Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов

 

Изобретение относится к оптической вычислительной технике и может быть использовано при совместном анализе нескольких (до четырех) случайных процессов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет оценки четырехмерных плотностей распределения. Цель достигается за счет регистрации суммы восстановленных голограмм, которые были записаны при использовании двух двухкоординатных дефлекторов, управляемых исследуемыми сигналами. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„16052

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTÎPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ! 1О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4437763/24-24 (22) 21. 03. 88 (46) 07. 11.90. Вюл. 1Ф 41 (72) В.В.Хуторцев, К.А.Часнык и В.Н.Таран (53) 681.333 (088.8) (56) Катыс Г.П. Объемное и квазиобъемное представление информации.

N. Энергия, 1975, с. 172, рис.114в. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МНОГОИЕРНОЙ ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к оптической вычислительной технике и может быть использовано при совместном анализе нескольких (до четырех) случайных процессов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На фиг.l представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — схема формирования трехмерной плотности распределения, Устройство содержит размещенные последовательно на оптической оси лазер 1, первый оптический затвор

21, оптическую линию задержки, первое полупрозрачное зеркало 4,, второй оптический затвор 2>, первое зеркало 5», первый объектив 6, первую диафрагму 7,, полупрозрачный экран

8 и размещенные последовательно на дополнительной оптической оси за зеркалом 4 ослабитель 9, второе полу(1) G 06 Е 3/00, G 06 G 7/52 (57) Изобретение относится к оптической вычислительной технике и может быть использовано при совместном анализе нескольких (до четырех) случайных процессов. Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет оценки четырехмерных плотностей распределения. Цель достигается за счет регистрации суммы восстановленных голограмм, которые были записаны при использовании двух двухкоординатных дефпекторов,управляемых исследуемыми сигналами. 2 ил. прозрачное зеркало 5, второй объектив 6, вторую диафрагму 7, дискретный двухкоординатный дефлектор 10 и фоторегистратор 11, а также размещенные последовательно на дополнительной оптической оси за зеркалом

4 третий оптический затвор 2, третье 4> и четвертое 4» зеркала, двуккоординатный дефлектор 12, оптически связанный с экраном 8. Электронная часть устройства содержит матрицу !3, состоящую из и фотоэлементов, первый !4 и второй ч-разрядные счетчики, S-разрядный счетчик 16, элемент HJIH 17, первая и вторая группа элементов KIH 18 и !9, состоящих из q элементов в кажцой группе, четыре блока выборки-хранения 20 — 23, первый 24 и второй 25 ключи, (и+1) инверторов 26< — 26 +„, (и+2) преобразователей аналог — код

27» — 27! <, коммутатор 28, тп групп

1605266

50 регистров 29< — 29m, состояших иэ и регистров 30< — 30 в каждой группе и тактовый генератор 31.

Устройство работает следуюшим об5 разом.

Режим записи. На вход выбора режима работы подается постоянный сигнал, открывающий ключ 25 и через ин:вертор 26 закрывающий ключ 24. На входы блоков 20 — 23 поступают реа1 лизации случайных процессов, совместную плотность распределения которых необходимо определить. При поступле нии на пусковой вход генератора 31 пускового импульса он начинает генерировать тактовые импульсы. Каждый из них через открытый ключ 25 открывает затворы 2 < - 2 и обеспечивает прохождение световых импульсов, записывает очередной номер в счетчик 16, который перед началом работы находится в нулевом состоянии, открывает входы блоков 20 — 23, в которые запи" сываются и запоминаются до следующе- 25 го импульса мгновенные значения поступающих случайных процессов, дает команду на преобразование мгновенных значений процессов с выходов блоков

20-23 в коды, 30

Световой импульс после задержки, необходимой, чтобы завершились переходные процессы в блоках 20-23, 27„+1, 27д, поступает через зеркало 4,, ослабитель 9, зеркало 5, объектив

6, диафрагму 7 на дефлектор 10 и

35 осуществляет подсветку регистратора

1l опорным пучком света, наклон которого определяется мгновенными значениями случайных процессов на выходах блоков 20 и 21. Одновременно этот же световой импульс через зерМало 4, затвор 2, зеркало 51, объектив 6, и диафрагму 7 осуществляет когерентную подсветку экрана 8, на котором есть святящаяся точка, координаты которой определяются мгновенными значениями случайных процессов на выходах блоков 22 и 23. Диафрагмы 7, и

7 служа- для обеспечения высокого качества экспозиции. Световая точка формируется тем же световым импульсом, йрошедшим через зеркало 4 <, ослабигель 9, зеркало 5, затвор 25, зеркала 5 и 5 и дефлектор 12.

Таким образом, по мере поступления световых импульсов и отсчетов случайных процессов на регистраторе 11 осуществляется многократная экспозиция экрана 8 при переменном наклоне опорного пучка света от дефлектора

10 и различном положении светящейся точки, т.е. осуществляется некогерентное наложение изображений, После генерации генератором 31

2 -ro импульса сигнал с выхода переполнения счетчика 16 останавливает генератор и процесс формирования плотности вероятности прекращается.

