Устройство для вычисления функции близости текущих и эталонных признаков объектов с адаптацией к условиям обстановки

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке специализированной аппаратуры АСУ оперативного звена ВПВО при решении задачи распознавании оперативно-тактических ситуаций. Устройство содержит генератор импульсов, счетчик n признаков, счетчик m эталонных объектов, блок памяти признаков эталонных объектов, блок памяти текущих признаков, блок памяти точностей измерения признаков, два алгебраических сумматора, блок деления, блок возведения в степень, накапливающий сумматор, четыре ключа, блок сравнения, блок памяти параметра А, блок задержки. 1 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке специализированной аппаратуры АСУ оперативного звена ПВО при решении задачи распознавания оперативно-тактических ситуаций.

Известно устройство (в терминах теории распознавания образов - распознающий оператор), предназначенное для определения функции близости между текущим и эталонными объектами по методу ближайших соседей, содержащее генератор импульсов, два счетчика, четыре блока памяти, два алгебраических сумматора, накапливающий сумматор, ключ, блок деления, блок возведения в степень [1]. Оно обеспечивает определение функции близости Bⁿ_pε (S_o, S_j) текущего объекта S_o и одного из m эталонных S_j путем вычисления суммы из n слагаемых (по числу признаков), каждое из которых представляет собой модуль разности значений признака одного из m эталонных и распознаваемого объектов, деленный на точность измерения i-го признака, возведенный в степень P где i= 1, ... n; j=1,...m и вычитания полученного значения из значения некоторого параметра A.

Bⁿ_p,ε(S₀,S_j) = A-C_0j (2) В данном устройстве параметр A является константой, неизменной в процессе работы устройства. Определение этой константы возлагается на пользователя перед началом работы. При значительной вариации значений признаков текущих и эталонных объектов определение A становится затруднительным. При завышении его значения сужается диапазон изменения значений функции близости текущего и эталонного объектов (падает точность устройства), при занижении - значение функции близости становится отрицательным, что недопустимо.

Известно устройство для воспроизведения функции [3], предназначенное для вычисления функций, а также для функционального преобразования информации, содержащее счетчик, блок сравнения, накапливающий сумматор, два блока памяти, блок задержки.

Недостатком устройства является его невысокая точность при распознавании оперативно-тактических ситуаций.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства за счет адаптации к конкретным условиям обстановки.

