DE1814940B2

DE1814940B2 - Lernende klassifizierungsschaltung

Info

Publication number: DE1814940B2
Application number: DE19681814940
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Osaka Yoshino (Japan). G06g 7-16
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-12-18
Filing date: 1968-12-16
Publication date: 1973-09-06
Also published as: GB1255614A; FR1599927A; DE1814940A1; DE1814940C3; US3601811A; NL6818133A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lernende Klassifizierungsschaltung mit einem automatisch justierbaren Informationswandler, die in ihrer Lernphase bei Eingabe einer Muster-Eingangsinformation und Vergleich des entstehenden Ausgangssignals mit einem der Muster-Eingangsinformation zuzuordnenden Sollsignal mit Hilfe eines Komparators bei Feststellung einer Abweichung die Justierung des Informationswandlers ändert und die in ihrer Kannphase für .angelegte Eingaogsinformationen entsprechend der durchgeführten Justierung die Zugehörigkeit zu einer Klasse bestimmt, mit einem die Justierung tragenden digitalen Speicher, der in der Lernphase durch elektrische Fehlerkorrekturimpulse verstellbar ist, die bei vom Komparator kommendem Fehlersignal von einem Korrekturimpulsgenerator erzeugt werden.

Derartige Schaltungen lernender Maschinen sind vielfältig verwendbar, beispielsweise, wenn nach

bekannter Anordnung (Steinbuch: »Automat weisen, die jeweils an eine Bewertungs-Spannungs- und Mensch«, Berlin, 1961, S. 135 bis 153, besonders quelle angeschlossen sind, von Ausgangssignalen de. Bild 7Od) ein System ein internes Modell der Außen- multistabilen Schaltung aufeinanderfolgend entsprewelt besitzt, das auf Grund von Vergleichen mit dem chend den über eine Steuerschaltereinrichtung eintatsächlichen Verhalten der Außenwelt, also durch 5 gehenden Fehlerkorrekturimpulsen ansteuerbar sind »Erfahrungen« so lange verändert wird, bis für die und ausgangsseitig mit zweiten Tortransistoren vereingegebenen Standardinformationen jeweils das rieh- bunden sind, die jeweils durch eine Komponente der tige, auf das tatsächliche Verhalten der Außenwelt anliegenden Eingangsinformation steuerbar sind,
abgestimmte Ausgangssignal erzeugt wird. Die Beein- Die Bewertungsschaltungen enthalten also digitale flussung des als Schaltung ausgebildeten Modells der io Schaltungen zur Bewertungselektion mit einem mehr-Außenwelt kann .lach dem Stand der Technik durch stufigen logischen Element und einem Korrekturelektrische Impulse in Form von Einstellungen von impulsgenerator, der gemäß seiner Ansteuerung Fehler-Relais oder Flip-Flop-Schaltungen erfolgen. korrekturimpulse erzeugt und damit das zählerartige

Außerdem sind Maschinen der eingangs genannten mehrstufige logische Element weiterschaltet. Hierdurch Art beispielsweise dann verwendbar, wenn eine nicht 15 können zum vollautomatischen Lernen Bauelemente genau vorherbestimmbare Eingangsinformation zu verwendet werden, die eine Miniaiurisierung der erwarten ist, die eine gegebene Ausgangsinformation er- Schaltung ermöglichen. Γ e Zuverlässigkeit und Schaltzeugen soll. Die Maschine muß dann auf diese Ein- einfachheit der erfindungs^emäßen Maschine sind gangsinformation geeicht werden. Solche Informations- dabei sehr hoch.

