Коррелометр

 

Изобретение относится к области специализированным средствам измерительной и вычислительной техники, предназначенной для аппаратурного определения функции корреляции случайных процессов с различными видами статистики. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем определения нелинейной взаимосвязи. Цель достигается тем, что в коррелометре вычисляется информационная мера корреляции - коэффициент нормированной информации. Коррелометр содержит блоки 1, 2 определения начальных моментов, блоки 3, 8 вычисления натурального логарифма, делители 4, 7, 9, интерполяторы 5, 10, сумматоры 6, 11, вычитатель 12, регистр 13, синхронизатор 14. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (192 (1!2 (5)2 4 С 06 F 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4262926/24-24 (22) )1.05.87 (46) 07.05.89. Вюл. ¹ 17 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Е, Гвоздев, Ю.Е. Алыпов, С.В. Фатиков, Г.А, Шипулин и Д.Г, Евсеев (53) 68).3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 117)806, кл. G 06 F 15/336, 1984, Авторское свидетельство СССР № )233)64, кл. С 06 F 15/36, !984. (54) K0PPFJI0METP (57) Изобретение относится к специализированным средствам измерительной и вычислительной техники, предназначенной для аппаратурного определения функции корреляции случайных процессов с различными видами статистики.

Целью изобретения является расшире-. ние функциональных возможностей путем определения нелинейной взаимосвязи, Цель достигается тем; что в коррелометре вычисляется информационная мера корреляции †. коэффициент нормированной информации, Коррелометр содержит блоки 1,2 определения начальных моментов, блоки 3,8 вычисления натурального логарифма, делители 4,7,9, интерполяторы 5, IO, сумматоры 6,11, вычитатель 12, регистр 13 синхронизатор 14, ил, 1478225

Изобретение относится к специализированным средствам измерительной и вычислительной техники, предназначенной для аппаратурного определения функции корреляции случайных процессов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определенная нелинейной взаимо- 10 связи, Ца чертеже приведена функциональная схема коррелометра.

Коррелометр содержит блок 1 и 2 определения начальных моментов, блок 15

3 вычисления натурального логарифма, делитель 4, интерполятор 5, сумматор

6, делитель 7, блок 8 вычисления натурального логарифма, делитель 9, интерполятор 10, сумматор ll, вычи- 20 татель 12, регистр 13 и синхронизатор 14, Работа коррелометра основана на том, что для измерения взаимосвязи между случайными величинами Х и 7 25 используется информационная мера (коэффициент нормированной информации)

R/

H(Y) -H(Y/Õ) H(Y/Х)

П Ц H(Y) 30 — — 1 — —,,(1) где П(У) — энтропия величины У;

H(Y/Х) — условная энтропия Y npu известном Х, основанная на информационных ста- 35 тистиках Шеннона.

Для определения значений j(Y), H(Y/Х) требуется знание законов распределения F(Y), F(Y/Х), которые в общем случае могут быть неизвестны, 40

В основу коррелометра положено использование информационного подхода для аппроксимации законов распределения, Исходными данными для построения оценок при этом выступают значения 45 математического ожидания, среднеквадратического отклонения законов распределения, а также границы области возможных значений случайных величин.

Если, в частности, случайные величины изменяются в диапазоне (-, ), то значение коэффициента нормированной информации (1) совпадает со значением коэффициента корреляции. При использовании информационного подхода55 для аппроксимации законов распределения энтропия случайной величины определяется по формуле

1-1=-S +1пб, (2) где S — энтропия случайной величины в случае, когда среднеквадратическое отклонение припимается равным 1.

С учетом этого (1) преобразуется

К

S y/„+1 ïÜó)„ (3)

Бу+1пбк где бу/ — значение среднеквадратического отклонения величины при заданном Х;

Gy — среднеквадратическое отклонение величины Y.

