Устройство для классификации экстремумов случайного процесса

 

(11) ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сов!мйлмстмческпх

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.03.74 (21) 2008290/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 22,12 76 (51) М Кл G 06F 15/36

f0ñóäàðñòâåííûé комитет

Совета Мииистроа СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Ф. Болильтй, В. П. Шилов, Е. В, Гусак и Ю. В. Жадовский

Одесский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ

СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при обработке результатов наблюдений случайных процессов.

Известны устройства для классификации экстремумов случайного процесса, содержащие накопительные счетчики, группы элементов «И», блок цифровых фильтров, элемент задержки.

Недостатком известного устройства является то, что оно может быть применено для анализа только аналоговых случайных процессов.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности классификации экстремальных значений случайного процесса, представленного в виде поступающих последовательно на вход устройств число — импульсных кодов.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно содержит первый триггер, единичный вход которого соединен с выходом второго счетчика, а нулевой вход— с выходом элемента задержки и со вторыми входами третьей группы элементов «И», первый элемент «И», первый вход которого подключен к единичному выходу первого триггера, а второй вход — к выходу элемента задержки, второй элемент «И», первый вход которого подключен к нулевому выходу первого триггера, а второй вход — к выходу элемента задержки, второй триггер, входы которого соединены с выходами первого и второго элементов «И» соответственно, третий элемент «И», входы которого подключены к единичным выходам первого и второго триггеров соответственно, а выход — к третьим входам первой группы элементов «И», о и четвертый элемент «И», входы которого подключены к нулевым выходам первого и второго триггеров соответственно, а выход— к третьим входам второй группы элементов «И». !

5 Используемая форма предс авления обрабатываемой информации о случайном процессе является достаточно универсальной и может быть получена, например, при использовании такого широко распространенного

20 устройства для расшифровки осциллограмм случайных процессов, как «Силуэт».

Предлагаемое устройство позволяет классифицировать все значения экстремумов с учетом знака кривизны и получать в цифровой форме данные для построения двух гистограмм: распределения частоты повторения экстремумов с положительной кривизной перегиба и с отрицательной кривизной. зп На фиг. 1 представлена блок-схема опи3 сываемого устройства; на фиг. 2 — реализация случайного процесса.

Устройство состоит из первого счетчика 1, формирующего код пропорционально мгновенному значению случайной величины, второго счетчика 2, формирующего код, пропорционально разности последующего и предыдущего значения, выход счетчика 2 соединен с триггером 3, формирующего знак разности двух соседних значений случайной величины.

Этот триггер соединен с триггером 4, который соединен с элементами «И» 5 и 6, выделяющими экстремумы соответственно при положительной и отрицательной кривизне. В устройство входят также первая и вторая группы элементов «И» 7 н 8, первая н вторая группы накопительных счетчиков 9 и 10, блок цифровых фильтров 11, третья группа элементов «И» 12, элемент задержки 13, элементы «И» 14 и 15.

Выходы первой и второй групп элементов «И» подключены к входам накопительных счетчиков, а входы — к выходам блока цифровых фильтров и элементов «И» 5 и 6.

Выходы третьей группы элементов «И» 12 соединены с разрядными входами второго счетчика, а входы — с выходами первого счетчика и элемента задержки.

Устройство работает следующим образом.

Ординаты случайного процесса при помощи развертывающего преобразователя представляются в виде число — импульсных кодов, пропорциональных значениям этих ординат. Эта операция может выполняться при помощи любого развертывающего аналогоцифрового преобразователя. Если случайная величина представлена в виде осциллограммы, то для этих целей может служить серийная аппаратура расшифровки осциллограмм (например «Силуэт») . Эта аппаратура выдает значения ординат для перфорирования в виде параллельного двоичного кода и работает по развертывающему принципу, что позволяет получить сигнал в виде число-импульсного кода и служебный сигнал окончания кода, Обозначим разность г-й и (i — 1) -й кодовой комбинации

ЛЛ, = lVi- — N; !, где Л ; и N; — кодовые комбинации соответствующие ординатам.

Аналогично

AN i — = Ni — Л i — 2

Прохождение экстремальных точек сопровождается изменением знака превращения, т. е. в этом случае

SignAN;g 31КПЛУ вЂ”

Направление перегиба (знак кривизны) определяется путем логического сравнения знаков приращений.

Рассмотрим работу схемы при формировании комбинации N; которая соответствует прохождению экстремума с положительной кривизной (точка b на фиг. 2). До этого мо506866 делении вероятностей появления экстремаль65

4 мента мы находились на восходящей ветви а — b, и, следовательно, приращение имело знак плюс. При переходе на ветвь b — с приращение будет иметь знак минус. Следовательно, изменение знака приращения с плюса на минус соответствует экстремуму с положительной кривизной. Соответственно, переход с ветви b — с на ветвь с — d будет сопровождaThñÿ изменением знака приращения о с минуса на плюс, что соответствует экстремуму с отрицательной кривизной.

