Устройство для формирования информативных признаков

 

Изобретение относится к технической кибернетике и вычислительной технике и может быть использовано в распознающих системах. Цепь изобретения - упгощанме устройства достигается введением блока памяти, двух счетчиков, генеоатора тестовых импульсов, триггера, четырех элементов задеожки, г,зух элементов ИЛИ и элемента И, что позволяет использовать в качестве бт.чз памяти для изгЬоахснчч п повое ЗУ. 1 ил

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК (51)5 8 06 K 9/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОГ1 И САН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

g! =- g T(x) /! (L„j„), К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4677696/24 (22) 11.04.89 (46) 30.12,.91, .Бюл, .N 48 (71) Особое конструкторское бюро "Миус" при Таганрогском радиотехническом институте им, В,Д, Калмыкова (72) Ю,Н. Ефимов (53) 681.327,12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 924726, кл, G 06 К 9/62, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1361592, кл, G 06 К 9/36, 1986.

Изобретение относится к технической кибернетике и вычислительнол технике и может пр!лменяться в распознающих системах.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже представлена блок-схема.

Устройство содержит блок 1! памяти, генератор 2 случайных чисел, мультиплексор 3, первый счетчйк 4, второй счетчи.с 5, третий счетчик 6, четвертый счетчик 7, первый реглстр 8, второй регистр 9, дешифратор 10, преобразователь 11 кода, сумматор 12, компаратор 13, генератор 14 тактовых импульсов, триггер 15, первый элемент 16 задержки, второй элемент 17 задержки, третий элемент 18 задержки, четвертый элемент 19 задержки, пятый элемент 20 задержки, группу элементов И 21, первый элемент И 22. вторсй элемент И 23, первый элемент ИЛИ 24, второй элемент ИЛИ 25,, третий элемент ИЛИ 26.

Предлагаемое устройство работает в соответствии со следующим алгоритмом.

„„БЦ,,„, 17024ОО А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ИНФОРМАТИВНЬ! Х ПРИЗНАКОВ (57) Изобретение относится к технической кибернетике и вычислительной техни";8 и может быть использовано в распозна!ощих системах. Цель изобретения — уп ров 8íие устрой.тва достигается введением блока памяти, двух счетчиков, генератора тактовых импульсов, триггера, четырех элементов задержки, двух элементов ИЛИ и элемента И, что позволяет использоват; а кач8стве оп о! а памят!i! дл я изооUаx_#_ен!".я т," повое ЗУ, 1 ил.! !р! 0буч8нии мнoÃoj JBTj пр8дъявл!яются:", зображения," обу-;а!ощой выборкл и Л каждый раз при предьявлении всех изображений обучающей выборки вычисляется вес

gj 10 .ЬОРМУЛ8 где суммирование осуществляется по вс;м лзображениям об !а!ошей:.— !бсрк!-..; !(у) означает фучкци!о при: ал:;8ÿíîñòè, р=.аную

+1 или — !. в зависимост!л От !!р!!надле) -!0 сти изобр ..ж ения к тому или ином; образу; !

/!(,X — ."iêô0ðìýTèâный признак, j:e;-:ный

+1 ил!! -1 !! зач!!сящ!!й от компоте!!;ов

xj и-0<+pBR8!j!!A X и 01 некотооОГО г!Орамет ра . Пр:; з .ом параметр L вырабатывается

cA) !8j! jь!м Образом. Из многих вь!Числ8нных таким образсм 8c09 gj от,!!рвется и фиксируется в памяти часть весов, име!оших Максимал.,;:b,8 мод;ли. Одновременно с весом 9! фиксируется соответствующий параметр .

При pÿñïñçêàâàнии некоторого изображения у формируется сумма

"i/ 02400

Х gi Ð(!,,";:/ !10 1!,åf! ЗВФиксиаованнык1 в

ГlаМЛТИ Вг-.;г1/«»!, ЯНг:.;» ГОЙ С,jММЫ ПР!" НИМВЯТся 3а jt) ;.,!: и! ;-, I !9!«! !i pf,"!Г)к !! >с и.-jl ffj; j 9, (1, .:! («») 5!

