УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ПРИЗНАКОВ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ С УКАЗАТЕЛЕМ ДЛИНЫ

Техническое решение относится к автоматике, в частности к устройству для селекции признаков структурированных информационных объектов, и может использоваться при распознавании стохастических бинарных сигналов разделенных на кадры с указателем длины в каналах передачи данных.
Известно устройство для селекции признаков объектов (АС СССР, SU 1735879 от 23.05.1992, Бюл. №19), работа которого основана на оценке вероятности смены состояний бинарного процесса, содержащее первый счетчик, счетный вход которого является синхронизирующим входом устройства, а выход подключен к одному информационному входу вычислительного блока, другой информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход вычислительного блока соединены с одними информационными входами компараторов, другие информационные входы которых являются пороговыми входами устройства, первый элемент задержки подключенный к синхронизирующему входу устройства, второй элемент задержки, элемент ИЛИ и инвертор, регистр сдвига, информационный вход которого является информационным входом устройства, а тактирующий вход подключен к синхронизирующему входу устройства, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с выходами регистра сдвига, а выход подключен к одному входу первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, одновибратор, вход которого подключен к синхронизирующему входу устройства, а выход соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу переполнения первого счетчика, а выход соединен с входом второго элемента И и с управляющими входами первого и второго счетчиков, второй элемент И, входы которого подключены к выходам компараторов, а выход соединен с входом инвертора, и группу элементов И, одни входы которых подключены к выходам второго элемента И и инвертора соответственно другие соединены с выходом второго элемента задержки, а выходы являются выходами устройства.
Недостатком устройства, проявляющимся при селекции признаков структурированных объектов, является неспособность устройства выделять из бинарного потока информационного потока разделяющие флаги, которые делят информацию бинарного потока на кадры, что снижает достоверность распознавания структурированных информационных объектов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для селекции признаков структурированных объектов (патент RU №174047 от 17.02.2017 г.) работа которого основана на оценке вероятности смены состояний бинарного процесса в структурированных информационных объектах, таких как стохастические бинарные потоки, разделенные на кадры флагами начала кадра. Устройство для селекции признаков структурированных объектов содержит первый счетчик, счетный вход которого является синхронизирующим входом устройства, а выход подключен к одному информационному входу вычислительного блока, другой информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход вычислительного блока соединены с одними информационными входами компараторов, другие информационные входы которых являются пороговыми входами устройства, первый элемент задержки подключенный к синхронизирующему входу устройства, второй элемент задержки, элемент ИЛИ и инвертор, регистр сдвига, информационный вход которого является информационным входом устройства, а тактирующий вход подключен к синхронизирующему входу устройства, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с выходами регистра сдвига, а выход подключен к одному входу первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, одновибратор, вход которого подключен к синхронизирующему входу устройства, а выход соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу переполнения первого счетчика, а выход соединен с входом второго элемента И и с управляющими входами первого и второго счетчиков, второй элемент И, входы которого подключены к выходам компараторов, а выход соединен с входом инвертора, и группу элементов И, одни входы которых подключены к выходам второго элемента И и инвертора соответственно другие соединены с выходом второго элемента задержки, а выходы являются выходами устройства, в него введен дешифратор, выход которого соединен с входами сброса первого и второго счетчиков.
В каналах связи современных систем информация передается кадрами. Начало каждого кадра выделяется определенной битовой последовательностью называемой флагом начала кадра (далее FLAG) и указателем длины кадра (далее LK). Поле кадра LK определено в 8 разрядов, которые являются указателем длины кадра (за исключением поля FLAG и LK) в двоичном виде. Прототип предназначен для распознавания стохастических бинарных сигналов имеющих разделительные флаги. При наличии в потоке стохастических бинарных сигналов разделительных флагов и указателей длины LK работа прототипа может привести к ошибочному решению.
Техническим результатом, получаемым в данном техническом решении, является повышение достоверности селекции признаков структурированных информационных объектов с указателем длины кадра.
Технический результат достигается тем, что в устройство для селекции признаков структурированных объектов содержащее первый счетчик, счетный вход которого является синхронизирующим входом устройства, а выход подключен к одному информационному входу вычислительного блока, другой информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход вычислительного блока соединены с одними информационными входами компараторов, другие информационные входы которых являются пороговыми входами устройства, первый элемент задержки подключенный к синхронизирующему входу устройства, второй элемент задержки, элемент ИЛИ и инвертор, регистр сдвига, информационный вход которого является информационным входом устройства, а тактирующий вход подключен к синхронизирующему входу устройства, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с выходами регистра сдвига, а выход подключен к одному входу первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, одновибратор, вход которого подключен к синхронизирующему входу устройства, а выход соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу переполнения первого счетчика, а выход соединен с входом второго элемента И и с управляющими входами первого и второго счетчиков, второй элемент И, входы которого подключены к выходам компараторов, а выход соединен с входом инвертора, и группу элементов И, одни входы которых подключены к выходам второго элемента И и инвертора соответственно другие соединены с выходом второго элемента задержки, а выходы являются выходами устройства введены третий и четвертый счетчик и элемент ИЛИ, при этом вход сброса третьего и четвертого счетчиков соединены с выходом дещифратора, счетные входы счетчиков соединены с входом синхронизации устройства, в младшие 3 разряда информационных входов четвертого счетчика вводятся нули, а в старшие 8 разрядов вводится содержимое регистра сдвига, при этом выходы третьего и четвертого счетчиков соединены с входами введенного элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса первого и второго счетчиков.
