Обучающееся устройство для распознавания образов - SU414823A3

1

Изобретение относится к обучающимся машинам для распознавания образов, в частности к их разновидности, обладающей способностью самообучаться.

Обучающееся устройство такого типа обычно имеет в своем составе логическую схему с адаптацией, которая обладает способностью самообучаться, заключающейся в том, что выход, удовлетворяющий заданному состоянию , может быть получен для каждого входного состояния, в результате чего после обучения на каждое входное состояние будет получена правильная реакция устройства. При необходимости может быть произведено повторное обучение, чтобы получить новую реакцию на выходе мащины в ответ на новое входное состояние.

На фиг. 1 показана основная структурная схема обучающегося устройства рассмотренного типа, которая состоит из множества весовых элементов А, В, С..., обладающих соответствующими весовыми коэффициентами Wi, W2, Wz . . . , в качестве которых могут выстунать, например, напряжения; сумматора D, схемы нрипятия решения Е, выходной клеммы Г, клеммы G, на которую подается нужный выходной сигнал, и обучающейся

схемы управления Н. На соответствующие весовые элементы А, В, С... поступает ряд входных сигналов .Yi, Х, Аз..., а па схему принятия рещения - пороговое значение WaВ .ходные сигналы Al, Xz, Х-,... могут принимать одно из значений либо «1 или «О, либо одно из значений «-|-1 или «-1. Входные сигналы Ль Xz, Хз... умножаются па весовые коэффициенты соответствующих весовых элементов .4, В, С..., а произведепия складываются с помощью сумматора D. Полученная сумма сравнивается в схеме принятия решения с пороговым значением 1170, в результате чего на выходе схе.мы Б появляется сигнал «-}-1 или «-1, когда сумма соответственно больще или меньше порогового значення We

Если действительный выходной сигнал при определенном входном состоянии равен «+1,

а необходимый выходной сигнал равен «-1, обучающаяся схема управления Я корректирует весовые коэффициенты до тех пор, пока онп пе уменьшатся таким образом, чтобы на выходе была «-1. Эта операция повторяется для всех входных ситуаций, каждая из которых онределяется рядом чнсел. Таким образом, все входные ситуации можно раз3

бить на две категории, составляющие lijiacc 1 и класс 2.

Однако в таком устройстве в процессе обучения в основном функций раснозиавания ложится на человека, в результате чего период обучения слишком удлиняется. Кроме того, нз-за того, что в нроцессе обучения схема принятия ренгеиия работает по приннину «одни исход из двух воз;можных, нельз;. ожндать нолучения правильного решения на этане раснознавания, когда вход.ная снтуання немного отличается от TimoBoii ситуации.

Целью изобретення является устранение этих недостатков, т. е. повышение иа.дежностп распознавания.

Эта цель достнгается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные блок входной информан нн, блок выбора весовых коэффициеиюв, сумматор, блок принятия решения, блок намяти С1аи.л,артнь1х снтуан.ий, входы которого соедииены с выходами блока ()ра входиой Н1формацнн, а выходы - с соответстпуюигнми вход,ами его, генератор заиуска10Н1,их импульсов, связанный с cooTBeTCTHyioHUiM входом блока памяти стандартных ситуаций, и генератор импульсов обучения, ОД1Н1 вход которого подключен к выходу блока п|)И11ятия решеиия, а выходы - к соо1ветст 5у1ои,им входам блока выбора весовых коэффициеитов, донолннтсльио введены блок выбора порога, однн вход которого связан с соответствуюниш выходом блока памяти стандартных ситуаций и другим входом генератора имиульсов обучения, другой вход - ко входу yciaiioBKn порога устpoiic1ва , а выход - к coo iieiuiByiOH,eMy входу блока иринятня решения.

На фиг. 1 нрнведена блок схема, от)ажа10Ш;ая основную структуру обучающегося уст ройства для раснозмаваиия образов; на фиг. 2 приведе 1а блок схема варианта нредложеииого ycTiioiicTBa; на 4)иг. 3-6, 8 приведены нрииципиальиые схемы отдельных узлов обучающегося устройства, изображенного на фиг. 2; на фиг. 7 а и 76 показаны характеристики , отражающие работу отдельных узлов схемы, показанной на фиг. 6.

