Голографическое диагностическое устройство

 

Союз Советских

Соцмалмстмческмх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. сеид-ву (ii)602023

1 ъ -- ."зй 1 е (5! )М. Rii. — — -..., = (22) Заявлено 22,12.76 (21) 2432152/18-25

С 06 G 9/00 (/G 0G F 15/42 с прмсоедмненмем заявки Мо (23) Приоритет

Государствеииый комитет

ССС P по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25,1179, Бюллетень Ио 4 3 (53) УДК 772.99 >, 6616-07 (088 . 8) Дата опубликования описания 271 1.79 (72) Авторы изобретения

В. A. Антонов; Ю. A. Быковский и A. И. Ларкин

Московский ордена Трудового Красного Знамени.инженерно-физический институт (71) Заявитель (54) ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к голографи" ческим аналоговым процессорам и может быть применено для медицинской или технической диагностики состояний сложных систем.

Известно устройство для диагностики заболеваний, содержащее фотодиодный блок считывания информации с перфоленты, шаговый двигатель, генератор однополярных импульсов, коммутатор, схему совпадения, блок задержки, сумматор и блок цифровой индикации f1), . При диагностике различных заболеваний программы, заложенные на перфоленте, меняют. Перемещение перфоленты шаговым двигателеи не обес— печивает высокой скорости диагноза.

Известно также диагностическое вычислительное устройство, которое состоит из запоминающего арифметического блока, блока управления и вводавывода (2). Запоминающий блок выполнен на сопротивлениях, обработка сигналов производится суммирующе-потен- 25 циирующими усилител ямн, величина вы-. ходных .сигналов сравнивается с соот= ветствующ, ми пороговыми напряжениями.

Дна ги ос тически е устройств а, выполи анные на злак тронных элементах, имеют относительно низкое бысгродействие, .обусловленное низким быстродейстзием составляющих элементов или одноканальностью обработки данных, а также невысокую емкость памяти.

Ближайщим техническим решением к предложенному является голографическое диагностическое устройство, содержащее блок ввода, арифметический блок памяти, состоящий из Фурье-преобразующего устройства и голографического блока памяти, блоки управления в виде, голограммы н вывода (3) .

Это устройство имеет большие быстродействие и емкость памяти, чем упомянутые, однако оно не позволяет реализовать диагностику байесовского типа.

Цель изобретения — возможность реализации байесовской диагностики.

Для достижения поставленной цели блок ввода содержит за исываемые и в ходн ой оптич еск не тра нс пара н ты с числам эон на единицу большим, чем число контролируемых параметров. Каждая эона состоит иэ ячеек, число которых равно количеству градаций контрсзлируемого.параметра, причем пропускание ячеек записываемого транспаранта равно информативности:контролируемого параметра, а пропускание ячеек

602023 входного транспаранта двуградационное

Расположение ячеек входного и записываемого транспарантов-идентичное.

Нь фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного диагностического устройства; на фиг. 2 — эаписынаемый и входной оптические транспаранты.

Устройство состоит иэ блока 1 управления, входного блока 2 с записываемыми 3 и входным 4 транспарантами, объединенного арифметического блока 5 памяти, содержащего блок 6 прямого Фурье-преобразования, голографический блок 7 памяти, блок 8 обратного Фурье-преобразования и блоков

У

9-12 соответственно фотодетектиров анин потенциирования, нормализации и выяодн ой индик ации .

Записываемый 3 и входной 4 транспаранты имеют эоны 13 с ячейками 14, В (m + 1) -й зоне 15 находится ячей» ка 16, предназначенная для учета собственного количества информации, содержащейся в диагнозе данного состояния системы.

Елок 1 управления контролирует работу входного блока 2, объединенного арифметического блока 5 памяти и блока 11 нормализации. Входной блок

2 представляет собой управляемый транспарант, выполненный с учетом воэ-ЗО можности представления как эаписываеьа х 3, так и входного 4 транспарантов.

Блоки 6, 8 Фурье-преобразования выполнены оптическими, например, с помощью объективов. Блок 7 памяти — это 35 многоканальный голографический фильтр, представляющий собой, например, высокоразрешающую фотопластинку.

Блок 9 фотодетектирования регистрирует выходные световые сигналы и может быть составлен, например, иэ матрицы фотодиодов. Блок 10 потенциирования реализует операцию извлечения квадратного корня и потенциирования, Выполнен и Виде электронной схемы 45

Блок 11 нормализации нормализует выходные сигналы, выполнен электронным. Блок 12, выходной индикации реализует вывод нормализованных выходных сигналов, характеризующих сост6я- >О ние диагностируемой система, на выходное табло.

