях шума). При больших объемах выборки, (W „ п) встречающихся например, при статистическом анализе изображений, устройство для операций 1-4 и 6-9 дает существенный выигрыш в производительности; для операции 5 (ранжирования по частости кодов выборки) она имеет. одинаковую производительность с известным (стройством.

Составитель В. Фукалов

Техред Ж. Кастелевич Корректор О. Билак

Редактор В. Иванова

Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий t13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 5262/36

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,