Устройс1во работает следующим образом.

На соответствующ.ие входные клеммы 1-3 подается несколько входных сигналов, которые фиксируются в блоке выбора входно; информации 4 в течеиие необхо.днмого промежутка времеин. В качестве схем, составляющнх блок 4, могут быть исиользованы лгультивибраторы с двумя устойчивыми состояниями . Несколько схем 5, 6 и 7 переключения весовых коэффициентов образуют блок выбора весовых коэффициентов 8 и иредиазначены для умножения выходов блока 4 на соответствуюнще весовые коэффициенты liV,, 1Ур и IFv. На клеммы 1-3 поступают сигналы в виде «1 или «О. Эги сигналы умножаются на соответствующие весовые коэффнцнеиты в блоке выбора весовых коэффициентов 8.

4

Блок намяти стан.дартиых ситуаций9последовательно заномниает выходные сигиалы мультивибраторов блока 4 и. одиовремеино пронзводит последовательно ,.з.а.п.9М1шание ожидаемых выходных сигнало.в.-притйновых ситуациях, ноступаюи их с к.дем.мы 10.- Генератор заиускаюш,их импульсов 11. .управляет записью в блоке памятн 9 и счйтываинем из него входных ситуаций в нронессе обучения

на осиовании сигнала, ноступающего на генератор 11 от клеммы ручной подачнсигнала 12 илн же на оеновапни выхо.диого С1;гнала, вырабатываемого генератором И1 нульсов обучения 13.

CyMj.iaiop 14 суммирует взвешенные значения сигнала, ностунаюшие с В{,ходов схем переключения весовых козффии.не1Г1Ов 5-7. Р; блоке нрннягня реи.1ения 15 производится сравиеьие выходного сигнала сумматора 14 с

пороговым значением Wч . акнм образом, пыходиой сигнал «-| I иоявляется на выходиг )й клемме 1G, когда эта сумма больите иорогового значения U(-) , а сигнал «О - когда сумма меньше порогового значення W(t. Блок

вьбора порога 17 подает на б.пок принятие peuieHHii 15 пороговое значение WH , соответciByiontec- не(;бходнмо выходному сигналу, кото| )ый нршшмает значение «|-1 или «О, нодаваемому с выходной клеммы 18 блока

памяти 9 во время обучения, в то время как в ироиессе раснозиавлиия пороговое зиачеиие

W()t подаваемое на вход блока выбо|за порога 17, неносредствешю подается на блок принятня решеиия 15.

1ене1)атор пмнульсов обучения 13 сравнивает де1 1СТВ11тельиьи1 выходной сигнал, ноетупаюнин на клемлгу 16 в нроцессе обучения, с необходимым выходным сигналом, ноступаюш ,им с выходной клеммы 18 блока 9 и подает носле;|.овател11иость имиульсов обучения на схем|.5| 1ереключеиия весовых коэффициентов 5-7 блока 8. Нрн этом измеиеине весовых коэффициентов иронсходит только тогда, когда действительное значение сигнала на выходе устройства ие совпадает с нужным сигналом на выходе блока памяти 9. Сигнал управления уменьшением весовых коэффициентов, сигнал управлеиня их увелнчением и и шyльc

обучени-л иоступагот па соответствуюш.ие выходные клеммы 19, 2и и 21 (см. фиг. 5) генератора цлшу. обучепия 13.

На фиг. 3 показан блок памяти стаи.дартиых ситуаций 9. 1 ункция блока памяти 9, как

было описано выше, состоит в запоминаиии тииовых ситуаций и требуемых выходных снгналов для этих ситуаций. Нри запоминании типовых ситуаций и необходимых выходных сигналов нереключатель 22 неребрасывается к зажимам а н Ь. В результате на управляюидие электроды к.-иочевых транзисторов 23-26 подается нанряженне - Е, и они открываются. Необходимый выход юй сигнал, поступающий на схему с кле.ммы 10, занисывается через транзистор 23 блока памяти в

fu&.TS

vz8