Устройство для селекции признаков при распознавании образов
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для селекции признаков при распознавании образов, Цель изобретения - повышение точности устройства, достигается введением инвертора, блока деления, третьего блока сравнения, десятого регистра и второго элемента И, что позволяет осуществлять автоматический выбор порога срабатывания устройства. 3 ил.
СОЮЗ Сов."ТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С Об К 9/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
° ПРИ ГЙНТ СССР
1 (21) 4702277/24 (22) 24.06.89 (46) 23.05.92, Бюл. 19 (71) Ижевский механический институт (72) В.Е. Лялин, P.Ì. Гараев, В.С. Поздеев, В.А. Сипайлов и Л.Д. Загребин (53) 681.327.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 1333090, кл. G 06 K 9/00, 1985.
Авторское свидетельство СССР 13877!1, кл. Г 06 К 9/00, 1986.
Изобретение относится к автоматике и вычис.-.ительной технике, в частности к устройствам селекции признаков .при распознавании образов, и может быть использовано при диагностике технического состояния изделий в производственном контроле.
Цель изобретения - повышение точности устройства.
На фиг.1 представлена схема пред" лагаемого устройства; на фиг.2графики изменения кодов чисел и эпюры напряжений на выходах отдельных блоков устройства; на фиг.3 схема вычислителя.
Устройство (фиг-1) содержит первый формирователь 1 импульсов, второй 2 и третий 3 источники излучения, объект 4 контроля, датчик 5 температуры, усилитель б, фильтр 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, десять регистров 9-18, вычислитель !9, второй формирователь
20 импульсов, первый триггер 21, пер-.
„.80„„17 5877 А 1 2 (5Ч) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ПРИЗНАКОВ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ОБРАЗОВ (57) Изобретение относится к. автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для селекции признаков при распознавании образов.
Цель изобретения " повышение.точности устройства, достигается введением. инвертора, блока деления, третьего блока сравнения, десятого регистра и второго элемента И, что позволяет осуществлять автоматический выбор порога срабатывания устройства . 3 ил. вый 2? и второй 23 генераторы импульсов, счетчик 24, первый 25 и второй 26 блоки вычитания, первый
27, второй 28 и третий 29 блоки сравнения, второй 30 триггер, первый 31 и и второй 32 элементы И, блок 33 деления и инвертор 34.
Вычислитель 19 содержит (фиг ° 3) триггер 35, генератор 36 импульсов, счетчик 37, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 38, первый - пятый регистры 39-43 приема, первый - третий регистры 44-46 памяти констант, вычитатель, 47, блок 48 деления, блок
49 умножения, блок 50 логарифмирования, сумматор 51 и индикатор 52. Элементы устройства имеют входы-выходы
53-72.
Устройство работает следующим образом.
Импульс с первого выхода первого формирователя 1 запускает первый источник 2 излучения, формирующий сигнал подсветки второго источника 3
1735" 77 4 излучения. Световой луч с выхода последнего воздействует на объект 4 контроля. Оптическая энергия луча второго источника 3 излучения преобразуется в тепловую энергию и с помощью датчика 5 температуры, установленного на объекте 4 контроля, преобразуется в электрический сигнал (фиг.2}, поступающий через последовательно соединенные усилитель 6 и
Фильтр 7 на вход АЦП 8.
На Фиг .? а предста влены за висимости численных кодов на выходе АЦП Я .
Усилитель 6 служит для усиления электрического сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы
АЦП 8, а фильтр 7 - для фильтрации высокочастотных помех. В исходном состоянии АЦП 8 и первый триггер 21 находятся в нулевом состоянии. Им.пульс с второго выхода первого форирователя 1 устанавливает в "0" счетчик 24 и в единичное состояние пер,вый триггер 21. Разрешающий сигнал с последнего запускает первый 22 и второй 23 генераторы импульсов. Импульсы первого из них подсчитываются счетчиком 24 для определения необходимых.моментов времени, поэтому частота импульсов этого генератора должна быть достаточно высокой и стабильной, например он может быть выполнен с кварцевой стабилизацией частоты.
Второй генератор 23 импульсов является синхронизирующим для работы отдельных блоков устройства и имеет два выхода . Импульсы на втором выходе появляются с некоторой задержкой относительно первого выхода. По переднему Фронту импульса с первого выхода второго генератора импульсов 23 код .с выхода АЦП 8, запущенного задним .