Указанная цель может быть достигнута разработкой устройства, в основу которого положен адаптивный способ вычисления параметра A. Суть этого способа состоит в постоянном сравнении значения A со значением C_oj и адаптивной замене его на значение последнего в соответствии с результатом сравнения Цель изобретения достигается тем, что в известное устройство [3], содержащее счетчик, два блока памяти, блок сравнения, накапливающий сумматор, блок задержки, введены генератор импульсов, к выходу которого подключен счетный вход счетчика, являющегося счетчиком n признаков, счетчик m эталонных объектов, счетный вход которого подключен к выходу переполнения счетчика n признаков, адресная часть выбора эталонных объектов блока памяти, являющегося блоком памяти признаков эталонных объектов, подключена к выходу счетчика m эталонных объектов, а адресная часть выбора признаков - к выходу счетчика n признаков, блок памяти точностей измерения признаков, адресный вход которого подключен к выходу счетчика n признаков, первый алгебраический сумматор, вход уменьшаемого которого соединен с выходом блока памяти, являющегося блоком памяти текущих признаков, а вход вычитаемого - с выходом блока памяти признаков эталонных объектов, блок деления, вход делимого которого соединен с выходом, кроме знакового разряда, первого алгебраического сумматора, а вход делителя - с выходом блока памяти точностей измерения признаков, блок возведения в степень, вход которого подключен к выходу блока деления, выход блока возведения в степень подключен к информационному входу накапливающего сумматора, вход сброса которого подключен к выходу переполнения счетчика n признаков, первый ключ, информационный вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора, а управляющий вход - к выходу переполнения счетчика n признаков, второй алгебраический сумматор, вход вычитаемого которого подключен к выходу первого ключа, вход блока памяти текущих признаков соединен с выходом счетчика n признаков, блок памяти параметра A, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого ключа, вход блока задержки подключен к выходу "меньше" блока сравнения, второй ключ, управляющий вход которого подключен к выходу блока задержки, а информационный вход подключен к выходу первого ключа, выход второго ключа подсоединен к входу записи блока памяти параметра A, третий ключ, управляющий вход которого подключен к выходу "меньше" блока сравнения, а информационный вход - к выходу первого ключа, выход третьего ключа подключен к входу уменьшаемого второго алгебраического сумматора, четвертый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу "больше" блока сравнения, а информационный вход - к выходу блока памяти параметра A, выход четвертого ключа подключен к входу уменьшаемого второго алгебраического сумматора, выход которого является выходом устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство - распознающий оператор содержит генератор импульсов 1, выход которого подключен к счетному входу счетчика n признаков 2, счетчик n признаков 2, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов 1, выход переполнения подключен к счетному входу счетчика m эталонных объектов 3, к управляющему входу первого ключа 11 и к входу сброса накапливающего сумматора 10, а выход подключен к адресной части выбора признаков эталонных объектов блока памяти признаков эталонных объектов 4 и адресным входом блока памяти текущих признаков 5 и точностей измерения признаков 6, счетчик m эталонных объектов 3, счетный вход которого подключен к выходу переполнения счетчика n признаков 2, а выход подключен к адресной части выбора эталонных объектов блока памяти эталонных объектов 4, блок памяти признаков эталонных объектов 4, адресная часть выбора эталонных объектов которого подключена к выходу счетчика m эталонных объектов 3, адресная часть выбора признаков эталонных объектов - к выходу счетчика n признаков 2, а с выхода снимается значение очередного признака очередного эталонного объекта и подается на вход вычитаемого первого алгебраического сумматора 7, блок памяти текущих признаков 5, адресный вход которого подключен к выходу счетчика n признаков 2, а с выхода снимается значение очередного признака распознаваемого объекта и подается на вход уменьшаемого первого алгебраического сумматора 7, блок памяти точностей измерения признаков 6, адресный вход которого подключен к выходу счетчика n признаков 2, а с выхода снимается значение точности измерения очередного признака и подается на вход делителя блока деления 8, первый алгебраический сумматор 7, вход уменьшаемого которого соединен с выходом блока памяти текущих признаков 5, вход вычитаемого - с выходом блока памяти признаков эталонных объектов 4, а выход, исключая знаковый разряд, подключен к входу делимого блока деления 8, блок деления 8, вход делимого которого соединен с выходом первого алгебраического сумматора 7, исключая знаковый разряд, вход делителя - с выходом блока памяти точностей измерения признаков 6, а выход подключен к входу блока воздействия в степень 9, блок возведения в степень 9, вход которого подключен к выходу блока деления 8, а выход соединен с входом накапливающего сумматора 10, накапливающий сумматор 10, информационный вход которого связан с выходом блока возведения в степень 9, вход сброса подключен к выходу переполнения счетчика n признаков 2, а выход соединен с информационным входом первого ключа 11, первый ключ 11, информационный вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора 10, управляющий вход - к выходу переполнения счетчика n признаков 2, а выход подключен к информационному входу второго ключа 12 и к входу вычитаемого второго алгебраического сумматора 18, второй ключ 12, управляющий вход которого подключен к выходу блока задержки 14, информационный вход - к выходу первого ключа 11, а выход - к входу записи блока памяти параметра A 13, блок памяти параметра A 13, вход которого подключен к выходу второго ключа 12, а выход - к первому входу блока сравнения 15 и информационному входу четвертого ключа 17, блок задержки 14, вход которого подключен к выходу "меньше" блока сравнения, а выход - к управляющему входу второго ключа 12, блок сравнения 15, к первому входу которого подключен выход блока памяти параметра A 13, с которого подается значение параметра A к второму входу-выходу первого ключа 11, выход "меньше" подключен к управляющему входу третьего ключа 16 и входу блока задержки 14, а выход "больше" подключен к управляющему входу четвертого ключа 17, третий ключ 16, управляющий вход которого подключен к выходу "меньше" блока сравнения 15, информационный вход - к выходу первого ключа 11, а выход - к входу уменьшаемого второго алгебраического сумматора 18, четвертый ключ 17, управляющий вход которого подключен к выходу "больше" блока сравнения 15, информационный вход - к выходу блока памяти параметра A 13, а выход - к входу уменьшаемого второго алгебраического сумматора 18.