:! i! 0r, 0l 8 !.1 г» !9 ЯЦЛ.-,4;-ае/90Ь!,/С-! РайJ стве,,;,.-р!.,;: р.,;.-;"!;!инсйные иифармативИЬ.Е Г!Ригнi=" Kti, 0 ЯСТL Iiо!,=.1.ГаКИ, Эначе/1йЯ

/)Г(!,v Ка-9-0-»к1;;;-: гэг105!т 01 СОВОК. ПНЯCTM КОМпонен !-08 1! !130брэ«КЯ::-0!я, ле)ка/ц!! : на неf(0!0Ð0j/I О!9! 00 / Л!-!! 9И с»с!!!г;) КЕI! Ле

f90!;/iGf»!- Яй а! : 0008!1."-.8! С ЯI Па РЯ!.9, Т!. ОМ

311аг!8!!!«8 Г1,1! !!!81:" /г/3 0., 1 ) ОНРЯДеллЯТСЯ В rf/0T8! С i "., Г:!18ВИЛОМ!

" Р

/р / (»«! -" . . !«г(!,j )

fTj; !т! 9 -. П ) !

1- „Г! н (!-Х Г!; !Tl iÃÏ:/ ! (3)

20 с»!

j/» !!,,! «» = — », «г.. 2! R,; < I! ..

»/с t !»Оi! ст Ва jла) .::Ят P/абйтс ". ь В ОДнс:! ii !n!3

ТрЯХ !18жи!Иэв: П0"IЗМЯ !930брс!ЖЯН198, ОЬ,гче - 10 !

Ь!ИЯ, ОВСПОзi!8 8 8 IIË5j.

Р/1ж!«ifn Г!Оие;;,;., 93абс)а)!КЯ;-!Ия обЯСПЯЧ!ИВается пара-.::.й постоянного потенциала иа шестой управ. lя !Tj «. In!n Вход б/!Ока памятli 1

И Иl!ИЦИИ 1»/!О!!18ГО;1М;!»/ЛЬСа Нсз "!81/ЗЯРТЬ1й 45 )/и!зав/!я!!О .ь1иЙ вход. !Отянциал нл шестом

УпРаьлЯ!ОL!j8M 8) 0+8 )f}0ff8 памлти Дейс f Q»)/ ет в те,;-.:-:ие всего периода записи изображения. !4!1-!9/!!9!9!!ру!О::ц1!й им;,ульс, поданный ,на четвертый управляющий вход, г!райдет 50

ЧЕр83 т-.!ЕТ!ЛЙ ЭЛЕМЕН.! 1, !Л!/! 26 И с!ЯГ!83 этарой /98vi8f. ò !4!./!14! 25 на вход сбрОс т!эиГГерл

15. Триггер !5, г!Ярейдя в нулевое состояние, закроет второй элемент И 23. !//мг1ульс с выхода тротьега элемента ИЛИ 26 посту- 55 пит так)ке .:э ус. Вн.!!10чн!«!8 в) .оды третьего

И Четг:.Яр Îf !! С I"- «Чj/jj .OI3 6 И /, 9fC!BHQFlfnB 1/!«Х В исхадиыг»,,:,! левые состояния. !«1мГ1ульс с

ВЫХОда —,Г»8; jyf»j f»»/ Е;«!««г!Тз з г/!Л /! « 6 Задяржаниый в!О;,,ыin эл:-«мент=м задержкл 17 иа

ГД8 (/» Ч! !С/" Г ЯД!1Н!1 !. -IЫХ КОМПОНеtПОВ Иза !

0 Р 8 же н и Я, f i 8) j» 8 8 9.»! н а к 0 9 в 0 и л!л н и и; R jj iiiCfl0 ЯДИНИЧНЬ!Х КО!»9П09!ЯНТОВ ВСЯГО ИЗОбоажен! Iя; Г !. .." рз ij»rj .:Оь рас9 ра I!О Го!р19

".ОН /а/!И ".:,:. ; -",/!, Саатветг)ТВ.-:.i! t0 1-!8 .i(,с/Кii :, :„,. :, :"...!!!3 !Вг!;iс! С!»8ДЬ!3»fi0 С, ilа!! !3Ь! !