Взаимосвязь блока управления и блоков 2, 5, 11 электрическая. Блок

1 управляет оперативным вводом инфор- мации в диагностическое устройство

Ьерез блок 2, а также осуществляет контроль экспозиции при формировании голограммы. Посылая сигналы на арифметический блок 5 памяти, блок 1 управляет тонкой подстройкой положения @ объективов посредством изменения длины пьезокерамических обойм, Ь также углом падения опорного луча и процессом проявления голограммы. Соеди.нение. блока 1 упранления с блоком 11 .И нормализации обеспечивает обратную связь эа счет уточнения выходных вероятностей P(B>/Я, S«..., Б„„) в соответствии с изменением априорных seроятностей P (B ), Снязь между блоками 2, 6-9 оптическая, осуществляется пучком когерентного света. Блоки 9-12 связаны электрически.

Устройство работает следующим образом.

Подготовленные записываемые транспаранты 3 поочередно под контролей блока 1 управления просвечиваются параллельным пучком когерентного излучения. Модулированный таким образом свет через Фурье- преобразующий объектив, входящий в блок 6, падает на голографическую фотопластинку (представляющую собой блок 7 памяти) совместно с опорным лучом. Получаемая интерференционная картина регистрируется фотопластинкой. После записи с различными опорными лучами всех и записываемых транспарантов, каждый иэ которых характеризует одно состояние диагностируемой системы, фотопластинка обрабатывается, в результате образуется голографический фильтр.

ttосле формирования фильтра устройство готово к работе., для получения диагноза измеряемые параметры заносятся через блок управления на входной транспарант 4. ЧисI ло m зон транспаранта 4 при этом соответствует числу измеряемых параметров, кроме (m + 1) -й зоны 1> с единственной ячейкой 16, имеющей пропускание, равное единице, соответствующей аналогичной ячейке 16 в. записываемом транспаранте 3. Последняя ячейка предназначена для учета собственного количестна информации, содержащейся в диагнозе данного состояния системы.

Поскольку значение каждого измеряемого параметра соответствует одной градации, в каждой зоне входного транспаранта 4 лишь одна ячейка будет иметь пропуск ание, рав кое един ице . Когерентный световой пучок, модулированный входньм транспарантом 4, проходит через объединенный арифметический блок

5 памяти и на выходе оптической части устройстна регистрируется блоком 9 фотодетектирования в виде матрицы световых сигналов, каждый из которых характеризует одно иэ состояний диагностируемой системы. После электронной обработки в блоках 10 и 11 потевциирования и нормализации выходной электрический сигнал, подаваемый н блок 12 выходной индикации, характеризует вероятность диагностируемой системе находиться в каждом из возможных состояний, обусловленную измеренНым набором значений параметров системы.

Предложенное диа гностическое устройство представляет собой оптическое

602023

Формула изобретения

Р(В !9,,S,,...,S = устройство для осуществления байесовской диагностики. Действительно, пропускание ячеек записываемого транспаранта можно представить в виде

d. =- Во Р (В Х где ); P(B ) - априорная вероятность ) -ro состояния.

В этом случае установка реализует диагностику состояний системы со статически независимьв(и параметрами. согласно формуле Байеса30 где Х(), — код испытания системы (х, 1., если реализован параметр л с градацией к; Х 4, = 0 - в противнсм случае).

Таким образом, созданное диагностическое устройство обладает при- - 3S сущим голографическим системам высоким быстродействием вследствие паралЦНИИ ПИ 3 ах аз 706 3/1.

Тираж 780 Подписное

Филиал ППП Патент, 4

r. Ужгород, ул, Проектная, лельности обработки информации (практически оно зависит лишь от скорости ввода и вывода информации), большой информационной емкостью, высокой помехозащищенностью И большой плотностью хранения информации.

Голографическое диагностическое устройство, содержащее блок ввода, арифметический блок памяти, состоящий из Фурье-преобразующего устройства и голографического блсжа памяти, блоки управления и вывода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью реализации байесовской диагностики, блок ввода содержит записываемые и (входной оптические транспаранты с числом зон на единицу большим, чем число контролируем(х параметровg каждая эона состоит иэ ячеек, число которых равно количеству градаций конт" ролируемого параметра, причем лропускание ячеек записываемого транспаранта равно информативности контролируе-. мого параметра, а пропускание ячеек. входного транспаранта двуградационное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 385286, кл. G 06 F 15/42, 030271.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 181880, кл. G 06 Г 15/42, 3. Свет В. Д. Оптические методы обработки сигналов, М ., Энергия, 1971 с. 92-95.