Claims (2)
0,01-1 первыи выход генератора тактовых импульсов через делитель частоты подключен к счетчику импульсов матрицы , выходы которого вл ютс соответствующими выходами блока, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входами счетчика импульсов строк и счетчика импульсов столбцогв ,; выходы которых подключены к первому и второму входам блока элементов И соответствующего канала, выходы блока элементов И объединены и вл ютс первым выходом блока управлени . На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг о 2структурна схема блока управлени . Устройство содержит матрицу из блоков 1 регистров, сумматоры. 2, вычитатель k, веро тностный дисперсиометр 5, блок 6 запоминани , усреднитель 7, элемент И 8, блок 9 управлени . Блок управлени состоит из генератора 10 тактовых импульсов (ГТИ, делител 11 частоты, счетчика 12 импульсов матрицы, счетчика 13 импульсов строк, блока 1 элементов И, счетчика 15 импульсов столбцов. Устройство работает следующим образом . Дл вычислени дисперсии коэффициентов разложени по системе Хаара весь квадрат (область наблюдени -l 2- пoкpывaeм пр моугольной сет ой с шагом ti -Т/М по одной оси и с шагомГ2;::Т/Ыпо другой оси(МКобщее число узлов сетки}. Оценка первого коэффициента раз ожени Хаара вл етс среднеарифметимеским значением всех (мм)отсчетов в узлах сетки 0,0 N,. .... s s i(tip,tr,iS; 0,0 p-09-0 r z / В результате 1-кратного вычислени средних арифметических значений отсчетов в области задани получаем набор случайных чисел Дисперсию коэффициента можно рассматривать как функционал от числ точек фиксации () CJHC°P,)--T(M,N) Коэффициенты Хаара разбиваем на группы, в которых дисперсии равны I между собой и равны дисперси м первых в этих группах коэффициентов Хаара. Таким образом, находим дисперсии c3Mc°g),, , по следующим алгоритмам )--4(MiN)(4) ,) -- (,N|i) -SCWiNK -)}(5) 5Cci; J-l - -™-} V( (м 12 1;м|2)- vf CMI N14.-)- S CM I N l) где ,2,... n,,2,3.. .m, Дл определени дисперсии произвольного коэффициента разложени стационарного случайного пол по системе функций Хаара сначала вычисл ют средние арифметические значени отсчетов на соответствующих двоичных пр моугольниках квадрвта о,Т-, ОД, затем их дисперсии, и, наконец, по формулам С ) (5) и (6) определ ют дисперсии коэффициентов Хаара. Например, дл формировани диспер .) и cJfJcнaчaла форм ируют дисперсии средних арифметических значений отсчетов случайного пол 7(A.N),-)Л(л,т);.тЬ соответственно в двоичных пр моуголь ных квадратах лХ1 ,1, сСС, ,о. ,2 ,3. Затем по дисперси м 7 по алгоритму (5) рассчитывают дисперсии коэффициентов Хаара: )--list/AiNiO-Hlw;N)j, .).(.MiN 14)- (W;N(2)J ОЧ C°p-iinM;N/ft)-MIM , N14) .( 6 Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере вычислени дисперсий коэффициентов Хаара дл случа ,(). Отсчеты функции f(U, Ц) непрерывно поступают на элемент И 8. По команде из блока 9 управлени нужные отсчеты функции, соответствующие двоичным пр моугольным квадратам, начина co/D,lJ, поступают через элемент И 8 на усреднитель 7, где определ етс среднее арифметическое значение отсчетов стационарного случайного пол . Далее это среднее арифметическое значение подаетс на блок 6, где запоминаетс 1 таких значений,Jа затем на веро тностный дисперсиометр 5, на котором определ етс дисперси M CMfN) по алгорит-. му С2) . Число, соответствующее дисперсии ), одновременно подаетс на все столбцы блоков 1 регистров , но по команде из блока управлени оно записываетс в четвертом (самом нижнем регистре сдвига блока 1 регистров первой строки и первого столбца матрицы блока регистров . Аналогичным образом формируетс дисперси среднего значени отсчетов функции MC /ijN/i), соответствующа двоичному пр моугольному квадратуо(Г2,1 , и подаетс на четвертый регистр сдвига блока 1 регистров первой строки и первого столбца матрицы блока регистров. При этом по команде из блока 9 управлени число из четвертого регистра сдвига переписываетс в третий регистр сдвига блока 1 регистров. Таким образом, путем последовJтeльнoгo выталкивани из последующего регистра сдвига в предыдущий, начина с четвертого, в блоке 1 регистров первой строки и первого столбца записываютс сверху вниз дисперсии MlM., 4(W|2,N)n Ч (М,, соответствующие двоичным пр моугольным квадратам ctIl.n,ott2,l,oLi:3,l Ио/С1,1. Аналогичным образом формируютс дисперсии средних значений, соответствующие пр моугольникам второго и третьего столбца матрицы. Значение этих дисперсий записываютс соответственно в блок 1 регистров второго и третьего столбцов . После этого по алгоритмам (il, ,5) и С6) вычисл ютс дисперсии. По команде из блока 9 управлени числа из всех регистров послед него столбца блока 1 регистров под ютс попарно на сумматоры 2, на вы читатели 3 и на отдельный вычитатель k, На выходе сумматора 2 третьей ( самой нижней пары сумматора с вычитателем вычисл етс сумма дис- Персии 4(W/4,NMM(M/M/eii подае.