Оптоэлектронный обучаемый классификатор
О П И С А Н И E I»1 440 68iO
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Совэ СоветскиХ
Социал исти меских
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.04,72 (21) 1774692/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 25.08.74. Бюллетень № 31
Дата опубликования описания 20.02.75 (51) М. Кл. G 06k 9/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.391.19 (088.8) (72) Авторы изобретения В. В. Александров, Л. А. Ершов, P. И. Полонников и E. И. Трофимов (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ОБУЧАЕМЫЙ КЛАССИФИК
Изобретение относится к конструированию адаптивных и диагностических устройств автоматики и технической кибернетики.
Известен обучаемый классификатор, содержащий оптически связанные панель светоизлучателей, управляемую маску и панель фотоприемников, к выходам которой подключены входы детектора максимального сигнала.
Однако в известном классификаторе при увеличении размерности (mPn) резко возрастает число межэлементных соединений и трудоемкость его изготовления. При универсальном использовании для решения различных задач очень большое время затрачивается на переобучение. Невозможно автоматически в ходе экс»луатации переобучать ОК для решения других задач классификации. Кроме того, устройство отличается большим объемом вспомогательной, обслуживающей аппаратуры (источники записи, считывания и др.), трудностью осуществления линейности характеристики
"уммирования выходных сигналов с отдельных элементов, необходимостью использования фазочувствительHîãо элемента.
Предлагаемое устройство содержит коммутатор, одни входы которого подключены к шинам панели светоизмерителей, à выходы— к шинам матрицы фотоприемников, и блок формирования управляющих кодов, выходы которого соединены с другими входами коммутатора.
На чертеже изображена блок-схема предлагаемого классификатора.
Он содержит панель 1 светоизлуча тел ей, управляемую маску 2, панель 3 фотоприемников, детектор 4 максимального сигнала, обмотку 5 стирания, коммутатор 6 и блок 7 формирования управляющих кодов.
Обучаемый классификатор (ОК) имеет размерность m, (n, где m — число решений, принимаемых ОК, n — число признаков, по которым принимается решение. Информация о классифицируемом п-мерном двоичном коде Х представляется в виде светящихся полос, выполненных либо на электролюминесцирующих кристаллах, либо путем нанесения электролюминесцентной массы. Каждая пара светоизлучателей представляет собой один признаковый разряд, а каждьш отдельньш столбец этой пары служит для образования путем
20 высвечивания +1 (левый столбец) или — 1 (правый) .
Управляемая маска 2 представляет собой тонкую магнитную пленку, которая изменяет оптический коэффициент пр опускания света
25 на участках, »одвергнутых воздействию электрического поля.
Предлагается использовать матричный метод изменения коэффициента прозрачности соответствующего участка магнитной пленки.
30 Матричное изменение коэффициента пропускания света осуществляется использованием в
440680
60 режиме обучения светоизлучающих и фотоприемных полос (столбцовых и строчных шин питания) . Суммарный коэффициент пропускания по каждой строке и для одного признака (+1, — 1) принимается за единицу.
Фотоприемная панель 3 состоит из m фотоприемных полос, напыленных построчно на подложку. Полученные таким способом m фотоприемников непосредственно включены в цепи детектора «максимума». Предлагаемый обучаемый классификатор имеет два режима работы 1 и 11.
Режим 1 — в процессе которого происходит обучение, т. е. изменение коэффициента прозрачности тонкой магнитной пленки в соответствующих местах пересечения управляемых током строчных и столбцовых шин, в качестве которых используются общие провода фотоприемных полос и общие провода светоизлучающих полос, подключаемые к формирователю управляющих кодов 7 коммутатором 6.
При одновременной подаче сигналов и-мерного кода на светоизлучатели и импульса принадлежности данного кода к i-му классу (i-i, т) на общую шину фотоприемной полосы изменяется коэффициент пропускания маски только у элементов той строки, по которой подается импульс принадлежности. Таким образом, в качестве управляющих токовых шин для изменения магнитного состояния элемента пленки используются общий провод светоизлучателей и общий провод фотоприемников.
Режим II — опознавание. Опознаваемому имерному вектору Х соответствует определенное включение светящихся полос светоизлучающей панели. Свет от них, пройдя через маску, попадает на фотоприемную панель. Каждая из т строк управляемой маски представляет собой вероятностную характеристику для
m классифицируемых сообщения. Суммарный световой поток, пропускаемый каждой из m строк маски, характеризует степень соответствия опознаваемого сообщения Х одному из т возможных. Действительно, так как каждый элемент маски на пересечении i-ой строки с 1-ым столбцом пропускает световой поток, равный
Фуу — egg j, где Ф;; — световой поток, проходящий через элемент маски i-ой строки j ro столбца; х, — значение j ro признака (+1 или — 1) (светится левая или правая полоса 1-го признака); ,оц — весовой коэффициент, равный коэффициенту пропускания маски и равный Р;; для х;=+1 или 1 — P;; для х;= — 1;
P; — вероятность появления символа +1 в км классе для j-го признака.
Тогда суммарный световой поток с каждой строки обучаемой маски равен и /
g@sj =- g j=l j=l Суммарный световой поток каждой строки поступает на соответствующий полосковый фотоприемник. Так как в режиме II импульсы принадлежности к классу на общие шины фотоприемников не подаются и токи засветки, протекающие через фотоприемники, малы, состояние магнитных элементов пленки не изменится. Наибольшему световому потоку i-ой строки соответствуют и наибольшая степень соответствия опознаваемого сообщения Х i-му классу. Это фиксируется наибольшим сигналом i-го фотоприемника, что подчеркивается и выделяется детектором «максимума» и схемой индикации. Необходимо отметить, что универсальность обучаемого классификатора обеспечивается обучаемой маской памяти, которая может быть сформирована в процессе обучения для произвольных задач классификации. Обмотка 5 стирания обеспечивает восстановление магнитной пленки (маски) для записи новой информации. Управление коэффициентом пропускания маски позволяет легко переходить от одного класса задач к другим, Кроме того, сменность памяти позволяет через определенные сроки после дообучения системы использовать лучший вариант памяти. Известное устройство имеет жестко фиксированную маску с нормированными отверстиями и жесткую структуру, когда фотоприемники соответствуют каждому из отверстий и по заранее заложенной логической схеме «И» и «ИЛИ» дешифрируют передаваемые сообщения. В предлагаемом устройстве в отличие от известного все т после фотоприемников постоянно фиксируют все т световых потоков, и схема детектора «максимума» выделяет строку с наибольшей степенью соответствия (т. е. i-ю полосу фотоприемника с наибольшим сигналом). Предмет изобретения Оптоэлектронный обучаемый классификатор, содержащий оптически связанные панель светоизлучателей, управляемую маску и панель фотоприемников, к выходам которой подключены входы детектора максимального сигнала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения устройства при увеличении размерности, он содержит коммутатор, одни входы которого подключены к шинам панели свето-излучателей, а выходы — к шинам матрицы фотоприемников, и блок формирования управляющих кодов, выходы которого соединены с другими входами коммутатора. 440680 Состнвптеоь И. Аксенов Техред Г. Дворина Редактор С. Ежкова Корректор В. Кочкарева Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 240/16 Изд. М 233 Тира>к 624 Подписное ЦН1ЛИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4l5
