Устройство для классификации нестационарных случайных процессов

 

Изобретение относится к специализированным устройствам вычислительной техники. Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности обр аботки случайных процессор имеющих произвольный закон распределения и содержащих нестационарные составляющие . Принцип функционирования устройства основан на вычислении функции правдоподобия на основании оценок многомерных маргиналыалх функций плотности условной вероятности случайных процессов первого и второго классов, преобразованных к релейному виду. С этой целью дополнительно введеШ) фильтр юлсокой частоты, блок памяти, логические элементы. Функция правдоподобия вычисляется рекурентно, текуинй результат накапливается на выходе сумматора, на S каждом шаге сравнивается с порогам, и на основании сравиения наблюдаемая реализация относится к одному из двух классов либо продолжается рекуррентная процедура вычислвимя функции правдоподобия. 2 ил. Од 4 со сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИЙМОТИА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3911250/24 — 24

-(22) 13.06.85 (46) 30.10.86. Бюл. У 40 (71) Иосковский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (72) Д. К. Чернышев (53) 68!.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 830399, кл. G 06 F l5/36, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 888133, кл. G 06 F 15/36, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ

НЕСТАЦИОНАРНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к специализированным устройствам вычислительной техники. Цель иэобретения— расширение функциональных возможностей устройства за счет воэможности обработки случайных процессор, имев- .

„„Я0„1267435 А 1 щих произвольный закон распределения и содержащих нестационариые составляющие. 11ринцнп функционирования устройства основан на вычислении функции правдоподобия на основании оценок многомерных маргинальных функций плотности условной вероятности случайных процессов первого и второго классов, преобразованных к релейному виду. С этой целью дополнительно введены фильтр высокой частоты, блок памяти, логические элементы.

Функция правдоподобия вычисляется рекурентно, текущий результат накапливается на выходе сумматора, на каждом шаге сравнивается с пороганя, на основании сравнения наблюдаемая реализация относится к одному иэ двух классов либо продолжается рекуррентиая процедура вычисления функции правдоподобия. 2 ил.

67435

1 l2

Изобретение относится к специализированным устройствам вычислительной техники и может быть использовано дпя реализации процедуры двухальтернативной классификации случайных процессон, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства эа счет воэможности обработки случайных процессов, имеющих произвольный закон распределения исодержащих нестационарные составляюшие.

Принцип функционирования устройства основан на вычислении функции правдоподобия на основании оценок многомерных маргинальных функций условной плотности вероя-.íîñòè случайных процессов первого и второго классов, преобразованных к релейному виду

Функция праноподобия вычисляется рекуррентным путем ,L(n+1)= (п)+ L(n+I), (n+I) оценивается по формуле, („,) „Р,(.„ / ....р... ) 1=const,.

Выбор параметра 1! и соответствующих оценок функций условной плотности нероятности позволяет адаптировать процедуру для классификации конкретных типов случайных процессов.

На каждом шаге рекурсии величина

1(n+I) сравнивается с двумя порогаи 1 согласно последовательно2 му решающему правилу Вальда.

На основании результатов сраннения принимается решение о принадлежности наблюдаемой реализации к одно му из двух классов или продолжается рекуррентная процедура вычисления функции прандо»одобия. разрешения сдвига регистра сдвига, вход 22 запуска, тактовый вход 23 накапливающего сумматора, тактовый вход 24 элементов сравнения, входы

25 — 27 разрешения записи первого третьего регистров соответственно, входы 28 и 29 задания первого и второго порогов, нход 30 задания параметра Р, выходы 31 и 32 фиксации перного и второго классон процесса, нход 33 останова, вход 34 разрешения записи первого порога, вход 35 разрешения второго порога, вход 36 разрешения эапи"и значения параметра, выход 37 разрешения считывания, третий триггер 38, счетчик 39, второй триггер 40, третий — пятый элементы И 41 — 43 соотнетстненно, генератор 44 тактоных импульсов, второй элемент И 45, первый 46 и второй 47 элементы задержки, шестой элемент И 48, третий элемент 49 задержки. у Устройство работает следуюшим образом.