тс на читатель 3 этой пары, на котором вычисл етс дисперси коэффициента Хаара 5Hci; - -14.iV4viV , -чи)-Чтт)1: Множитель 2 учитываетс путем сдвига числа в регистре сдвига вычитатель 3 на четыре разр да вправо. Аналогичным образом на. выходе вычитателей 3 второй и первой пары сумматоров с вычитател ми вычисл ют с дисперсии коэффициентов Хаара соответственно ОЧс риб Сс:;;). На отдельном вычитателе в числ етс дисперси коэффициента Хаара по алгоритму 5 по дисперси м Ч (М,М/4)и yCMiN/g)содержащимс в четвертых регистрах сдвига блоко 1 регистров первой строки, второго и третьего столбцов матрицы регист ров. Таким образом, одновременно вычи л ютс дисперсии коэффициентов Хаара четвертого столбца матрицы дисперсий; оЧс5;;)АЧс5;;).еПс;;;) Далее по команде из блока 9, управлени одновременно все числа пере нос тс из блоков 1 регистров второго столбца матрицы регистров в третий, а из первого - во второй столбец. Иа отдельном вычитателе и вычитател х 3 первой и второй пар сумматоров с вычитател ми формируютс дисперсии коэффициентов Хаара , соответствующие третьему столб цу матрицы дисперсий: По команде из блока управлени одновременно все числа из блоков 1 регистров второго столбца перенос тс в третий. Одновременно с этим число из первого регистра сдвига блока 1 регистров первой строки третьего столбца подаетс на четвертый регистр сдвига блока 1 регистров сдвига первой строки второго столбца. На отдельном вычитателе Ц и .вычитателе 3 первой парысумматора с вычитателем вычисл ютс соответственно дисперсии коэффициентов Хаара второго столбца матрицы cJfjMa CcV). Значение дисперсии СГ(С снимаетс с первого регистра сдвига блока 1 регистров сдвига первой строки третьего столбца. Блок управлени работает следующим образом. На вход элемента И 8 подаютс построчно все содержимые в отдельном блоке пам ти отсчеты случайного пол . Подача отсчетов осуществл етс в такте с частотой, вырабатываемой в ГТИ. В счетчиках строк и столбцов осуществл етс подсчет соответственно строк и столбцов случайного пол . Каждому столбцу и строке соответствует отсчет, т.е. осуществл етс подсчет номеров отсчетов. Например, необходимо подать кадр случайного пол с 2,1. Дл этого со счетчика строк подаютс импульсы на блок 1 элементов И с номерами 5,6,, а со счетчика столбцов - импульсы с номерами 1,2,3,. В случае совпа- дени импульсов строк и столбцов в блоке Т вырабатываютс команды, которые поступают на элемент И 8. Номер отсчета поступает на усреднитель 7. Число чеек, в которые вход т счетчик строк, счетчик столбцов и схема совпадени , равно числу элементов матрицы. Импульсы от ГТИ подаютс также на делитель частоты,.в котором частота ГТИ делитс в П х К раз. Така частота необходима дл того, чтобы кадры, содержащиес в строке К отсчетов, повторились П раз и запомнились в запоминающем блоке 6. С делител частоты импульсы поступают на счетчик импульсов матрицы, в котором они подсчитываютс , и на соответствующем выходе выдаютс импульсы дл управлени регистрами сдвига блока 1 регистров. Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключаетс в расширении функциональных возможностей , а именно получении нар ду с дисперси ми коэффициентов Хаара , стационарного случайного процесса дисперсии коэффициентов Хаара стаци нарного случайного пол . Формула изобретени 1. Устройство дл определени дисперсии коэффициентов Хаара, содержащее блок управлени , первый выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого вл етс входом устройства, усреднитель, блок запоминани , вычи татели, веро тностный дисперсиометр отличающеес тем, что, с целью расширений функциональных возможностей за счет определени дисперсии коэффициентов Хаара стационарного случайного пол , в устройство введены (п-1) (,5.t, m+1) сумматоров, дополнительный вычитатель и матрица из п(п-1)/2 блоков регистров, каждый из которых содержит по четыре последовательно соединенных регистра сдвига, кажда i-а строка матрицы (,2,3,... ,ш) содержит (n-i) блоков регистров, каждый j-ый столбец матрицы (j 3,,.,m) содержит j блоков регистров при этом выход элемента И через последовательно соединенные усреднитель и блок запоминани подключен к входу веро тностного дисперсиометра , выход которого соединен с информационными входами первых регистров каждой строки, информацио ные выходы блока регистров j-ro столбца i-ой строки за исключением последнего блока регистров подключены к соответствующим информацион ным входам блока регистров (j+l)-го столбца i-ой строки, первый и второй информационные выходы последне блока регистров каждой строки соединены с первым и вторым входами