0c, 3МЯ " ; .,С 0 JL 1 0 000 . nit I 8 /!08 3fI81 и/- !Х

«« /

ОЛИI-!ак гв! и G8 .i!bi 8Y8f1!3fIj«9 /1Ва, К!Л Т. 8, ! п9; = jfj:=":, 91 эт,»;«!/ случае правила (У!

« праобр".:.";Я-т!-.5I . =иду времл установки т ретьего, четвертого счетчиков 6 и 7 поступит нз сдин ичный Вход трлггера 15, Триггер 15, перейдя в единичное состояние, будет поддер)кивать второй элемент И 23 открытым и импульсы с непрерыв !О работающего генератора 14 тактовых импульсов начнут поступать в устройство.

При этом каждь и тактовый импульс поступает на счетный вход третьего счетчика 6. лмпульсы переполнения третьего счетчика

6 падсчитыва!Огся четвертым счетчиком 7.

Числ" разрядов в третьем и четвертом счет-,иках равны !3 и i/j соответственно, причем

13+ !4 = t, другими словами, третий и четвертый счетчики можно рассматривать как счетчик, считающий по модулю, равному размеру растра по гориза1 тали, Третий и

:".твертый счетчикл образуют счетчик адреса ячелки эапомина!ощега устройства 1, при этом третий счетчик 6 формирует младшие разряды адреса, а четвертый счетчик 7— старшие разрядь! адреса. Очередной тактоВый импульс, задер)канный третьим элементом задержки 18 на время переключения третьего, четвертого счетчлкав„ подается на разрешающий вход блока ", памяти. Работа источника изображения синхронизирована с работой устройства таким образом, что к ма.::янту Годачи импульса на разрешающий

Вход 38ïîìjëtiàj0ù8ã0 устройства 1 на его информационные входы подается очередной столбец изображения. Таким образом, каждый тактовый лмпульс вызывает запись в запоминающем устройстве столбца изображения. Г!о окончании заплси всех столбцов четвертый счетчик 7 переполняется, импульс переполнения поступает через второй элемент ИЛИ 25 на Вход сброс триггера

15, который закрывает второй элемент И 23, при этом поступление тактовых импульсов прекращается и запись изображения заканчивается, о чем свидетельствует импульс на третьем выходе устройства, связанном с выходом переполнения четвертого счетчика 7.

Блок 1 памяти рассчитан на хранение такого количества чисел, которое равно числу столбцов растра. Разрядность хранимых чисел ранна числу строк растра. Таким,образом, объем э ого блока в битах равен числу ячеек растра.

Режим обучения обеспечивается подачей постоянного потенциала на пятый управляющлй вход устройства, подачей постоянного потенциала на первый управля!Ощий вход устройства и инициирующего импульса на третий управляющий вход устройства. Потенциалы на этих входах сохраняются в течение всей процедуры обучения.

При этом предполагается, что очередное

1702400 изображение обучающей выборки предварительно зафиксировано в блоке 1 памяти.

Импульс на третьем управляющем входе устройства вызывает в генераторе случайных чисел 2 формирование случайного числа (параметра (}, Импульс с третьего управляющего входа устройства поступает также на первый вход третьего элемента ИЛИ 26, Импульс с выхода третьего элемента ИЛИ 26 поступает на второй вход второго элемента ИЛИ 25, Импульс с выхода ИЛИ 25 передается на нулевой вход триггера 15, который поддерживает закрытым второй элемент И 23. При этом импульсы с, генератора тактовых импульсов 14 не поступают в устройство, Импульс с выхода третьего элемента ИЛИ 26 г1оступает на установочные входы второго, третьего, четвертого счетчиков 5 — 7 и на установочный вход накапливающего сумматора 12, Импульс с выхода третьего элемента ИЛИ 26 поступает также на вход пятого элемента 20 задержки и задержанный этим элементом на время переключения генератора 2 случайных чисел поступает на разрешающие входы первого счетчика 4, первого регистра 8 и второго регистра 9. При этом разряды параметра L., сформированные в генераторе 2 через мультиплексор 3, на управляющем входе которого имеется потенциал, переписываются в узлы 4. 8. 9.