Перед началом работы триггер 12 устанавливается в "0" управляющим сигналом с входа останова 33, элемент И II закрывает тактовый выход

30 генератора 44, на вход 20 порогового элемента 2 BE! поступают. управляющие импульсы, информация не поступает н регистр 3 входы 25 — 27 разрешения записи ретистрон 15 — 17 открыты, соотнетстненно на информационные параллельные входы 28 — 30 подаются соответствующие коды, на входы 34 — 36 устройства подаются упранляющие импульсы и производится

ХД запись кодов в регистры (нходы 34

36 разрешения записи регистров 15

il7 разделены для того, чтобы обеспечить возможность перезаписи информаНа фиг. I, Ъ изображена структур" ная схема устройства. ñTðoHc o содерт > »b р сокой частоты, пороговый элемент 2, регистр 3 сдвига, коммутатор 4, блок 5 памяти, накал»инающий сумматор 6, первый 7 и второй 8 элементы сравнения, первый и второй элемент

HE 9, 10 соответственно, первый элемент И 11, первый триггер 12, первый элемент ИЛИ 13, четвертый триггер 14, первый - третий регистры 15 - 17 соответственно, второй элемент ИЛИ 18, информационный вход 19, тактирукщий вход 20 порогового элемента„ вход 21 ции н один или два из трех регист рон). Полный цикп рабаты устройства состоит из нулевого цикла и m циклон, н результате каждого из которых происходит фиксация класса случайного процес а, поступающего на вход устройства . Полный цикл начинается с момента поступления импульса на вход 22 запуска устройства и оканчивается н момент поступ»ения импульса на вход 33 останона устройства. В общем случае ш — случайная величина, определяется временем между моментами поступления импульсов управления на вход запуска н вход останова, а

3 1 также характером обрабатываемой информации. После поступления управляющего импульса на вход 22 начинается нулевой цикл работы устройства. При этом триггер 12 устанавливается в

11 I I

1, последняя на выходе 37 разрешения считывания означает, что устройство приступило к анализу входной информации, триггеры 38, 40, 14 и счетчик 39 устанавливаются в "0", сбрасывается в "0" информация в регистре 3 и в накапливающем сумматоре 6, входы раэрешения записи регистров 15 — 17 закрываются, аналоговый сигнал, поступающий на информационный вход 19 устройства, обрабатывается фильтром 1 высокой частоты и поступает на информационный вход порогового элемента 2, на тактирующий вход 20 порогового элемента начинают поступать импульсы с генератора 44 импульсов, дискретные отсчеты z, с выхода порогового элемента 2 поступают. на информационный вход последовательного кода регистра. Э сдвига, для синхронизации работы порогового элемента и регистра сдвига введен элемент 46 задержки, с каждым импульсом на управляющем входе регистра 3 сдвига информация сдвигается на 1 бит, а также в освободившийся крайний бит регистра сдвига записывается текущее значение z одновременно управляющий импульс поступает на счетный вход счетчика 39. В нулевом цикле триггер 14 находится н "0". Закрывая тактовый вход 23 накапливающего сумматора 6, н течение всего нулевого цикла на выходе последнего сохраняется значение, равное нулю. При этом на выходах 31 и 32 фиксации сохраняются нулевые потенциалы.

В блоке памяти сохраняется множе" ство значений оценок

P(z;,,/z;, z; (, z; I1 ) на управляющие входы коммутатора 4 из регистра !7 поступает код параметра 1, неизменный за полный цикл работы устройства, коммутатор 4 соединяет соответствующие третьему порогу разряды информационного выхода параллельного кода регистра 3 с адресными входами блока 5 памяти, с приходом новой кодовой комбинации на информационном выходе параллельного кода сдвигового регистра. через время задержки коммутатора 4-и через время

267435 4 выборки блока 5 памяти на информационном выходе последнего появляется код соответствующей оценки. После того, как регистр 3 полностью заполнится входной информацией на выходе переполнения счетчика 39 поянится

"1" которая перебросит в 1 триггер 14, при этом откроется тактовый вход 23 накапливающего сумматора 6.

Элемент 47 задержки служит для согласования работы сднигового регистра и сумматора. Момент прихода первого импульса на тактовый вход 23 накапливающего сумматора 6 соответствует началу первого цикла работы устройства, Прн появлении "0 1 на выходах 31 и 32 процедура вычисления функции

II II и р андоподобия продолжается, н а выходе 3 1 соответствует фиксации

11 11 первого класса процесса, 1 на выходе 3 2 — фиксации н то рого класса процесса . Сигнал с информационного выхода накапливающего сумматора 6 поступает на элементы 7 и 8 с равне.ния . Третий элемент 49 задержки служит дл я синхронизации работы на капли нающе го сумматора и элементов ср аннения . В случае фиксации первого класса процесса чер е э элемент НЕ 9

30 и элемент ИЛИ 18, а н случае фиксации второго класса процесса через элемент ИЛИ 18 элементы сравнения сбрасывают информацию в накапливающем сумматоре н "011, подготавливая устройство для нового цикла работы.