Введение новых признаков и связей между ними, отличающих заявленное решение от прототипа, в своей совокупности дает возможность повысить достоверность селекции признаков структурированных информационных объектов таких как стохастические бинарные потоки, разделенные на кадры флагами начала кадра и содержащими указатель длины кадра.
На чертеже (Фиг. 1) представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит регистр 1 сдвига, первый элемент 2 задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, одновибратор 4, первый счетчик 5, первый элемент И 6, вычислительный блок 7, включающий схему 8 вычисления обратной величины и перемножитель 9, второй счетчик 10, компараторы 11 и 12, второй элемент И 13, инвертор 14, второй элемент 15 задержки, группу элементов И 16 и 17 и элемент ИЛИ 18, входы 19-21, выходы 22 и 23, дешифратор 24, счетчик 28, счетчик 29, элемент ИЛИ 30.
На чертеже (Фиг. 2) представлен структурированный информационный объект с кадровой структурой, включающей кодовую комбинацию начала кадра FLAG (25), стохастический бинарный сигнал (26), указатель длины кадра LK (27) в байтах. Устройство работает следующим образом. Структурированные информационные объекты с кадровой структурой (Фиг. 2), с входа 20 поступают на информационный вход регистра 1 сдвига, на тактирующий вход которого поступают импульсы с входа 21. В промежутке времени между двумя произвольными тактами в первом и втором разрядах регистра 1 хранятся значение распознаваемого процесса на смежных тактах. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 единичный сигнал появляется лишь в том случае, когда в разрядах регистра содержатся разные значения бинарного процессора, что свидетельствует о факте смены значений процесса.
Количество таких событий подсчитывается счетчиком 10 по сигналам, подступающим с выхода элемента 2 задержки через элемент И 6. Одновременно с этим счетчик 5 подсчитывает количество тактов, по отношении к которому оценивается вероятность смены состояний бинарного процесса.
Вычислительный блок 7 вычисляет код оценки вероятности, определяемый как отношение числа событий, зафиксированных счетчиком 10, к общему числу тактов, зафиксированных счетчиком 5. С выхода блока 7 код поступает на одни входы компараторов 11 и 12, на другие входы которых поданы пороговые значения. Компаратор 11 выдает сигнал, если код на его первом входе превышает величину нижнего порога, подаваемого на его другой вход. Компаратор 12 выдает сигнал, если величина кода на его первом входе меньше величины на его первом входе меньше величины порога, поданного на его второй вход.
В случае попадания кода оценки вероятностей в заданный диапазон на выходе элемента И 13 появляется сигнал, свидетельствующий о наличии бинарного шума, который поступает через инвертор 14 на вход элемента И 17 и непосредственно на вход элемента И 16. На выходе элементов И 16 и 17 И формируется результат классификации распознаваемого процесса при появлении на других их входах разрешающего сигнала с выхода элемента 15 задержки.
В случае попадания битовой комбинации FLAG (25) в распознаваемой бинарной последовательности срабатывает дешифратор 24, с выхода которого поступают сигналы на входы сброса (R) третьего счетчика 28 и четвертого счетчика 29. Счетчик 28 отсчитывает 8 тактовых импульсов, поступающих с входа 21, после этого сигнал выхода счетчика поступает на вход (С) предварительной записи счетчика 29 и на вход элемента ИЛИ 30. При этом содержимое регистра сдвига 1 загружается в старшие 8 разрядов а нули загружаются в три младших разряда счетчика 29, а первый счетчик 5 и второй счетчик 10 обнуляются. С этого события начинается сначала оценка вероятности бинарного белого шума. В счетчике 29 находится число LK, умноженное на 8, что является числом тактовых импульсов, определяющих длительность стохастического бинарного сигнала 26. Поступающие на вход обратного счета (-1) счетчика 29 уменьшают число, хранящееся в счетчике. При обнулении счетчика с выхода для подключения счетчика младшего разряда (-Р) через элемент ИЛИ 30 сигнал обнуления поступает на входы первого счетчика 5 и второго счетчика 10. После этого устройство переходит в состояние приема комбинации FLAG и при этом оценка вероятности бинарного белого шума начинается с начала.
Технико-экономический эффект от использования полезной модели определяется возможностью применения устройства для селекции признаков структурированных информационных объектов с кадровой структурой и указателем длины, принимаемых из каналов связи, что повышает достоверность селекции признаков структурированных информационных объектов с указателем длины кадра.