erkennung spielt beispielsweise eine Rolle bei Klassi- 20 Eine besondere Anpassungsfähigkeit der erfindungsfizierungen, bei maschinellem Schreiben auf gespro- gemäßen lernenden Schaltung ergibt sich dadurch, daß chenes Diktat hin oder als Lesevorrichtung zum gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch die Erkennen gedruckter Markierungen oder Figuren über Schwellenspannung zum Vergleich mit dem zusammeneine optische Lesevorrichtung und zum Erzeugen eines gefaßten bewerteten Signal bei erheblichem Korrektur-Ausgangssignals entsprechend der gelesenen Eingangs- 25 bedarf mittels einer multistabilen Schaltung nachinformation. Die Datenverarbeitungsmaschine muß stellbar ist, was den gesamten Spielraum vergrößert, sich dabei den jeweiligen Eigentümlichkeiten der In der Zeichnung ist die Erfindung teilweise dar-Eingangsinformation anpassen. gestellt, und zwar zeigt

Bei Klassifizierungsschaltungen, bei denen die Ein- F i g. 1 ein Blockschema einer bei einer bekannten

gangsinformation aus mehreren Binärkomponenten 30 lernenden Datenverarbeitungsmaschine verwendeten

besteht, ist es bekannt, jede der Binärkomponenten Bewertungsschaltung,

in einer Bewertungsschaltung, die aus einem verstell- F i g. 2 ein Blockschema einer Datenverarbeitungsbaren Potentiometer besteht, mit einem Faktor kleiner maschine, bei der die in F i g. 1 dargestellte Schaltung 1 zu multiplizieren, die so bewerteten Signale zusammen- vorgesehen ist,

zufassen und in ihrer zusammengefaßten Summe mit 25 F i g. 3 ein Blockschema zur Darstellung einer

einer Schwellenspannung zu vergleichen. Liefert der Grundschaltung, von der die Erfindung ausgeht,

Vergleich ein falsches Ergebnis, so werden in der F i g. 4 eine Bewertungsschaltung in der erfindungs- Lernphase die Potentiometer bis zum Erzielen des gemäßen Datenverarbeitungsmaschine,

richtigen Ergebnisses verstellt. Eine derartige Schaltung Fig· 5a ein Blockschema einer Ausführungsform

eignet sich nicht zur Miniaturisierung und Automation, 40 der erfindungsgemäßen lernenden Maschine,

da die für jedes Bit der Eingangsinformation vorge- Fig. 5b ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der

sehenen Bewertungsschaltungen ohnehin den volumi- verschiedenen, bei der Ausführungsform nach F i g.

nösesten Teil der Klassifizierungsschaltung darstellen. 5a auftretenden Spannungsverläufe,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die F i g. 6 a ein Blockschema einer weiteren Aus- KlassifizierungsscLaltung so zu gestalten, daß sie 45 führungsform der Erfindung,

leicht in Festkörperbauweise und auch in Form F i g. 6b Zeitdiagramme zur Erläuterung der verintegrierter Schaltkreise herstellbar ist, wodurch der schiedenen, bei der Ausführungsform der Fig. 6a Platzbedarf verringerbar und damit die Erfahrunps- auftretenden Spannungsverläufe, Speicherkapazität wesentlich erhöhbar ist. Fig. 7a ein Blockschema einer weiteren Ausfüh-

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Schaltung 5° rungsforni der Erfindung und