Параметр .. определяет положение некоторой кривой, Предполагается, что кривая проходит через соседние ячейки растра, приращения ординат ко;орых могут быть +1, О, -1. Предполагается также, что кривая разбита на 2

i4 участков, при этом количество приращений абсцисс в каждом участке равно 2 . знаки приращений ординаты на каждом участке постоянны.

В соответствии с такой формой кривой, отдельные части параметра 1, переписанные в узлы 4, 8 и 9 трактуются следующим образом.

Часть разрядов параметра L, записанная в первый счетчик 4, рассматривается как на,альная ордината формируемой кривой.

Часть разрядсв параметр=- L, записанная в первый регистр 8, рассматривается как знаки приращений ординаты на отдельных участках. Число разрядов регистра 8 долхкно быть рг вr! 0 ислу участков. Пр 1этом

0 в каком-либо разряде регистра означает, что гсе приращения ординаты на соответствующем участке положительные, а 1 в разряде регистра означает, что все приращения ординаты на участке отрицательные.

Часть разрядов параметра L, записанная во второй регистр 9, рассматривается как совокупность приращений ординаты по всей кривой. При этом О в каком-либо разряде регистра 9 означает, что приращение ординаты отсутствует.

I4Tàê, в первом счетчике 4 зафиксирована начальная ордината кривой, в первом регистре 8 зафиксированы знаки приращений ординаты по участкам, во втором регистре 9 зафиксированы приращения ординаты по всей кривой.

Импульс с выхода третьего элемента

ИЛИ 26, задержанный вторым элементом 17 задержки, поступит на единичный вход триггера 15 и переведет его в единичное состояние. При этом второй элемент И 23 откроется и тактовые импульсы из генератора 14 будут поступать в узлы устройства.

По мере поступления тактовых импульсов в третьем и четвертом счетчиках б и 7 будет наращиваться адрес или номер столбца изображения, Задержанный тре1ьим элементом 18 задержки тактовый импульс будет поступать на разрешающий вход запоминающего устройства и вызыва1ь считывание о ередного столбца растра, Каждый тактовый импульс, задержанный четвертым элементом 19 задержки на время ".. гитыагния в запоминающем устройстве 1, поступает на сдвиговый вход регистра г р . aU«н 1й оодинаты 9, выполненного по схе .е сдвигового регистра. ьытэлкивгемый слева из регистра 9 разряд, т. е. очередное прирэгцение ордингты, поступает на счет:ый вход первоIG с.етчика 4. Это приращение ординэты суглмируется или вычитав ся в первом счетчике 4 в згвисимссти от состояния легюго разряда регистра знаков приращений ординаты 8. По окончгнии каждого участка, когда третий сче.гчик переполнится, импульс переполнения его, во-первых, подсчитывается четвертым счетчиком 7, а, во-вторь,х, поступает на сдвиговый вход ре" è"ñòðà знаков приргщег-ий ордингты 8. так что после отработки очередного участка сос-ояние . райнего левого разряда регистра 8 может измениться. CGDTBBTcTpBHHc: изменится pG жим сложения или вычитание первого счетчика 4.

Таким сбразом, посла каждого актовогс импульса Hd выходах блока 1 Mf ается информация, соответствующгя текущему столбцу, номер которого или "-;áñöèññà за-.иксировэна з третьем и четвертом счетчиках б и 7. Кроме того, в первом счетчике 4 имеется ордината, соответствующая текущей абсциссе. Компоненты текущего столбца поступают на группу первых входов группы элементов И 21. Связанный с пер1702400

10 нентов B текушем столбце растра, который 25 поступа8т Не входы накапливающего сум вым счетчиком 4 дешифратор 10 расшифровывает, содержлмое с18тчи<а при этом возбуждается тот выход дешифратора, номер которого соогветствует текущей орДИНате КРИВОЙ, ЕСВ11Этай ОРДИИа Ге СООтВ8)cTB j8T 8дин иiIHt..li)I I