При этом счетчик 16 переходит в нулевое состояние.

Если обозначить координатные оси четырехмерного пространства через

Х,Y Z Ò и поставить в соответствие пространству Х,У) плоскость экрана

8, а пространству IZ,T — множество углов отклонений опорного пучка, то оценка четырехмерной плотности вероятности для какой либо точки

Х;, Y;, Z<, T ) может быть определена по соотношению где n — количество точек на элементарной площадке экрана 8

jX Х; + оХ х х(Y>,Y> ++hY ( при одном из положений опорного пучка, определяемого значениями Z и Т, Д Е, Д Т вЂ” шаг дискретизации, обеспечиваемый, соответственно, преобразователями 27 +1 и

27 g+g

L — нормирующее значение, S — разрядность счетчика 16.

Выбор шага дискретизации углов наклона опорного пучка света $ Z ДТ задаваемых преобразователями аналог— код, осуществляется исходя из условия разрешения двух соседних иэображений.

Режим считывания. В режиме считывания на входе выбора режима работы сигнал отсутствует. Пусковой импульс запускает генератор 31, импульсы с выхода которого через открытый ключ

24 поступают на вход счетчика 15,на тактовые входы преобразователей

27< — 27> и коммутатора 28.

Кроме того, импульсы с генератора 31 поступают на затвор 21, обеспечивая формирование световых импульсов в канале, состоящем из линии 3 задержки, зеркала 4, ослабителя 9, зеркала 5g, объектива 6, диафрагмы

7, дефлектора 10 и регистратора 11.

1605266

Коды с выходов счетчиков 14 и 15 через первую и вторую группы элементов ИЛИ 18 и 19, соответственно,поступают на информационные входы деф5 лектора 10. Тем самым формируются все возможные угловые положения луча подсветки регистратора 11. Для каждо-; го углового положения луча в плоскости матрицы 13 формируется негативное иэображение экрана 8. Рабочую площадь одного фотоэлемента можно рассматривать как элементарную площадку в плоскости Х, 1 . Сигнал на выходе каждого фотоэлемента будет обратно 15 пропорционален количеству точек засветки, попавших на данную элементарную площадку при данном угловом положении луча на выходе дефлектора 10.

Сигнал с выхода каждого фотоэлемента через и инверторов, 26 < — 26 поступает на входы преобразователей 27 —

27„. Далее крды, пропорциональные количеству точек засветки на каждой элементарной площадке, т.е. пропорциональное оценке плотности распределения, записываются в регистры соответствующей группы 29 — 291ь„ поочередно подключаемые коммутатором

28. Режим считывания завершается после переполнения счетчика 14 и поступления импульса через элемент

ИЛИ 17 на вход останова генератора

31.

Таким образом, значения оценок четырехмерной плотности распределения записаны в регистрах групп

29 — 29>.

Так, например, рассмотрим работу устройства при определении трехмер- 40 ной плотности распределения. Пусть случайные процессы поступают на входы блоков 20,21,22, а на вход блока

23 подается некоторое постоянное напряжение, обеспечивающее фиксиро- 45 ванное положение опорного пучка по одной угловой координате, Предположим, что количество дискретных уровней, обеспечиваемых преобразователем 27 „, равно 4, 50 разрядность счетчика 16 — 6, а в процессе определения плотности вероятности были зафиксированы на регистраторе ll для каждого из положений опорного пучка, представленные на 55 фиг.2а,б,в,г. Каждую из фиксированных голограмм можно считать, освещая регистратор опорным пучком, развернутым на соответствующий угол ° формул а и з о б р е т е н и я

Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов, содержащее размещенные последовательно на оптической оси лазер, первое полупрозрачное зеркало, первое зеркало, первый объектив, первую диафрагму и размещенные последовательно на дополнительной оптической оси за первым,полупрозрачным зеркалом ослабитель,второе зеркало, второй объектив, вторую диафрагму и фоторегистратор, о т л ич аю ще е ся тем„что, с целью расыирения функциональных возможностей за счет оценки четырехмерных плотностей распределения, в него введены третье и четвертое зеркала, три оптических затвора, дискретный двухкоординатный деф Iектор, двухкоординатный дефлектор, полупрозрачный экран, оптическая линия задержки,матрица, состоящая из п фотоэлементов, первый и второй q-разрядные счетчики (q — число позиций развертки дискретного дефлектора), Я-разрядный счетчик (2 — число импульсов тактового генератора в цикле измерения), элемент ИЛИ, первая и вторая группы элементов ИЛИ, состоящих из q элементов в каждой группе, четыре блока выборки-хранения, первый и второй ключи, и+1 инверторов, и+2 преобразователей аналог — код, коммутатор, ш групп регистров (111 = 2 ), состояа9 щих из п регистров в каждой группе, и тактовый генератор, второе зеркало выполнено полупрозрачным, первый оптический затвор и оптическая линия задержки размещены последовательно на оптической оси перед первым полупрозрачным зеркалом, третий оптический затвор размещен за вторым зеркалом, двухкоординатный дефлек;ор,оптический вход которого оптически связан через четвертое и третье зеркала с выходом третьего оптического затвора, размещен между четвертым зеркалом и полупрозрачным экраном, который также оптически связан с первой диафрагмой и фоторегистратором, вход которого через дискретньп1 двухкоординатный дефлектор оптически связан с второй диафрагмой, а выход оптически связан с фотоэлементами матрицы, при этом выход тактового генератора соединен с электричес1605266 ким входом первого оптического затвора и информационными входами обоих ключей, причем управляющий вход первого ключа соединен с входами пита- 5 ния каждого фотоэлемента матрицы и через первый инвертор с управляющим входом второго ключа, который является входом выбора режима, выход первого.ключа связан со счетным входом второго q-разрядного счетчика, управляющим входом коммутатора и тактовыми входами и преобразователей аналог - код, информационные входы которых через и инверторов соединены с выходами соответствующих фотоэле-. ментов матрицы, а выходы — с информа-. ционными входами коммутаторов, выходы которого связаны с информационными входами ш групп регистров IIo и регист-gQ ров в каждой группе, выход второго ключа связан с электрическими входами второго и третьего оптических затворов, тактовыми входами (n+2} и (и+2)-го преобразователей аналог — 2 код, входами записи-считывания блоков выборки-хранения и счетным входом

S-разрядного счетчика, выход переполZg 3 . Зя нения которого через элемент ИЛИ связан с входом останова тактового генератора, второй вход элемента ИЛИ связан с выходом переполнения первого q-разрядного счетчика, счетный вход которого связан с выходом переполнения второго q-разрядного счетчика, выход первого и второго q-разрядных счетчиков связаны с первыми входами элементов ИЛИ соответственно первой и второй групп, выходы которых связаны с соответствующими информационными входами дискретного двухкоординатного дефлектора, вторые входы элементов ИЛИ первой и второй групп связаны с выходами соответственно (и+1) и (п+1)-ro преобразoвателей аналог — код, входы которых связаны с выходами соответственно первого и второго блоков выборкихранения, выходы третьего и четвертого блоков выборки-хранения связаны с информационными входами двухкоординатного дефлектора, а информационные входы блоков выборки-хранения являются информационными входами устройства.

1605266

Корректор М.Максимишинец

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 3455 Тираж 553 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, 1 1 н II

Г и на 101

Уу

Составитель Г. Зелинский

Техред M.дидшк

Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов Устройство для определения многомерной плотности распределения случайных процессов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для анализа сигналов, изменение которых носит случайный характер, например, при статистическом контроле, в приборах для выделения полезного сигнала на фоне помех, устройствах для обработки медико-биологической информации

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки физических сигналов

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при статистическом анализе и классификации случайных процессов

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для ранжирования сигналов, для выделения заданной порядковой статистики (минимума, максимума, медианы и т.д.) из множества аналоговых сигналов

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении автоматических систем распознавания случайных сигналов в масштабе реального времени

Изобретение относится к устройствам для оценки характеристик узкополосных случайных процессов при наличии помех и шумов и может быть использовано в вычислительной технике

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в стохастических оптимальных приемниках и системах автоматического управления

Изобретение относится к средствам передачи информации и может применяться для получения дополнительной информации, содержащейся в сигнале, например о его энергетическом спектре

Изобретение относится к вычислительной технике

Изобретение относится к области аналоговой и цифроаналоговой вычислительной техники и может быть использовано для решения широкого класса задач математической физики

Изобретение относится к электронике

Изобретение относится к средствам аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для измерения временных спектров изображения шероховатой поверхности, в частности морской поверхности

Изобретение относится к радиоэлектронике и оптической обработке информации и может быть использовано в радиосвязи, радиолокации и других областях применения радиосигналов с дискретно-частотной модуляцией

Изобретение относится к функциональной электронике, в частности к оптоэлектронике, и может быть использовано в автоматических следящих комплексах

Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники

Изобретение относится к вычислительным средствам обработки изображений и может быть использовано в системах предварительного анализа изобретений, распознавания образов

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптических корреляторах и системах оптической обработки информации

Изобретение относится к оптической вычислительной технике и может быть использовано в стохастических вычислительных машинах и при непараметрическом вероятностном анализе случайных последовательностей (ранговой фильтрации)

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в медицине при изучении рентгеновских снимков, при создании телевизионных автоматических систем анализа изображений, а также в металлургической, пищевой и других отраслях промышленности

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при разработке чисто оптических вычислительных машин
Наверх