der eingangs beschriebenen Art, dadurch gelöst, daß Fig. 7b ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der sich an eine Mehrzahl von Eingangsklemmen zum verschiedenen, bei der Ausführungsform der Fi g. 7 a Eingeben der aus mehreren Binärkomponenten be- auftretenden Spannungsverläufe, stehenden Eingangsinformation je eine Bewertungs- Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, in schaltung anschließt, die die jeweilige Komponente 55 der eine bei bekannten lernenden Automaten verder Eingangsinformation entsprechend einem Be- wendete adaptive Logikschaltung gezeigt ist, mit wertungsfaktor der in dem jeweils der Bewertungs- Bewertungsschaltungen A, B und C, die als Potentioschaltung zugehörigen, aus einer multistabilen Schal- meter ausgebildet sind. Den einzelnen Bewertungstung bestehenden Speicher justierbar eingespeichert schaltungen A, B und C werden Komponenten a, b ist, verändert, daß die bewerteten Signale sämtlicher 60 und c einer Eingangsinformation zugeführt. Zur Bewertungsschaltangen in einer Summierschaltung Steuerung des Gewichts der einzelnen Signale a, b zusammengefaßt sind und das zusammengefaßte und c werden an die Bewertungsschaltungen A, B bewertete Signal in einem Entscheidungskomparator und C Steuerspannungen bzw. -verstellkräfte angelegt, mit einer Schweilcnspannung zur Erzeugung des Bei jeder der Komponenten a, b und c der Gesamt-Ausgangssignals verglichen wird und daß in der 65 Eingangsinformation handelt es sich um die binären Lernphase zur vollautomatischen Einstellung der Zahlensymbole »1« und »0« (oder »+1« und »—1«)· optimalen Bewertungsfaktoren die Bewertungsschal- Die Komponenten a, b und c werden mit Bewertungstungen je eine Anzahl von ersten Transistoren auf- faktoren λ, α» und σ, der einzelnen Bewertungs-

A B und C multipliziert, und die Produkte Dieses Ausgangssignal »1« oder »0* ist während de| Ä^^Ätmg Kennphase, also während des, NuJz^tmbS %

ein Schwellenwert W₉, der variabel ist, so liefert die Ist-Ausgangssignal En der adaptiven Lo

Schaltune ein Ausgangssignal »1«, wohingegen die und wird seinem bestimmungsgemäßen SchalS en A^ra&foal »0« liefert, wenn die S gerät zugeführt. Während der Lernphase: wirf.

iumme kleberWals der Schwellenwert W_B. Für jedoch noch einer Korrekturvorrichtuhg rört

eine Eingangsinformation in Form einer Gruppe von weiteren Komparator 4 zugeführt, ta dem die

«Komponenten, die jeweils aus einer Binärziffer des Ist-Ausgangssignals £« mit der Größe eines der

bestehen können die Bewertungsfaktoren daher Musterinformation zugeordneten Soll-Signals Ed ver-

eeeismet gewählt werden, so daß das Ausgangssignal io glichen wird. Stimmen die beiden Signale überein, so

BTößer oder kleiner als der Schwellenwert W_B wird erscheint eine »0« am Ausgangsanschluß des Kompara-

und damit ein binäres Ausgangssignal 1 oder 0 er- t 4 ähd i Fll i Nihtübereinstimmun zeugt wird, das das Nutzsignal der Schaltung darstellt. Fig 2 zeigt den Auf bau einer bekannten lernenden

Maschine, bei der die in Fig. 1 dargestellte logische 15 Schaltung vorgesehen ist. Die Eingangsinformation a b und c wird in der beschriebenen Weise einer eine

anpaßbare Bewertungsschaltung enthaltenden adap- führt wird. Die Steuerschalteranordnung 6

tiven Logikschaltung G zugeführt, deren Aufbau der η Steuerschalter auf, die je den einzelnen « Komponen·

in F ΐ g. 1 gezeigte ist. Die Maschine weist außerdem 10 ten der Eingangsinformation zugeordnet sind. Nur die

D i Kktbfhlhl dm Ktil 1 tchenden Steuer·

erscheint eine »0« am Ausgangsanschluß des Kompara tors 4, während im Fall einer Nichtübereinstimmung der beiden Ausgänge am AusgangsanschluB des Komparators 4 ein Fehlersignal »1« erscheint.

Beim Anlegen des Fehlersignals »1« wird von einem torgesteuerten K orrekturimpulsgenerator 5 ein Korrelc-

turimpuls erzeugt, der einer Steuerschaltung 6 züge» führt wird. Die Steuerschalteranordnung 6 weist

l K

in F i g. l gezeigte ist. Die Maschine weist auuerdem *> ten der Eingangsinformation zugeordnet *...-. — —

eine Ausgangsklemme D, eine Korrekturbefehlsschal- dem Komponentensignal »1« entsprechenden Steuer·

tung H, einen Komparator / und eine Klemme J auf, schalter werden in den Zustand der Leitfähigkeit

an der ein Sollsignal eingespeist wird. Der Komparator fiherfü'.il, um den Korrekturimpuls hindurchzulassen.