Фронтом этого же импульса предыдущего такта, переписывается в пятый регистр 13, а по заднему фронту импульса с второго выхода генератора 23 импульсов это число-переписывается в седьмой регистр 15. Первый блок
25 вычитания определяет разность между числами, находящимися в пятом 13 и седьмом 15 регистрах. В девятый регистр предварительно заносится число, равное порогу напряжения, мень" . ше которого не может находиться квазилинейный участок ° При электрических сигналах, не превышающих пороговое
l значение, работа остальных блоков устройства не происходит, 40 с максимальной его амплитудой, поэтому необходим автоматический выбор порога срабатывания устройства. Для достижения этого необходимо определить амплитуду максимального сигна45 ла (Фиг.2б).
Десятый регистр 18 при пуске устройства обнуляется путем подачи сигнала на вход сброса с выхода первого формирователя 1. При появлении
50 кодов на выходе второго блока 26 вычитания, отличных от нуля, начинают работать третий блок 29 сравнения.
На его выходе есть единичный уровень, если код на первом входе пре5 вышает код сигнала на втором его входе. Этот единичный уровень подается на второй вход второго элемента
И 32, который пропускает импульс с первого входа на выход и далее на
5 l0
Это достигается следующим образом.
Код с пятого регистра постоянно поступает на первый вход .первого блока 27 сравнения, на второй вход которого подан код с девятого регистра 17. При малых значениях электрического сигнала на входе АЦП 8 код на его выходе не превышает значения числа на выходе девятого регистра 17.
При этом низкий уровень сигнала с выхода первого блока сравнения закрывает первый 31 и второй 32 элементы И.
При достижении электрическим сигналом величины, равной пороговому значению, первый блок 27 сравне-. ния подает разрешающий уровень на второй вход первого 31 элемента И.
Через последний начинают проходить импульсы с второго выхода генератора
23 импульсов, которые поступают на вход приема восьмого регистра 16, последний по передним фронтам этих импульсов осуществляет прием значений кода с выхода первого блока 25 вычитания, По передним фронтам импульсов с первого выхода второго генератора 23 это число переписывается в шестой регистр 14. Второй блок 26 вычитания постоянно определяет разность между восьмым 16 и шестым 14 регистрами. Эта разность практически равняется цифровому значению второй производной электрического сиг" нала (фиг.2б).
Максимальные амплитуды зависимости второй производной от времени при различных измерениях могут быть разными. Амплитуды шумов второй производной, как правило, коррелированы
173 синхронизирующий вход десятого регистра 18. Если текущее значение кода на выходе второго блока 26 вычита ния оказывается меньше кода, уже записанного в десятый регистр 18, единичного сигнала на выходе третьего блока 29 сравнения не будет, Соответственно и не изменяется значение чисел в десятом регистре 18. В результате этого в последнем определяется максимальное значение кода сигнала второй производной (Фиг.2в).
Код с выхода десятого регистра 18 поступает на блок 33 деления. Последний осуществляет деление входного цифрового сигнала в заданное число раз. На Фиг.2г показана зависимость кодов на выходе инвертора 34, включенного после блока 33 деления с коэффициентом деления два.
Инвертор 34 переводит поступающее
- на его вход цифровое число в точно такое же по модулю, но только отрицательное, если на его управляющем входе есть единичный уровень (фиг.2е).
Пока на этом входе есть нулевой сигнал, выходной код равен входному.
Второй блок 28 сравнения сравнивает коды с выхода второго блока 26 вычитания с кодами с выхода инвер" тора 34. Когда первый код .становится меньше второго, т.е. анализируемый сигнал (Фиг.2а) выходит на квази- линейный участок, на выходе второго блока 28 сравнения снова появляется нулевой сигнал (Фиг,2д).