соответствующего сумматора, выход 210 которого подключен к первому входу соответствующего вычитател , второй и третий входы которого соединены с третьим и четвертым информационными выходами блока регистров соответствующей строки, п тые информационные выходы (п-1)-го и(г-2)-го блоков регистров первой строки подключены к первому и второму входам дополнительного вычитател , п тый информационный выход блока регист-ров (1+1)-ой строки j-столбца соединен с п тым информационным входом блока регистров i-ой строки, шестой информационный выход (п-1)-го блока регистров первой строки подключен к шестому информационному входу (п-2)-го блока регистров первой строки , управл ющие входы блоков регистров соединены с соответствующими выходами блока управлени , выходы вычитателей и дополнительного вычитател вл ютс выходами устройства. 2. Устройство по П.1, отличающеес тем, что блок управлени содержит генератор тактовых импульсов, делитель частоты, счетчик импульсов матрицы и к идентичных каналов, каждый из которых состоит из счетчика импульсов строк, счетчи ка импульсов столбцов иблока элементов И, при этом первый выход генератора тактовых импульсов через делитель частоты подключен к счетчику импульсов матрицы, выходы которого вл ютс соответствующими выходами блока, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входами счетчика импульсов строк и счетчика. импульсов столбцов, выходы которых подключены к первому и второму входам блока элементов И соответствующего канала, выходы блока элементов И объединены и вл ютс первым выходом блока управлени . I - , .Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Гладкий В.С„ Веро тностные вычислительные машины. М., Наука, 1973, с.125. 0.01-1 the first output of the clock generator is connected via a frequency divider to the matrix pulse counter, the outputs of which are the corresponding outputs of the block; the second clock generator output is connected to the inputs of the row pulse counter and the column counter pulses; the outputs of which are connected to the first and second inputs of the And block of the corresponding channel, the outputs of the And block of the elements are combined and are the first output of the control block. Figure 1 shows the block diagram of the proposed device; Fig. 2 structural diagram of the control unit. The device contains a matrix of blocks of 1 registers, adders. 2, subtractor k, probabilistic dispersion meter 5, memory unit 6, averager 7, element 8, control unit 9. The control unit consists of a generator of 10 clock pulses (GTI, a frequency divider 11, a matrix pulse counter 12, a row pulse counter 13, an AND block 1, a column pulse counter 15. The device works as follows. To calculate the dispersion of the expansion coefficients in the Haar system, the whole square (Observation area -l 2- an enclosed rectangular network with a step ti -T / M along one axis and with a step Γ2; :: T / Ы along the other axis (MK total number of grid nodes}. The estimate of the first Haar diffusion coefficient is the average value everything x (mm) samples in grid nodes 0.0 N, ... ssi (tip, tr, iS; 0.0 p-09-0 rz / As a result of 1-fold calculation of arithmetic mean values of samples in the task area, we get set of random numbers The dispersion of the coefficient can be considered as a functional of the numbers of fixation points () CJHC ° P,) - T (M, N) The Haar coefficients are divided into groups in which the dispersions are equal to I among themselves and equal to the dispersions of the first coefficients in these groups Haar. Thus, we find the variances c3Mc ° g) ,,, according to the following algorithms) - 4 (MiN) (4),) - (, N | i) -SCWiNK -)} (5) 5Cci; Jl - - ™ -} V ((m 12 1; m | 2) - vf CMI N14 .-) - S CM IN l) where, 2, ... n ,, 2,3 ... M For definition the variances of an arbitrary coefficient of decomposition of a stationary random field using the system of Haar functions, first calculate the arithmetic mean values of samples on the corresponding binary squares of square, T, OD, then their dispersions, and finally, using formulas C) (5) and (6) the variances of the Haar coefficients are determined. For example, to form a dispersion.) And cJfJc, they form the dispersions of the arithmetic mean values of the readings of the random field 7 (A.N), -) L (l, t) ;. tb, respectively, in binary rectangular squares lH1, 1, sSS, o. , 2, 3. Then, using dispersions 7, using the algorithm (5), the dispersions of the Haar coefficients are calculated:) - list / AiNiO-Hlw; N) j.). (. MiN 14) - (W; N (2) J OFC C ° p- iinM; N / ft) -MIM, N14). (6 Consider the operation of the proposed device by the example of calculating the dispersions of the Haar coefficients