Второй алгебраический сумматор 18, вход вычитаемого которого подключен к выходу первого ключа 11, вход уменьшаемого подключен к выходам третьего и четвертого ключей, а с выхода, который является выходом устройства, снимается значение функции близости между распознаваемым и соответствующим эталонным объектом.

Конструкция предлагаемого устройства основана на использовании известных элементов и технических трудностей для реализации не представляет.

Устройство работает следующим образом.

На основании информации о значениях признаков m эталонных объектов и распознаваемого объекта, значениях точностей измерения признаков по каждому признаку устройство обеспечивает определение параметра A и величины Bⁿ_p,ε (S_o, S_j) - функции близости между двумя объектами (распознаваемым и эталонным).

Величины на выходах блоков описываются следующим математическими выражениями [2]: Реализация описанного выше метода в предлагаемом изобретении позволяет достичь положительного эффекта - повышения точности устройства.

1. Богомолов В.П. и др. Программная система для анализа данных методами распознавания и таксономии. М.: ВЦАН СССР, 1991, с. 22.

2. Деврой Л.Дьерфи Л. Непараметрическое оценивание плотности. М.: Мир, 1988, с. 100.

3. Авторское свидетельство N 1532945, G 06 F 17/10, 30.12.89.

Формула изобретения

Устройство для вычисления функции близости текущих и эталонных признаков объектов с адаптацией к условиям обстановки, содержащее счетчик, два блока памяти, блок сравнения, накапливающий сумматор, блок задержки, отличающееся тем, что один из блоков памяти является блоком памяти признаков эталонных объектов, другой блок памяти является блоком памяти текущих признаков, счетчик является счетчиком n признаков, в устройство введены генератор импульсов, к выходу которого подключен счетный вход счетчика n признаков, счетчик m эталонных объектов, счетный вход которого подключен к выходу переполнения счетчика n признаков, адресная часть выбора эталонных объектов блока памяти признаков эталонных объектов подключена к выходу счетчика m эталонных объектов, а адресная часть выбора признаков - к выходу счетчика n признаков, блок памяти точностей измерения признаков, адресный вход которого подключен к выходу счетчика n признаков, первый алгебраический сумматор, вход уменьшаемого которого соединен с выходом блока памяти текущих признаков, а вход вычитаемого - с выходом блока памяти признаков эталонных объектов, блок деления, вход делимого которого соединен с выходом, кроме знакового разряда, первого алгебраического сумматора, а вход делителя - с выходом блока памяти точностей измерения признаков, блок возведения в степень, вход которого подключен к выходу блока деления, выход блока возведения в степень подключен к информационному входу накапливающего сумматора, вход сброса которого подключен к выходу переполнения счетчика n признаков, первый ключ, информационный вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора, а управляющий вход - к выходу переполнения счетчика n признаков, второй алгебраический сумматор, вход вычитаемого которого подключен к выходу первого ключа, вход блока памяти текущих признаков соединен с выходом счетчика n признаков, блок памяти параметра А, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого ключа, вход блока задержки подключен к выходу "Меньше" блока сравнения, второй ключ, управляющий вход которого подключен к выходу блока задержки, а информационный вход подключен к выходу первого ключа, выход второго ключа подсоединен к входу записи блока памяти параметра А, третий ключ, управляющий вход которого подключен в выходу "Меньше" блока сравнения, а информационный вход - к выходу первого ключа, выход третьего ключа подключен к входу уменьшаемого второго алгебраического сумматора, четвертый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу "Больше" блока сравнения, а информационный вход - к выходу блока памяти параметра А, выход четвертого ключа подключен к входу уменьшаемого второго алгебраического сумматора, выход которого является выходом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1