/ tritt in der Lernphase in Funktion und trifft eine Ent- Der durch den durchlassenden Steuerschalter hindurch-

scheidung dahingehend, ob die in der adaptiven 45 geleitete Korrekturimpuls wird der mit diesem Schalter

Logikschaltung gefällte logische Entscheidung korrekt verbundenen Bewcrtungsschaltung 2„ 2,, 2, ... 2« zur

r.. . j _:-U. Frhfthnno fntW VrrrinaprttniA Arm neurpltuncsfaktors

ISl uuci inviii. -σ* ο*· —·* o/ — . -. - «,

Gemäß dem Resultat einer vom Komparator / zugeführt. Das Sollsignal des Generators IO ist getroffenen Entscheidung leitet die Korrekturbefehls- abgestellt auf die von der Schaltung nach F i g. 3 schaltung H der adaptiven Logikschaltung G eine 30 zu identifizierende Eingangsinformation. Instruktion zu, wie die Korrektur erfolgen soll. De» In F i g. 4 ist eine der Bewertungsschaltangen

Bewertungsfaktor jeder Bewertungsschaltung A, B dargestellt, in der der jeweilige der Bewertungsfaktoren und C (Fig. 1) der adaptiven Logikschaltung wird W₁, W_t. W₃... W_n fünf verschiedene Werte einnehmen auf der Grundlage der von der Korrekturbefehls- kann, mit einem aus fünf Flip-Flops bestehenden schaltung herrührenden Instruktion durch Verstellen 35 Schieberegister 11. mit dessen Hilfe Schalter in Form der Potentiometer geregelt, so daß die logischen von Feldeffekttransistoren 7", entsprechend der S.halt-

stellung des Schieberegisters 11 geschaltet werden und dementsprechend eine gegebene Anschlußspannung

der Potentiometer geregelt, so daß die logischen Schaltungen eine Veränderung erfahren. Lernvorgänge dieser Art wiederholen sich, bis schließlich eine korrekte logische Entscheidung erreicht ist. 3 i di Gdhlt

p gg p

V_x, V₁ ... V₁ an einen von Transistoren A₁ l i h

g heidung erreicht ist. V_x, V₁ ... V₁ an einen von Transistoren A₁ A»

In F i g. 3 ist die Grundschaltung einer lernenden 40 angelegt wird. Stimmt während der Lernphase das Datenverarbeitungsmaschine wiedergegeben, auf der ist-Ausgangssignal En nicht mit dem Sollsignal Eo fb Dbi id i d Lh überein, so wird einem Steuerschalter 6, ein Korrektur-

impuls zugeleitet. Der Steuerschalter 6, ist dann offen, und der Transistor A_x leitet dann, enn die Einganginftik X li

Datenverarbeitungsmaschine gg,

die F.rfindung aufbaut. Dabei wird in der Lernphase Ober die entsprechenden Eingangsanschlüsse I₁, Ij,

I₃. I_n eine Eingangs-Musterinformation in Form offen, und der Transistor A_x leitet dann, enn d digitaler Signalkomponenten X₁, X₁, Xp... X_n züge- 45 Eingangsinformationskomponente X₁ gleich »1« istführt. Diese Komponenten werden mit Bewertung ν Der Korrekturimpul> passiert den Steuerschalter 6,. faktor«! If₁, W„ W_t...W_m in Bewertungsschal- um dem Schieberegister U zugeführt zu werden, da» tungen I₁, Ty 2, ... 2. muWpbziert und hierauf in aus fünf Flip-Flop-Schaltungen besteht. Der Korrekeiner Summierschaltung 1 summiert, so daß an einem turimpuK bcvirkt eine Umschaltung einer Flip-Flop-AusgangsanschluB der Summierschaltung 1 ein Aus- 50 Schaltung aus einem 7ustam· »1« in einen Zustand «0· gangssignal und die Aussteuerung der nächsten Flip-Flop-Schaltung

• in einen Zustand M ·. Die Stelle der ·1« *ird also durch

^,XiW) Korrekturimpulse in Aufeinanderfolge verschoben.