for the case, (). The function f (U, C) counts continuously on the And 8 element. On a command from block 9 control, the desired samples of the function corresponding to the binary rectangular squares, starting co / D, lJ, are passed through the element And 8 to the averager 7, where the arithmetic average of the samples of the stationary case is determined st floor. Then the arithmetic mean value is fed to block 6, where the stored values of 1, Ja then likely tnostny Dispersiometer 5, which is determined by the dispersion M CMfN) by algorithms. mu C2). The number corresponding to the variance is simultaneously applied to all the columns of register blocks 1, but at the command of the control block it is recorded in the fourth (the lower shift register of block 1 of the registers of the first row and the first column of the matrix of the register block. Similarly, the variance of the function count is formed MC / ijN / i), corresponding to binary rectangular quadrature (G2.1, and fed to the fourth shift register of block 1 of the registers of the first row and the first column of the matrix of the register block. At the same time, at the command of the bl The control number 9 is transferred from the fourth shift register to the third shift register of register block 1. Thus, by sequential pushing out of the subsequent shift register to the previous one, starting from the fourth, block 1 of the first row and first column registers are written from top to bottom of the MlM dispersion. 4 (W | 2, N) n × (M ,, corresponding to binary rectangular squares ctIl.n, ott2, l, oLi: 3, l Io / C1,1. In a similar way, the dispersions of the mean values corresponding to the rectangles of the second and the third column of the matrix. The value of these variances is recorded respectively in block 1 of the registers of the second and third columns. Thereafter, the variances are calculated by the algorithms (il, 5) and C6). On command from control block 9, the numbers from all registers of the last column of block 1 registers are sent in pairs to adders 2, to readers 3 and to a separate subtractor k. At the output of the adder 2 of the third (the lowest pair of the adder with the subtractor calculates the sum of Persia 4 (W / 4, NMM (M / M / eii is supplied to reader 3 of this pair, on which the dispersion of the Haar coefficient 5Hci is calculated; -14.iV4viV, -chi) -Htt) 1: The multiplier 2 is taken into account by shift number in the shift register subtractor 3 by four bits to the right. Similarly, the output of the subtractors 3 is the second and n The first pair of adders with subtractors is calculated from the dispersion of the Haar coefficients, respectively, the RSNR Rib Cc :;;). The separate subtractor counts the dispersion of the Haar coefficient according to algorithm 5 according to the dispersions H (M, M / 4) and yCMiN / g) contained in the fourth block shift registers 1 of the first row, second and third columns of the register matrix. Thus, the dispersions of the Haar coefficients of the fourth column of the dispersion matrix are simultaneously calculated; оЧс5 ;;) АЧс5 ;;). еПс ;;;) Then, following a command from block 9, control all numbers are simultaneously transferred from blocks 1 of the registers of the second column of the register matrix to the third, and from the first to the second column. In a separate subtractor and subtractors 3 of the first and second pairs of adders with subtractors, the dispersions of the Haar coefficients are formed, corresponding to the third column of the dispersion matrix: On a command from the control unit, all numbers from blocks 1 of the second column registers are simultaneously transferred to the third. At the same time, the number from the first shift register of block 1 of the registers of the first row of the third column is fed to the fourth shift register of block 1 of the shift registers of the first row of the second column. On a separate subtractor C and. Evaluator 3 of the first parysummator with the subtractor, the variances of the Haar coefficients of the second column of the matrix cJfjMa CcV are calculated respectively. The variance value of the SG (C is removed from the first shift register of block 1 of the shift registers of the first row of the third column. The control unit works as follows. The input of the And 8 element is fed all the counts of the random field in a separate memory block. The samples are fed in tact with the frequency produced in the GTI. In the row and column counters, the rows and columns of the random field are counted respectively.Each column and row corresponds to a count, i.e. count numbers are counted. , it