1 и, следовательно, нри отработке всей криBoN Bo втором сне r IIII<8 5 сфОрми;)уется число и, равное чисгг;: единичных компонентов изображения, расг1оло>кенных на кривой, Считываемые из блока 1 столбцы изображения переда .отея так>ке на прео1зраэователь

11 кода, На его выходе формируется двоичный код, равный числу единичных компо-Мат01)а 12 И СКЛЭДЫ =.ВЕтСя С СОдер>КИМЫМ суммато )а при подаче импульса с Выходя первого элеь1811та i 6 задер>1<ки нг разрешающий вход сумматора 12. Таким образом, при считывании всей информации иэ запоминающего устройства 1 В сумматоре 12 сформируется число Rii, равное ког1ичеству единичных i

5 равна "8", а разрядность сумматора 12 равна "16". Очевидно, вес старшего разряда сумматора 12 в 2 г)аз больше веса старшего разряда BToporo счетчика 5, Со входами компаратора 13 соединены разрядь. второго счетчика 5 и старшие разряды сумматора

12. Таким образом, компаратор 13 фактически проверяе)- соотношение между величи.ной 2 Imp Yi величиной Ril, Компаоатор 13 выдает 1, если 2 R;i>RI» или О, если 2 Rz =Р. ь

Итак, г1осле считывания всел информации из запоминающего устройства 1, четвертый счетчик 7 переполняется, выдает импульс на выходе третьем устройства, Импульс переполнения четвертого счетчика 7 проходит через вторс1Й элемент ИЛИ 25 и устанавливает триггер 15 в нулевое состояние, что прекращает подачу тактовых им30

55 пульсов в узлы устройства. Параметр L признака хранится в генераторе 2 и выдается на втором выходе устройства, Код признака р(L,7) имеется на первом вь1ходе устройства, при этом "1" на выходе компаратора соо гветствует значению <1) ((, g) = + 1, а 0 соответствует значению р (1, у) = — 1, При обработке очередного изображения обучающей выборки это изображение предварительно записывается в блок 1 памяти в соответствии с режимом п риема изображения, При этом, если обучение требуется выполнять при неизменном параметр81, то инициирующий импульс подается на четвертый управляющий вход устройства.

Режим распознавания обеспечивается подачей постоянного потенциала на пятый управляющий вход устройства, постоянного потенциала на второй управляющий вход устройства. Эти потенциалы поддерживаются на протяжении .всей процедуры распознавания, При этом распознаваемое изображение должно быть зафиксировано в блоке памяти 1 в результате выполнения режима приема изображения, Устройство для формирования информативных признаков в режиме распознавания должно определять значение признака p(L,g) для данного изображения хи для всех параметров L, зафиксированных в памяти основного распознающего устройства. Для этого на первый информационный вход устройства, т. е. на вторую группу входов мультиплексора 3 поочередно подаются параметры L. Постоянный потенциал на втором управляющем входе устройства обеспечивает передачу отдельных групп разрядов параметров L на информационные входы второго счетчика 4, первого регистра 8, второго регистра 9, Одновременно с подачей параметра L на четвертый управляющий вход устройства подается инициирующий импульс. При этом в устройстве происходят те же процессы, что и в режиме обучения, В результате, после считывания всей информации из блока 1 памяти на выходе компаратора 13 будет сформирован код признака, при этом единице на выходе компаратора соответствует значение <г)(1 у) =+ 1, а нулю — значение р(g) = — 1. Об окончании формирования <г)(1,к) и î вoэ можности считывания p(L, 1) свидетельствуе.г импульс на выходе счетчика 7, Формула изобретения

Устройство для формирования информативных признаков, содержащее генератор случайных чисел, мультиплексор, первый и второй счетчики, первый регистр, 1702400