' _u , ^und das Schieberegister 11 kehrt wieder in sei«"

erscheint. Ein Entscheidungskomparator 2 vergleicht $5 Ausgangszustand zurück, nachdem fünf Korrekiurdas Ausgangssignal der Summierschaltung 1 mit einem impulse zugeführt worden «ind. Demgemäß »i«¹ von einem Schwellengenerator 3 herrührenden Schwel- von sämtlichen Transistoren Γ, ,. T₁ „ T₁ ,. T_x ₄ vni

T₁₁ nur der eine, der am Ausgangsaiwchluß der im Zustand »1« befindlichen Flip-Flop-Schaltung Hegt, in den leitenden Zustand gebracht, und es wird eine 2^{er ents}P^rech«H>en Steuerspannungen F₁ (i = 1. 2, J- ⁵⁾ »"»gewählt und der Summierschalt ing I .._fto . _A I^{uhrt In} entsprechender Wewe werden die Bc**rtv

wohingegen an dem AusgangsanschtaB 9 ein Au>- faktoren für die anderen Eingangskomponenten gangssignal «Ot erscheint, wenn 6$ dann verändert, wenn diese den Wert ·1· haben.

Fehlersignal wird ·0*. wenn das durch den Vergleich X,W_f - W_n^ < O. oes Ai i *m

das Ausgangssignal der Summierstg 1 mit einem von einem Schwellengenerator 3 herrührenden Schwellenwert HVi- An einem Ausgangsanschluß 9 des Komparators 2 erscheint ein Ausgangssignal »K wenn

V Y w W -> O & ' ' '

.-...,...-.^.m.. wnu ·ν*. wenn aas aurcn aen yctb=»-— des Ausgangssignah der Summierschaltung 1 mit *m Schwellenwert H',_{M im} Komparator 2 erhaltene

Ist-Ausgangssignal Er mit dem Sollsignal Ed über- mit der Größe des Schwellenwertes W_n+i und liefert

einstimmt, und die Korrekturimpulserzeugung wird ein Ausgangssignal »1«, falls

jodann beendet. Damit ist die Lernphase beendet,

lind die Stellung des Schieberegisters 11 bleibt in der «

folgenden Kannphase unverändert. 5 j?, Xj Wj > W_n+i,

In der Schaltung der F i g." 4 kann der Bewertungs- ^J°^l

faktor fünf verschiedene Werte annehmen. Die Zuführung von einem bis vier Korrekturimpulsen soll die und ein Ausgangssignal »0«, falls erwünschte Übereinstimmung zwischen dem Ist-Ausgangssignal Er und dem Sollsignal Ed hervor- to « bringen. Wird keine Übereinstimmung erzielt, so 2jXjW_} < W_n+1. steuert ein von einem ^-Zähler 7 (T i g. 3) abgegebener ^J°^l Überlaufimpuls einen Ringzähler 8 (Fig. 3) ζ im

Variieren des Schwellenwertes W_n+\ aus, also zum Das Ausgangssignal Er des !Comparators 25 wird

Variieren des Werts der Entscheidungsfunktion 15 während des Lernprozesses in einem weiteren Komparator 26 mit einem Sollsignal Ed verglichen. Wenn

„ das Ausgangssignal des Komparators 25 »1« ist, das

^T₁XjW]-Wn_Ht Sollsignal aber »0«, so gibt der Komparator 26 ein

/ti Fehlersignal »+1« ab. Ist umgekehrt das Ausgangs-

ao signal des Komparators 25 »0« und das Sollsignal »1«,

um die Übereinstimmung zwischen dem Ist-Ausgangs- so liefert der Komparator 26 ein Fehlersignal »—1«. signal Ed und dem Sollsignal Ed herbeizuführen. Ein Dss Fehlersignal ist »0«, wenn beide Signale miteinentsprechender Arbeitsgang kann wiederholt werden, ander übereinstimmen.