Б коррелометре используется зависимость эталонных значений энтропии

Н I(S î r Q, (для случая единичного значения среднеквадратического отклонеИ ния), где, — нормированное значение математического ожидания, равное 1 /(, Коррелометр работает следующим образом.

Значение случайной величины Y/Õ поступает на информационный вход блока 1 определения начальных моментов °

При поступлении импульса с первого выхода синхронизатора на тактовый вход блока 1 определения начальных моментов на первом его выходе появляется код, равный значению среднеквадратического отклонения 5ур поступающий на информационный вход блока 3 определения натурального логарифма и вход делителя 4. На втором выходе блока 1 определения начальных моментов появляется код, равный значению математического ожидания Я, поступающий на вход делимого делителя 4, По импульсу с второго выхода синхроI низатора 14, поступающему на тактовые входы делителя 4 и блока 3 вычисления натурального логарифма, на вы-. ходе делителя 4 формируется сигнал, равный нормированному значеН нию математического ожидания 1 =

= Q,/ 8, поступающий на первый информационный и вход сумматора 6. Значение Ъ< с выхоpà делителя 4 поступает на информационный вход интерполятора 5, По окончании цикла работы интерполятора 5 на его выходе появляется код, равный эталонному значению энтропии

Я„/„, поступающий на второй информационный вход сумматора 6. При поступ1478225

Составитель В. Орлов

Редактор И. Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор M Самборская

Заказ 2365/49 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 лении импульса с четвертого выхода синхронизатора 14 на тактовый вход сумматора 6 на его выходе формируется сигнал, равный значению энтропии Н /„ согласно (2), поступающий на вход делимого делителя 7.

Работа канала обработки случайной величины 7 аналогична. Сигнал, равный Ну согласно (2), с выхода сумматора 11 поступает на вход делителя делителя 7. При поступлении импульса с пятого выхода синхронизатора !4 на тактовый вход делителя 7 на его выхо- 1 де появляется сигнал, равный значению Ну/ /Н, поступающий на вход вычитаемого вычитателя 12 на вход уменьшаемого которого из регистра 13 памяти поступает единичный код, По импульсу с шестого выхода синхронизатора 14 на выходе вычитателя 12 появляется значение коэффициента нормиро-, ванной информации Кф

Формула изобретения

Коррелометр, содержащий первый блок определения начальных моментов, два блока вычисления натурального 30 логарифма, первый делитель, два сумматора, вычитатель, регистр, синхронизатор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения нелинейной взаимосвязи, в него введены второй и третий делители, второй блок определения начальных моментов и два интерполятора, причем информационные входы первого и второ- 4П го блоков определения начальных моментов являются соответственно первым и вторым информационными входами коррелометра, выходы математического ожидания первого и второго блоков определения начальных моментов соединены с входами делимого с оответственно первого и второго делителей, выходы среднеквадратического отклонения первого и второго блоков определения начальных моментов соединены с входами делителя соответственно первого и второго делителей и информационным входом соответствующего блока вычисления натурального логарифма, выходы первого и второго блоков. вычисления натурального логарифма соединены с ° первыми входами соответственно первого и второго сумматора, вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго интерполяторов, информационные входы первого

-и второго интерполяторов соединены с выходами соответственно первого и второго делителей, выходы первого и второго сумматоров соединены соотвественно с входами делимого и делителя третьего делителя, выход которого соединен с входом вычитаемого выФ читателя, вход уменьшаемого которого соединен с выходом регистра, выход вычитателя является выходом коррелометра, первый выход синхронизатора соединен с тактовыми входами первого и второго блоков определения начальных моментов, второй выход синхронизатора соединен с тактовыми входами первого и второго делителей и первого и второго блоков вычисления натурального логарифма, третий выход синхронизатора соединен с тактовыми входами первого и второго интерполяторов, четвертый выход синхронизатора соединен с тактовыми входами первого и второго сумматоров, пятый выход синхронизатора соединен с тактовым входом третьего делителя; шестой выход синхронизатора соединен с тактовым входом вычитателя.