Устройство для распознавания образов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских

Социалистических

Республик

< >851431 ф Ъ. фъ

7 ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2Х1279 (21) 2857265/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 3007.81, бюллетень Но 28

Дата опубликования описания 30.0781 (51) рА. К .>

С 06 К 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 391.19 (088. 8) (И.Н.Карш, !О.В.Буланов, Г.M.Глазунова и Н.В.киселев" (72) Авторы изобретения

Северо-.Западный заочный политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть применено для автоматического раэпознава.— ния сигналов в задачах робототехники, технической диагностики, идентификации, обнаружения и других.

Известен ряд устройств распознавания образов, представленных набором электрических сигналов (11и 2, Однако эти устройства либо сложны, либо не обеспечивают необходимой точности распознавания классов с произвольными распределениями. Для решения задач распознавания такого рода целесообразно построение устройств на базе некоторых несложных однотипных элементов с реализацией на них нелинейных разделяющих поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, состоящее иэ многослойной сети линейных дискриминаторов, содержащих множительные. блоки и сумматоры, причем одни входы множительных блоков линейных дискриминаторов каждого последующего слоя соединены со входными клеммами устройства, а другие — с выходами линейных дискриминаторов преды дущего слоя Т33 .

Однако наличие в схеме устройства множительных блоков делает его сложным в реализации. Одной из наиболее распространенных и характерных задач распознавания является такая задача, в которой многомерные распределения классов распознаваемых сигналов близки к нормальным распределениям с различакщимися параметрами.

При решении такой задачи можно существенно упростить распознающее устройство путем исключения множитель. ных блоков и в то же время повысить точность ее решения.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение достоверности распознавания образов, закон распределения веростностей появления объектов в которых является нормальным.

20 указанная цель достигается тем, что в устройство для распознавания образов, содержащее входные сумматоры и последовательно соединенные выходной сумматор и пороговый элемент, введены квадрирующие усилители, входы которых соединены с выходами соответствующих входных сумматоров и с первой группой входов

З0 выходного сумматора, а выходы — со

851431

Ugg, Фу, второй группой входов выходного сумматора.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для распознавания::образов. предлагаемое устройство содержит входные сумматоры 1, квадрирующие усилители 2, выходной сумматор 3, пороговый элемент 4.

На чертеже также изображены входные сопротивления 5 входных сумматоров 1, входные сопротивления

6-8 выходного сумматора 3, и-мерный распознаваемый сигнал Ug!!,...Ug преобразованный сигнал О,,...U„, опорное напряжение

Устройство работает следующим образом.

В режиме экзамена распознаваемый входной сигнал с неизвестной принадлежностью класса, принадлежащии одному из двух классов с и-мерными распределениями, близкими к нормальным, поступает в виде набора напряжений

Ц „,, ..U< на входные сопротивления входных сумматоров 1.":При этом сумматоры 1 осуществляют такое преобразование сигнала, при котором компоненты U<,,.Uä на их выходах декор релированы в каждом из двух классов.

Такое декоррелирующее преобразование позволяет представить уравнение оптимальной. разделяющей поверхности в виде взвешенной суммы квадратичных и линейных членов и порога, т.е. дает возможность избавиться от перекрестных произведений компонент сигнала. Таким образом, преобразованный сигнал U<,...,0„ квадрируется квадрирующими усилителями 2, умножается на соответствующие веса, задаваемые входными сопротивлениями 6 и 7.

Сумматор 3 суммирует взвешенные сигналы и .порог, задаваемый опорным напряжением U« и сопротивлением 8.

Суммарный сигнал поступает на вход порогового элемента 4, сигнал

ВНИИПИ Заказ 6361/70

Тираж 745 Подписное

Филиал ППП "Патент", r-Ужгород, ул.Проектная, на выходе которого появляется в зависимости от полярности суммарного сигнала. При этом появление сигнала

"1" на его выходе соответствует первому классу распознаваемого сигнала, а "0" — второму классу °

Устройство предварительно обучается, для чего производится расчет сопротивлений 5-8 по результатам обработки обучающей выборки.

Таким образом, использование новых конструктивных признаков позволяет существенно упростить конструкцию устройства, а именно исключить (n-1) — множительных блоков и повы1э сить достоверность распознавания.

Формула изобретения

Щ Устройство для распознавания образов, содержащее входные сумматоры и последовательно соединенные выходной сумматор и пороговый элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

25 целью упрощения устройства и повышения достоверности распознавания образов, закон распределения вероятностей появления объектов в которых является нормальным, оно содержит квадрирующие усилители, входы которых соединены с выходами соответствующих входных сумматоров и с первой группой входов выходного сумматора, а выходы — со второй группой входов выходного сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 625219, кл. G 06 К 9/00, 1977.

40 2. Патент СССР 9 414823, кл. G 06 К 9/00, 1970, 3. Авторское свидетельство СССР

9 371596, кл. G 06 К 9/00, 1971 (прототип).