bis das Ist-Ausgangssignal Er für jede andere Eingangs- Eine monostabile Schaltung 27 wird in den betriebsinformation der gleichen Klasse (der das betreffende as bereiten Zustand überführt, wenn ihr ein Fehlersignal Sollsignal zugeordnet ist) mit dem Sollsignal Ed »-H« oder »—1« zugeleitet wird. Ein Triggerimpuls übereinstimmt. Durch die Wiederholung des Lern- wird der monostabilen Schaltung 27 über einen Vorgangs in der vorbeschriebenen Weise können in Eingangsanschluß 28 zugeführt. Eine Torschaltung 29 der Kannphase nach Beendigung des Lernprozesses liegt an einem Ausgangsanschluß der monostabilen sämtliche zu dieser Klasse gehörigen Eingangs- 30 Schaltung 27. Am Ausgangsanschluß der Torschaltung informationen korrekt klassifiziert werden. 29 liegt eine multistabile Schaltung 30, wie beispiels-

Das vorbeschriebene System ist insofern vorteilhaft, weise ein Ringzähler. Eine Steuerschalteranordnung 31 als die Steuerung des Gewichts der adaptiven Logik- ist mit einem Ausgangsanschluß der multistabilen schaltung trotz eines einfachen Aufbaues auf voll- Schaltung 30 verbunden, und einer der darin vorgeelektronischem und digitalem Wege erfolgen kann 35 sehenen Steuerschalter wird beim Zuführen eines und das System aus integrierten Schaltelementen Ausgangssignals der multistabilen Schaltung 30 in den aufgebaut sein kann. Das System vermag daher mit leitenden Zustand überführt. Die Steuerschalterhoher Geschwindigkeit zu arbeiten und ist sehr anordnung 31 weist einen Ausgangsanschluß 3I₀ auf, zuverlässig. Die gesamte beschriebene Schaltung ist aus an den jeweils mit den Eingangsanschlüssen 21 „ 21₁, MOS-Transistoren aufgebaut, womit leicht eine inte- 4° 21_S ... 21„ verbundene Leitungen 3I₁,31* 31,... 31» grierte Schaltung für die Wertfaktorwahl mit großer wahlweise anschaltbar sind. Ein Korrekturimpuls-Variationsfähigkeit und hoher Arbeitsgeschwindigkeit generator 32 (in Fig. 5a als Lernimpulsgenerator aufgebaut werden kann, so daß bei kleinem Raum- bezeichnet), dessen Steuersignale das Ausgangsbedarf durch Vervielfachung der Klassifizierungs- signal der Steuerschalteranordnung 31 und das Fehlerschaltungen viele Eingangsinformationen und Muster 45 signal des Komparators 26 sind, liefert auf ein Aus- erkannt werden können. gangssignal der miv der monostabilen Schaltung 27

Eine «eitere Ausgestaltung der Kszerng»- verbundenen monostabilen Schaltung 33 einen Korschaltung wird unter Bezugnahme auf die F i g. 5a rekturimpub. In der Steuenchaheranordnung 34, dk and Sb beschrieben. Gemäß F i g. 5a werden fiber die der Steuerschalteranordnung 31 ähnlich ist, wird eine betreffenden Eingangsanschlüsse21 „ 21* 21» ... 21« so der Leitungen 34„ 34* 34,... 34, dem Ausgangs· die Komponenten JIT₁, X» X» ... Xn der Eingangs- signal der multistabilen Schaltung 30 entsprechend mit information Bewertungsschaltungen 22,, 22«, 22,... 22. der Leitung vom Impulsgenerator 32 verbunden (mit den Bewertungsfaktoren W_x, W„ W_a... W,) Die an den Leitungen 34,, 34,, 34, ... 34, dei zugeführt. Die Ausgangssignale dieser Bewertungs- Steuerschalteranordnung 34 erscheinenden Ausgang» schaltungen 22,, 22» 22, ... 22« werden einer Sum- SS signale werden den Steueranschlüssen der einzelne! leerschaltung 23 zugeführt, welche ihre Summe Bewertungsschaltungen 22,, 22* 22,... 22. zun bildet. Der von einem Schwellengenerator 24 erzeugte Verändern ihrer Bewertungsfaktoren zugeführt. Schwellenwert If.+, wird zusammen mit der Summe Das Ausgangssignal der Steuerschalteranordnung 3>