Сформированный положительный
Фронт на выходе второго триггера
30 (Фиг.2е) записывает в первый 9 и третий 11 регистры значения кодов соответственно U и 3 „ ..Цалее следует квазилинейный участок исследуемого сигнала,(фиг.2а) . В момент выхода из квазилинейного участка . сигнала в установившийся режим вторая производная этого сигнала принимает отрицательные значения (фиг.2б), Когда код этого сигнала (Фиг.2б)-становится меньше кода с выхода блока 34 ин" вертора (фиг.2t.) на выходе второго блока 28 вычитания появляется единичный сигнал (фиг.2д). Это приводит к переключению второго триггера 30 (Фиг.2е). Отрицательный фронт этого сигнала записывает во второй 10 и четвертый 12 регистры. значения Ug и 0 . По этому же фронту происходит сброс первого триггера 21 в исходное состояние, что запрещает даль5877 6 нейшую работу генераторов 22 и ?3 импульсов. Это осуществляется для устранения занесения во второй 10 и четвертый 12 регистры ошибочных чисел. Кроме того, второй формирователь 20 формирует по спадающему фронту поступившего сигнала тактирующий импульс для вычислителя 19, который по заданному алгоритму производит onрос регистров 9-12 и вычисление распознаваемого признака в соответствии с формулой где а - коэффициент температуропроводности;
20 Х - расстояние между точкой воздействия лазером и местом расположения термопары 5; д„& " времена соответственно захода и выхода электрического сигнала в квазилинейный участок;
01,0 g †. значения величин электри-, ческого сигнала в моментЗО ты времени ь, и с, л . При переходе тактирующего:импульса "Пуск" на управляющий вход вычислителя 19 триггер 35 (Фиг.3) устанавливается в единичное состояние по заднему Фронту. Этот же импульс устаЗ5 навливает счетчик 37 в нулевое состояние. Единичный уровень с выхода триггера 35 разрешает работу генератора 36 импульсов. Первым появляется импульс на его первом выходе, yc—
40 танавливая код на выходе счетчика
37, равны" 0001. Импульс с в-oporo выхода генератора 36 поступает на стробирующий вход ПЗУ 38 после окончания действия импульса с первого
45 выхода. Этот импульс проходит на первый 53, четаертый 56 и восемнадцатый
70 выходы ПЗУ 38 в соответствии с информацией, имеющейся в ПЗУ 38.
Объем ПЗУ 38 равен 14 словам длиной
50 в двадцать разрядов.
Ао импульсам с указанных выходов происходит. прием в регистрах 39 и
40 кодовой информации и сброс сумматора 51 в нулевое состояние. Блок
>> 48 деления, выполненный в виде ПЗУ, находит величину, код которой пропорционален Ц /U, а блок 50 логариф мирования 1n U
Формула изобретения
Устройство для селекции признаков при распознавании образов, со-держащее первый формирователь импульсов, первый выход. которого соединен с первым источником излучения который оптически связан с вторым источником излучения, который оптически связан с объектом контроля, на котором расположен датчик температуры, выход которого соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом фильтра, выход которого соединен с информационным входом анало,го-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами третьего и четвертого регистров, выход первого триггера соединен с управляющим входом первого генератора импульсов, со счетным входом счетчика и с управляющим входом второго генератора импульсов, первый ныход которого соединен с синхронизирующими входами аналогоцифрового преобразователя и пятого и шестого регистров, информационный вход пятого регистра соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход - с первым входом пер" вого блока сравнения, с первым входом первого блока вычитания и с информационным входом седьмого регистра, выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания, выход которого соединен с информационным входом восьмого регистра, выход ко"
35 77 8 торого соединен с первым входом второго блока вычитания и с информационным входом шестого регистра, выход
5 которого соединен с вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй выход второго генератора импульсов соединен с синхронизируюц им входом седьмого регистра и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с синхронизирующим входом восьмого регистра, а второй вход соединен с
15 выходом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом девятого регистра, управляющий вход вычислителя соединен с выходом второго Формирователя, à его первый, второй, третий и четвертый информационные входы подключены к выходам . первого, второго, третьего и четвер" того регистров, синхронизирующие входы которых, а также вход второго формирователя и вход сброса первого триггера соединены с выходом второго триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены инвер.тор, блок деления, третий блок
ЗО сравнения, десятый регистр и второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И
l второи вход соединен с выходом третьего блока сравнения, а выход соединен с синхронизирующим входом десятого регистра, информационный вход которого соединен с выходом второго блока вычитания, вход установки в н и
Л соединен с вторым выходом перво"
4О го Формирователя, а выходы соединены с первым входом третьего блока сравнения и входом блока деления, выход которого соединен с входом инвертора, управляющий вход которого соединен с выходом второго триггера, тактирующий вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, второй вход третьего блока сравнения соединен с выходами второго блока
О вычитания, выход блока инвертирования соединен с вторым входом второго блока сравнения.
1735Р77
1735877
72 77 М636867 666564 б562 61 N ХУ5857Я55Я 53
Составитель А. Глотов
Редактор И. Горная Техред M.Моргентал Корректор Л. Пилипенко
Заказ 1818 Тираж 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