Число — испульсный код поступает на счетный вход счетчика 1, формирующего двоичный код, пропорциональный очередному з значению ординаты N, . Одновременно этот же число — импульсный код поступает на счетный вход счетчика 2. В этот счетчик после окончания предыдущего цикла из счетчика 1 был переведен код Ni . .Следовательно, во

20 время поступления кода в счетчике 2 буде1 формироваться разность У,. — 1Ч;

Если lVi ) N; .i, то триггер 3, выполняющий функцию триггера знака, перейдет в единицу. Если Л; (N;..>то триггер,3

25 останется в исходном нулевом состоянии. Таким образом, в триггере 3 формируется знак разности двух соседних кодов (знак приращения ЛИ; ) . .Во время (i — 1) -го цикла в счетчике 2 была сформирована разность

AlVi <, знак которой из триггера 3 через элементы «И» 15 и 14 оказался в конце (i — 1)-го цикла с задержкой в элементе 13 переписанным в триггер 4 памяти. Следовательно, после !-ro цикла в момент появления сигнала окончания кода состояние триггера 3 соответствуют знаку AlV; а триггера

4 — знаку ЛУ; . Элементы «И» 5 и 6 производят логическую операцию определения знака перегиба кривой. Прн этом на выходе элемента 5 появляется сигнал, если разность АА; имела на выходе минус (триггер 3 остался в «нуле»), à AlV; знак плюс (триггер 4 перешел в «единицу» при перезаписи ЛЛ ; !),,т. е. при положительной кри4ь визне. Разрешающий сигнал с выхода элемента 5 поступает на все входы элементов

«И» 7, вследствие чего счетчики 9 подсчитывают количество экстремумов положительной кривизны с учетом их значения, Все кодовые комбинации, формируемые счетчиK0lM 1, разбиваются на группы (под!м!ножества) при помощи набора цифровых фильтров, количество которых определяется в зависимости от разрядности классификации. Эта разрядность определяет количество накопительных счетчиков в анализаторе 9 (фиксирующем экстремумы отрицательной кривизны). Если разность ЛК; имела знак плюс, а AN; — знак минус (экстремум отрицательной кривизны), то элемент «И» 6 подает разрешающий сигнал на входы элементов «И» 8.

Таким образом, в накопительных счетчиках 9 формируется информация о распре506866

10 (132НОЛ 0КОИНОНУЯ

ырра ных значений при положительной кривизне перегиба анализируемой характеристики, а в счетчпках 10 — при отрицательной кривизне.

Формула изобретения

Устройство для классификации экстремумов случайного процесса, содержащее первую группу накопительных счетчиков, входы которых подключены к выходам первой группы элементов «И», вторую группу накопительных счетчиков, входы которых подключены к выходам второй группы элементов «И», блок цифровых фильтров, выходы которых соединены с первыми входами первой и второй групп элементов «И» соответственно, вторые входы которых подключены к первому входу устройства, первый счетчик, первые разрядные выходы которого соединены со входами блока цифровых фильтров соответственно, а вход — со вторым входом устройства, третью группу элементов «И», первые входы которых подключены ко вторым разрядным выходам первого счетчика соответственно, второй счетчик, разрядные входы которого подключены к выходам третьей группы элемен6 тов «И» соответственно, а вход — ко второ»y входу устройства, элемент задержки, вход которого подключен к первому входу устройства, отличающееся тем, что, с целью расши5 рения области применения устройства, оно дополнительно содержит первый триггер, единичный вход которого соединен с выходом второго счетчика, а нулевой вход — с выходом элемента задержки и со вторыми

1о входами третьей группы элементов «И», первый элемент «И», первый вход которого подключен к единичному выходу первого триггера, а второй вход — к выходу элемента задержки, второй элемент «И», первый вход

15 которого подключен к нулевому выходу первого триггера, а второй вход — к выходу элемента задержки, второй триггер, входы которого соединены с выходами первого и второго элементов «И» соответственно, тре20 тий элемент «И», входы которого подключены к единичным выходам первого и второго триггеров соответственно, а выход — к третьим входам первой группы элементов «И», и четвертый элемент «И», входы

25 которого подключены к нулевым выходам первого и второго триггеров соответственно, а выход — к третьим входам второй группы элементов «И».

506866

Составитель Э. Сечина

Техред Т. Колесова

Корректор Л. Орлова

Редактор С. Хейфиц

МОТ, Загорский филиал

Заказ 4907 Изд. № 1192 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5