steuert eine V.Tzögerungsschaltung 35 aus, derei

^ 60 Wirkwebe darauf abzielt, die monostabile Schaltung 2

2* *i ^w> für eine vorbestimmte Zeitspanne im Ruhezustand χ

'" halten. Es ist eine Schaltung 36 vorgesehen, «eiche ei:

der Ausgangssignale der Bewertengsschaltungen 22,, logisches Produkt der den Eingangsanschiussen 21 22* 22, ... 22a einem Komparator 25 zugeführt. 21» 21,... 21. zugeführten Signalkomponenten ο Der Komparator 25 vergleicht die Ciröße der Summe 65 mittelt. Eine UND-Schaltung 37 ist vorgesehen, ui

das logische Produkt des ^usgangsäigna^ der Scha

γ_ΚΒ, tung 36 und des Ausgangssignals der monostabile

£>_x ^{Xf f} Schaltung 33 zu ermitteln. Eine Schaltung 38. wie be

9 10

spielsweise eine rhultistabile Schaltung, ist unter dann für die Aufnahme neuer Eingangsinformationen Ansprechen auf das Zuführen eines Ausgangssignals bereit und wiederholt bei deren Eingaben den vorder UND-Schaltung 37 betätigbar und dient zum beschriebenen Arbeitsgang bis zur Abgabe des Verändern des von dem Schwellengenerator 24 ge- Ausgangssignals Er, das eine korrekte Klassifizierung lieferten Schwellenwertes W_n+_V S der jeweiligen Eingangsinformation angibt.

Im Betrieb liegen an den Eingangsanschlüssen 2I₁, Die in den F i g. 5 und 7 dargestellten Ausführungs-2I₂, IX₃ ... 21„ die Komponenten X_x, X₂, X_: ... X_n formen der Erfindung beruhen auf der Methode der der Eingangsinformation an, und das Ist-Ausgangs- Absolutkorrektur von Fehlern, wohingegen die in signal Er des Komparator 25 wird in dem Korn- F i g. 6 dargestellte Ausführungsform auf der Methode parator 26 mit dem Sollsignal Ed verglichen, worauf io eines festen Inkrements beruht,
dieser ein Fehlersignal »+1« oder »—1« liefert, falls Die in Fig. 6a gezeigte adaptive Logikschaltung die Signale nicht übereinstimmen. Die monostabile 41, 42, 43, 44 hat den gleichen Aufbau wie die in Schaltung 27 wird vom Fehlersignal angesteuert. F i g. 5 gezeigte (21, 22, 23, 25). Komponenten Xj Wird ihr dann über den Anschluß 28 ein Trigger- O= 1, 2, 3 ... n) der Eingangsinformation werden impuls zugeführt, so liefert die monostabile Schaltung »5 von einer Eingangseinheit 41 Bewertungsschaltungen 27 ein Ausgangssignal mit einem in Fig. 5 b darge- 42 zugeführt und mit den entsprechenden Bewertungsstellten Verlauf, das die Torschaltung 29 durchläuft faktoren Wj 0==l, 2, 3 ... ;i) multipliziert. Die und die multistabile Schaltung 30 ansteuert. Der multiplizierten Ausgangssignale der Bewertungsschal-Steuerschalter 31 wird vom Ausgangssignal der multi- tungen 42 werden in einer Summierschaltung 43 stabilen Schaltung 30 gesteuert und verbindet die 20 summiert, die ein Ausgangssignal
Ausgangsklemme 3I₀ mit einer entsprechenden der

