Пристрій для вимірювання коєфіцієнта незалежності відліків випадкових процесів

Пристрій для вимірювання коефіцієнта незалежності відліків випадкових процесів, що містить елемент затримки з n виходами, вхід якого з'єдна Õ F{x i , t - ti } i= 1 вірностей n відліків x( t - t i ) , = 1, n , i F {x1, t - t1; x 2 , t - t 2 ;...x n , t - tn } - n - мірна функція розподілу імовірностей відліків процесу x(t), показує ступінь незалежності відліків. Разом з тим мається досить широке коло задач, для яких припущення, наприклад, про нормальність або про марковость процесу не є коректним (аналіз аудио- і відеосигналів). Як прототип обраний пристрій для вимірювання багатомірних законів розподілу випадкових (19) F( x i , t - t i ) , i = 1, n - одномірні функції розподілу імо UA де x(t) - аналізований випадковий процес, 3 78034 4 процесів, що містить елемент затримки з n вихопроцесів і добуток цих оцінок, що є необхідними дами, вхід якого з'єднаний із вхідною шиною придля розрахунку коефіцієнта незалежності відліків строю, а також вихідну шин у, формувачі си гналів, випадкових процесів. вирішуючий блок, лічильники, елементи І, генеСтатистичне усереднення за часом дозволяє ратори одиничних і мп уль сі в і експон енціа льно ї одержати багатомірну функцію розподілу імовірн апр уги , пер емнож ува чі , п ідсумо вува чі , інтегностей випадкового процесу, а елемент ділення ратори, фільтр, індикатори щільності розподілу, формує значення коефіцієнта незалежності відліфункції розподілу і характеристичної функції [див. ків випадкового процесу. авт. свид. СССР №1195363 по кл. G06G7/52 за Сутність винаходу пояснюється кресленнями, 1985г., БИ №44]. де При надходженні випадкового процесу на вхід на Фіг.1 показана структурна схема пристрою елемента затримки, на його вихода х формуються для вимірювання коефіцієнта незалежності відліків n затриманих на різний час таких же процесів. Ці випадкових процесів, процеси підсилюються, підсумовуються і нормуа на Фіг.2 - експериментальні значення коефіються по тривалості. У рез ульта ті формуються цієнта незалежності відліків випадкового процесу сигнали подібності. Сигнали подібності цілком випри різних коефіцієнтах статистичного зв'язку між значаються ві дпо ві дними компон ен тами сумі ші відліками. розп оді лі в, наприк лад, га усо вими ком по не нПристрій для вимірювання коефіцієнта незата ми сумі ші , що ці лком ха рак тер из ують ся лежності відліків випадкових процесів містить вхім а тем а ти чн ими сподіваннями і коваріаційними дну шину 1, до якої підключений елемент затримки функціями. З максимальною імовірністю найбі2 з n виходами (Фіг.1). До кожного виходу елеменльший сигнал виникає на виході то го каналу, імта затримки 2 підключені одним входом двовходопульсна характеристика якого погоджена з реаві граничні елементи 3, інші входи яких приєднані лізаціями відпо відно ї підсук упно сті до однієї із n шин 4 завдання граничних напруг. дослідж уваного процесу. Функції розподілу і хаВиходи граничних елементів 3 об'єднані nрактеристична функція виходять інтегр уванням входовим елементом І 5, до виходу якого підклюпідсумованого сигналу. чений основний t-поточний інтегратор 6. До виходу З визначення багатомірної функції розподілу інтегратора 6 підключений одним входом двовхоімовірностей [див., наприклад, книгу Левин Б.Р. довий елемент ділення 7, вихід якого приєднаний Теоретические основы статистической радиотехдо вихідної шини 8. До виходу кожного граничного ники. Кн. 1.-М.: Советское радио,- 1969.-752с., на елемента 3 підключений додатковий t-поточний с.55-59] видно, що математичне сподівання проінтегратор 9, виходи яких об'єднані n-входовим цесу на ви ході пристрою збігається з багатомірною перемножувачем 10. Вихід перемножувача 10 функцією розподілу імовірностей випадкового приєднаний до іншого входа елемента ділення 7. процесу. Отже, вимірювання багатомірного розпоВипадковий процес x(t) з довільним розподіділу імовірностей випадкового процесу зводиться лом імовірностей, наприклад аудио або відеосигдо статистичного усереднення, наприклад за чанал, по вхідній шині 1 надходить на вхід елемента сом. затримки 2 з n виходами (Фіг.1). Затримані на різНедоліком прототипу є те, що він не дозволяє ний час процеси x( t - t i ) , i = 1, n квантуються за вимірювати коефіцієнт незалежності відліків випарівнем за допомогою граничних елементів 3 (надкових процесів. приклад, компараторів) відповідно до правила В основу винаходу поставлена задача ствоì1приx( t - t i ) £ x i рення пристрою для вимірювання коефіцієнта неX( t - t i ) = í , i = 1, n , залежності відліків для випадкових процесів з доî0приx( t - t i ) > x i вільним розподілом імовірностей. Тобто, якщо миттєві значення затриманих виПоставлена задача досягається тим, що у падкових процесів менше миттєвих значень гранипристрої для вимірювання коефіцієнта незалежночних напруг, які установлені за допомогою шин 4, сті відліків випадкових процесів, що містить елето на виході граничних елементів 3 виробляється мент затримки з n виходами, вхід якого з'єднаний високий рівень сигналу, у противному випадку із вхідною шиною, n двовходових граничних еленизький рівень. Квантовані сигнали, що знімаються ментів, один із входів яких підключений до одного з виходів граничних елементів 3 надходять на з виходів елемента затримки, інший вхід - до однієї елемент збігу І 5, що формує сигнал із n шин завдання граничних напруг, а ви ходи граn ничних елементів об'єднані n-входовим елеменY n { x 1, t - t1; x 2 , t - t 2 ;...x n , t - tn } = I X(x i, t - ti ) том І, до виходу якого підключений основний ti =1 поточний інтегратор, а також вихідну шину, новим Цей сигнал обробляється основним tє те, що між виходом основного t-поточного інтегпоточним інтегратором 6, унаслідок чого формуратора і вихідною шиною включений одним вхоється оцінка Fn * {x 1, t - t1; x 2 , t - t2 ;...x n , t - tn } для тих дом двовходовий елемент ділення, до виходів граничних елементів підключені n додаткових tже затриманих сигналів x( t - t i ) , i = 1, n . Принцип поточних інтеграторів, виходи яких об'єднані nроботи t-поточного інтегратора [описаний, напривходовим перемножувачем, вихід якого підключеклад, у книзі: Г.Я. Мирский. Апаратурнеє опредений до іншого входа елемента ділення. ление характеристик случайных процессов. М.: Уведення додаткових t-поточних інтеграторів і Энергия.- 1972.- 456с., на с.59-76]. Сформована в перемножувача дозволяє одержати оцінки одномітакий спосіб оцінка n-мірної функції подається на рних функцій розподілу імовірностей випадкових один із входів двовходового елемента ділення 7. 5 78034 6 Одночасно сигнали, що знімаються з виходів гразв'язку між відліками). ничних елементів 3 подаються на входи додаткоПри проведенні експерименту були обрані такі вих t-поточних інтеграторів 9. Ці інтегратори форпараметри вимірів: мірність вимірюваної функції розподілу імовірмують оцінки F * ( x i, t - t i ) , i= 1, n одномірних ностей: n=7; функцій розподілу імовірностей сигналів x( t - t i ) , значення аргументів: x =х =...=х =0,4; 1 i = 1, n . Отримані оцінки F * ( x i, t - t i ) , i = 1, n пере множуються за допомогою n-входового перемножувача 10, у результаті чого виробляється добуток n Ф n * { x 1, t - t1; x 2 , t - t2 ;...x n , t - tn } = Õ F * ( x i , t - ti ) , i =1 який надходить на інший вхід елемента ділення 7. На виході елемента ділення 7 виробляється сигнал, величина якого відображає оцінку коефіцієнта незалежності відліків x( i - t i ) , i = 1, n вхідного процесу x(i). Сигнал, що знімається з виходу елемента ділення 7 надходить у ви хідну шину 8. На Фіг.2 показані експериментальні результати вимірювання коефіцієнта незалежності відліків Cn * ( t ) = R F n* { x 1, t - t1; x 2 , t - t2 ;...x n , t - tn } n , Õ F * { x i , t - ti } 2 7 відносні затримки: t i = (i = 1) Dt, i = 1,7 ; постійна інтегрування (нагромадження): N=40000. З огляду на, що при проведенні експерименту час покладався безрозмірним, для параметра D t було прийняте значення D t =1. З приведених на Фіг.2 результатів оцінки коефіцієнта незалежності Cn * ( t) випливає, що пропоR нований пристрій для виміру коефіцієнта незалежності досить ефективний і може бути рекомендований для практичного застосування. Таким чином, на відміну від прототипу пропонований пристрій дозволяє вимірити коефіцієнт незалежності відліків для випадкових процесів з довільним розподілом імовірностей. i =1 як функції часу (К - коефіцієнт статистичного Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601