is necessary to submit a frame of a random field from 2.1. For this, from the row counter pulses are delivered to the block 1 of the elements AND with numbers 5.6, and from the counter of columns - pulses with numbers 1,2,3. the pulses of the rows and columns in block T are generated by the commands that arrive at the element AND 8. The reference number is fed to the averager 7. The number of cells in which the row counter, the column counter and the matching circuit are included is equal to the number of matrix elements. The pulses from the GTI are also fed to a frequency divider, in which the frequency of the GTI is divided by P x K times. Such a frequency is necessary so that the frames contained in row K of samples are repeated N times and are remembered in storage unit 6. From the frequency divider, the pulses go to the pulse counter of the matrix in which they are counted, and pulses are output at the corresponding output block 1 registers. The technical and economic effect of the proposed device consists in extending the functional capabilities, namely, obtaining, along with the dispersions of the Haar coefficients, a stationary random process of dispersion of the Haar coefficients of a stationary random sex. Claim 1. Device for determining the dispersion of the Haar coefficients, containing a control unit, the first output of which is connected to the first input of the element AND, the second input of which is the input of the device, averager, memory unit, calculators, probabilistic dispersiometer In order to extend the functionality by determining the dispersion of the Haar coefficients of a stationary random field, (n-1) (, 5.t, m + 1) adders, additional subtractor and matrix from n (n-1) / 2 blocks are entered into the device Registers, each of which contains four serially connected shift registers, each i-a row of the matrix (, 2,3, ..., w) contains (ni) blocks of registers, each j-th column of the matrix (j 3 ,,. , m) contains j blocks of registers while the output of the element I is connected via a serially connected averager and memory unit connected to the input of a probabilistic dispersion meter, the output of which is connected to the information inputs of the first registers of each row, the information outputs of the block of registers of the jth column of the i-th row except for the last block of reg Terminals are connected to the corresponding information inputs of the register block (j + l) of the i-th row, the first and second information outputs of the last block of registers of each row are connected to the first and second inputs of the corresponding adder, the output 210 of which is connected to the first input of the corresponding subtractor the second and third inputs of which are connected to the third and fourth information outputs of the block of registers of the corresponding row, the fifth information outputs of the (n-1) -th and (d-2) -th blocks of the registers of the first row are connected to the first to the second and second inputs of the additional subtractor, the fifth information output of the block of registers of the (1 + 1) -th row of the j-column is connected to the fifth information input of the block of registers of the i-th row, the sixth information output of the (n-1) -th block The registers of the first row are connected to the sixth information input (p-2) of the first row registers block, the control inputs of the register blocks are connected to the corresponding outputs of the control unit, the outputs of the subtractors and the additional subtractor are the outputs of the device. 2. The device according to claim 1, characterized in that the control unit contains a clock pulse generator, a frequency divider, a matrix pulse counter and to identical channels, each of which consists of a row pulse counter, a pulse counter of columns and a block of I elements, the first the clock pulse output is connected via a frequency divider to a matrix pulse counter, the outputs of which are the corresponding block outputs, the second clock pulse output is connected to the inputs of a row pulse counter and a counter ka the pulses of the columns whose outputs are connected to the first and second inputs of the And block of the corresponding channel, the outputs of the And block of the elements are combined and are the first output of the control block. I -,. Sources of information taken into account during the examination 1. Smooth V.S. "Faithful computers. M., Science, 1973, p.125.
2.Авторское свидетельство СССР ff , кл. & 06 F -.5/36, 1978 (прототип).2. USSR author's certificate ff, cl. & 06 F -.5 / 36, 1978 (prototype).
Фиг 1Fig 1
.J.J
аг.2ag.2