10 и егист дешифратор, сумматор, дами элементов И группы и с входами преато Г пп Образователя коДОВ, аДресные ВхОДы блока преобразователь кода, компаратор, группу о с пе выми выходами нтов И, пе вый элемент И, первый памяти соединены с первыми вых етьего и четвертого счетчиков, второй выт ИЛИ, первый элемент задержки, тр элемент, р

5 хо т етьего счетчика соединен со счетным выход р кото ого соединен с первым входом ход тр входом четвертого счетчика, второй выход в го элемента И и с первым управляюпервог кото ого со- четвертого счетчика соединен с первым вхощим входом сумматора, выход которого со- че

ИЛИ и является едине- р н с пе вым входом компаратора, дом второго элемента т етьим выходом устройства, управляющий выход р кото ого является первым выходом тр ь

10 вход генератора случайных чисел является йства а второй вход соединен с выхо- вх

|й и авляющий третьим управляющим входом устроиства, Л т ого соединен с выходом первого первый входтретьегоэл вход котор | ся четвертым управляющим входом устройзлеме, р нта И, вто ой вход которого соединен

И ства,.второй вход третьего элемента ИЛИ с выход р ом пе вого элемента ИЛИ, входы

И 15 соединен с третьим управляющим входом которого соед инены с выходами элеМентов ст ойства, а выход — соединен с входом групп, р

ы пе вые входы которых соединены с устроиств,, ин о ц торого элемента задержки, с вторым вховыходами дешифратора, инфор ц, ин о мационныи втор нта ИЛИ с управляющиого сое инен с выходом первого дом второго элемента, с вход которого соединен с в и входами второго, третьего и четвертого счетчика, счетн д р

ый вхо которого соединен с ми входа

20, с Вторым управляющим входом м вто ого егистра, вход которого 20 счетчиков, с В выходом второго р г с мматора и с входом пятого элемента засоед р инен с т етьим выходом мультиплексо- суммато ержки, выход которого соединен с входами ра, втор р ой и пе вый выходы которого соеди- д ж в о р зрешения первого счетчика и первого и нены с информационными в од р вхо ами первого разр

ГИСТ ОВ, П дВЛЯЮЩИЙ ВХОД ПЕР и пе вого счетчика, выход первого второго регистров, управля регистра и первого ч

25 регистра соединен с вторым выходом регистра соединен с пер у р

Вым и авляющим ВОГО Г т етьего счетчика, вход первого элемента вход р ом пе вого счетчика, выход генератора третьего счетчика, вх е инен с первым инфорф - задержки и управляющий вход второго реслучаиных чисел со д р ф - з ены с выходом четвертого элеьтиплексора и явля- гистра соединены мационным входом мульти р третьего элемент"

|хо ом ст ойства, второй мента задержки, выход ется вторым выходом устроис

30 единен с входом четвертого ный вхо м льтиплексора яв- 30 задержки соедин задержки L1 с входом разрешения

ым инфо мационным входом ус- элемента зад 1 ляется первым инф р блока памяти, входы чтения и записи кототроиства, пер р вый и второй управляющие р ю ся пятым и шесть м управляювходы мультиплексора являются пер р вым и рого явля т

1 ими Входами ycTpoиств а, выход вторь. у р гм и авляющими входами устроист- ц, 35 генератора тактовых импульсов соединен с ва, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью е жит блок первым входом ВторогG элемента И. выход упрощения устройства, оно содержит блок первым *, вхо ом третьего злепамяти, третий и четвертыи счетчи ержки и со сче |.ным входом третьРатор тактo X Y o ° Р Р в, т игге, второй мента задер — пятый элементы задержки, второй элеИЛИ, 40 И, соединен с выходом . Риггера, прямой и мент И, второй р и т етий элементы одь которого соединены с аы. вход данных блока памяти является втор я вто ым инверсныи вх ходами второго элемента д ИЛИ втооого и информационным входом устройства, выход блока памяти соединен с вторыми в ох - элемента задержки.

1702400

Составитель А.Глотов

Техред M.Moðãåí Tàë Корректор M.Äåì÷èê

Редактор Н.Шитев

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yr;.Ãàãàpèíà, 101

Заказ 4545 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ilo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб„4/5