Устройство для преобразования по функциям уолша

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, осуществляющих аппроксимацию кусочнолинейного типа, устройствах связи и преобразования информации, для спектрального анализа случайных сигналов. Цель изобретения - повышение точности восстановления сигналов за счет кусочно-линейной аппроксимации в базисе Уолша. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят элементы задержки 1, сумматоры-вычитатели 2 и сумматоры 3, 4, объединенные в операционные блоки 5. 1 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 06 F 15/332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ л2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4138561/24-24 (22) 20.10.86 (46) 30.09.88. Бюл. Р 36 (71) Институт технической кибернетики АН БССР (72) P..Х.Садыхов, С.А.Золотой и А.В.Шаренков (53) 681.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 922721, кл. С 06 F 15/332, 1982 °

Патент США У 3981443, кл. С 06 F 15/332, опублик. 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ПО ФУНКЦИЯИ УОЛША (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, осуществляющих аппроксимацию кусочнолинейного типа, устройствах связи и преобразования информации, для спектрального анализа случайных сигналов.

Цель изобретения — повьппение точности восстановления сигналов за счет кусочно-линейной аппроксимации в базисе Уолша. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят элементы задержки

1, сумматоры-вычитатели 2 и сумматоры 3, 4, объединенные в операционные блоки 5. 1 ил.

1427385

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной технике и может быть использовано в аппроксимирующих устройствах кусочно-линейно5

ro типа, устройствах связи и преобразования информации, для спектрального анализа случайных процессов.

Цель изобретения — повышение точности (восстановления сигнала за счет 10 кусочно-линейной аппроксимации в базисе Уолша) .

Разложение произвольного сигнала

Р в базисе кусочно-линейных функций

Уолша в матричном виде можно предста- 15 вить в виде, где

F"-ÑÐ, (1) где Fвектор-строка из отсчетов восстанавливаемой функции, вектор-строка коэффициентов разложения; матрица преобразования по интегральным функциям Уолша, для N = 4 вид 25

P— имеюп(ая

1 2 3 4

1 2 1 0

1 0 -1 0

1 0 1 0 (2) 4

Матрица (2) факторизуется, что допускает построение быстрой вычисли1 тельной процедуры, которая может быть записана в виде рекурентных соотношений:

nk« Л - k+ < <1-3Е

Х(Т+? 2 )+X(I+L 2 +2 )

X(I+L 2 ), Х())+Х()+2 ) — Х(3), I (4) где k=1 и

I=O 2" -1, 1.0 2 -1

2 =O,N-1-2"

Рассмотрим процедуру восстановления функции F на основании (3) и (4) для N=4

Используя преобразование (3), на первом шаге будем иметь

С< +C31 (3)

X(I+L 2 )+Х(1+1. 2 +2 ) — 40

Х(<.+? 2 +2 ), Далее выполняется (4)

При k 2, используя (3), получим

I 1 2 4

Далее, применяя (4), будем иметь

< I 1 + 1» 4. « у

F, F Г, где F — восстановленные отсчеты вектора F, На чертеже представлено устройство для преобразования по функциям

Уолша.

Устройство содержит элементы 1 задержки, сумматоры-вычитатели 2, сумматоры 3 и 4 в соответствующих операционных блоках 5.

Уст ойство для преобразования по функциям Уолша работает с„педующим образом, Значения коэффициента С< С,..., Сд последовательно поступают на вход первого яруса (n=1) устройства, длина элемента 1 задержки которого равна N/2. Через N/2 тактов на входы сумматора-вычитателя 2 первого яруса поступят коэффициенты С, и С«<2, далее С и С«1 +< и т.д. При этом на

I выходах суммы (+) и разности (-) сумматора-вычитателя 2 первого яруса будут сформированы (С, +С<<() H (С<-С «2 ), (С +СM(4< ) и (С -С н<+4, ) т.д. соответственно. На выходе сумматора 3 первого яруса формируются первые частные суммы f<, К а на выход сумматора 4 первого яруса информация пройдет без изменения, поскольку на второй вход его поступает нулевой код. С выхода сумматора 3 первого яруса информация поступает на вход нечетного операционного блока второго яруса, а с выхода сумматора

4 - на .вход четного операционного блока второго яруса. Поскольку размерность преобразуемой информации во втором ярусе уменьшена вдвое, то длина элемента 1 задержки второго яруса равна N/4, остальные блоки второго

385

Формула изобретения

Составитель А.Баранов

Редактор О.Спесивых Техред g.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4854/46 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1427 яруса идентичны блокам первого яруса и работают аналогично.

При размерности преобразуемого

«4

tl вектора с равной 2 на выходе и-го

5 яруса устройства через N тактов будут сформированы отсчеты вектора F. Следует отметить, что операционные блоки всех ярусов работают ицентично за исключением последнего (2 )-ro бло- 10 ка в каждом i-м ярусе, на второй вход сумматора 4 последнего блока в ярусе поступает нулевой код, т.е. сумматор

4 передает информацию на выход без преобразования. Длина элемента задерж 15 ки в j-м операционном блоке i-го яруса равна N/2 .

Устройство для преобразования по функциям Уолша, содержащее и групп по

2 операционных блоков в i-й груп,п пе (i 1,п, 2 — порядок преобразования), причем первый вход первого . .; 25 операционного блока является информационным входом устройства, 1-ми (1

1, 2 ) информационными выходами первой и второй групп которого являются соответственно первый и второй выходы 1-го операционного блока и-й группы, первый и второй выходы j-го операционного блока k-й группы (j — 1, 2", k = 1, n) подключены к первым входам соответственно (2j-1)го и 2j-ro операционных блоков (k+

+1)-й группы, при этом j-й операционный блок содержит элемент задержки и сумматор-вычитатель, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, второй вход (2j-1)-ro операционного блока k-й группы подключен к третьему выходу 2)-го операI иионного блока k"é группы, при этом в j-й операционный блок введены первый и второй сумматоры, причем второй вход сумматора-вычитателя соединен с входом элемента задержки и является первым входом операционного блока, первым и вторым выходами которого являются выходы соответственно первого и второго сумматоров, первые входы которых подключены к выходу разности сумматора-вычитателя, выход суммы которого подключен к второму входу первого сумматора и является третьим выходом операционного блока, вторым входом:которого является второй вход второго сумматора.