С приходом тактового импульса на элементы 7 и 8 сравнения через элемент И 45 и элемент ИЛИ 13 триггер

38 или триггер 40 (если зафиксирован первый или второй класс процесса соответственно) устанавливается н 1011, что означает начало очередного цикла работы устройства °

Управляющий импульс на входе 33 останова сбрасывает в "0" первый триггер 12, выход которого закрывает генератор 44 импульсов, потенциал на выходе 37 разрешения считыва-. ния становится равен нулю, при этом устройство ие обрабатывает поступающую на информационный вход 19 информацию.

Формула изобретения

Устройство для классификации не- стационарных случайных процессов, содержащее генератор тактоных им5 12674 пульсов, первый триггер, три элемента задержки, три регистра, регистр сдвига, два элемента ИЛИ, накапливающий сумматор, три элемента И, причем выход генератора тактовых импуль5 сов соединен с первым входом первого элемента И, второй нход которого соединен с прямым выходом первого триггера, выход первого элемента И соединен с входом первого элемента за- 10 держки,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет воэможности обработки случайных процессов, имеющих произвольный закон распределения и содержащих нестационарные составляющие, в него введены фильтр высокой частоты пороговый элемент, коммутатор, блок памяти, два элемента сравнения, два элемен- рб та НЕ, второй, третий, четвертый триггеры, счетчик и четвертый, пятый, шестой элементы И, причем вход фильтра высокой частоты является информационным входом устройства, 25 выход фильтра высокой частоты соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с входом последовательного кода регистра сдвига, выход параллельного кода которого соединен с информационным входом коммутатора, выход которого соединен с адресным входом блока памяти„ выход которого соединен с первым входом накапливающего сумматора„ нхоф параллельного кода первого ре-. гистра является входом задания первого порога устройства, вход парал. лельного кода второго регистра является входом заданного второго порога устройства, вход параллельного кода третьего регистра является входом задания параметра Г устройства„ выход третьего регистра соединен с управляющим вход8м коммутатора, выходы первого и второго регистров соединены с первыми входами соответственно первого и нторого элементов, сравнения, вторые входы которых соединены с выходом накапливающего сум5Î матора, выход первого элемента сравнения соединен с входом первого: элемента НЕ и Первым входом второго элемента И, выход второго элемента сравнения соединен с входом второго элемента ME входом установки н "1 и н 55 второго триггера и первым, входом первого элемента ИЛИ, выход которого

35 Ь соединен с входом сброса накаплйнающего сумматора, выход первого элемента НЕ соецинен с нходом установtt tl ки в 1 третьего триггера и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента .НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым нходом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки н "0" второго и третьего триггеров, вход установки в "1 первого триггера входы установки в "0 счетчика, четвертого триггера, регистра сдвига, второй вход второго элемента ИЛИ1 третий вход первого элемента ИЛИ являются входом запуска устройства, первый вход третьего элемента И является входом разрешения записи первого порога устройства, первый вход четвертого элемента И является входом разрешения записи второго порога устройства, первый вход пятого элемента И является входом разрешения записи значения параметра 2 устройства вход установки в "0" первого триггера является входом остановки устройства, инверсный выход первого триггера соединен с вторыми входами третьего, четвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены с входами разрешения записи соответственно первого, второго и третьего регистров, выход первого элемента И соединен с тактовым входом порогового элемента, выход перного элемента задержки соединен с входом разрешения сдвига регистра сдвига, со счетным входом счетчика и через второй элемент задержки — с первым входом шестого элемента И, выход переполнения счетчика соединен с входом установки н "1" четвертого триггера, прямой выход которо- . го соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с тактовым входом накапливающего сумматора и через третий элемент задержки с тактовыми входами первого и второго элементов сравнения, прямой выход первого триггера является выходом разрешения считывания результата устройства,. прямой выход третьего триггера является выходом фиксации первого класса процесса устройства, прямой выход второго триггера является выходом фиксации второго класса процесса устройства.

1267435 фие 1.

Составитель В. Орлов

Редактор Н. Слободяник Техред А.Кравчук Корректор E- Рошко

Заказ 5777/48 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, ужгород, ул. Проектная, 4