Eingangsklemmen 31„ 3I₂ ... 31 „. Schaltet also z. B. „

der Steuerschalter 31 die Klemme 31, an die Klemme ^T X_} Wj

3I₀, so wird die Eingangsinformation X₁ von der /=1

Klemme 21, zum Korrekturimpulsgenerator 32 über- as

tragen. Ist die Eingangsinformation X₁ = »1«, so wird liefert. Dieses Ausgangssignal wird in einem Komder Korrekturimpuisgenerator 32 betriebsbcicii ge- parator 44 mit einem Schwellenwert W_x -_t verglichen, macht. Der Korrekturimpuisgenerator 32 wird dann Der Komparator 44 gibt über einen Anschluß 45 ein durch die monostabile Schaltung 33 angesteuert und von der relativen Größe des Wertes
liefert einen Korrekturimpuls, um je nach dem Vor- 30
zeichen des vom Komparator 26 herrührenden Fehlersignals den Bewertungsfaktor zu erhöhen oder zu "V y w
verringern. Der Korrekiurimpuls wird über die ^ ' >
Steuerschalteranordnung 34 und den Ausgangsanschluß 34, der Bewertungsschaltung 22, zur Änderung 35

des Bewertungsfaktors W₁ zugeführt. Während der und des Schwellenwertes W_n+1 abhängiges Ausgangs-Zeit der Veränderung der Bewertung wird die Ver- signal Er ab, das in der Kannphase das Nutzsignal zögerungsschaltung 35 in Betrieb gesetzt, die hierbei darstellt.

die monostabile Schaltung 27 außer Betrieb setzt. Dieser In der Lernphase wird ein Triggersignal über einen

Zustand ist in F i g. 5b während der Korrekturperiode 40 Anschluß 46 dann zugeführt, wenn das Sollsignal

für X₁ = 1 dargestellt. Der Lernprozeß wäre nun gleich »0« ist, oder über einen Anschluß 47, wenn das

dann beendet, wenn das Ist-Ausgangssignal Er des Sollsignal gleich ti« ist, um so einen »0«-Signal-

Komparators 25 mit dem Sollsignal £0 überein- generator 48 oder aber einen »1 «-Signalgenerator 49

stimmt und der Komparator 26 ein Fehlersignal Null anzusteuern. Bei diesen Generatoren 48 und 49 kann

liefert. Falls aber zwischen Er und En noch Nicht- 45 es sich um monostabile Schaltungen handeln.

Übereinstimmung besteht und der Komparator 26 ein Es soll nun auf den Fall eingegangen werden. daE

Fehlersignal abgibt, wird die monostabile Schaltung 27 das Sollsignal E_D gleich »1«ist und das am Anschluß 4!

bei Rückstellung der Verzögerungsschaltung 35 oder erscheinende Ausgangssignal E gleich »0«. Wird übet

nach einer vorbestimmten Verzögerungs7Cit abermals den Anschluß 47 ein Triggersignal zugeführt, so wire

betätigt, und es wiederholt sich cm Arbeitsgang s» der ·I «-Signalgenerator erregt, und sein Ausgangs

entsprechend dem obigen. In diesem Fall werden die signal wird einem Eingangsanschluß einer UND

Leitungen 31, und 34, der Steuerschalteranordnungen Schaltung 50 zugeführt. Das Ausgangssignal «0« de

31 bzw. 34 gewählt, um den Bewertungsfaktor W₁ der !Comparators 44 wird durch einen Inverter Sl hin

Bewertungsschaltung 22₂ zu verändern und so den durchgeleitet und hierauf der UND-Schaltung 51

Lernprozeß mit der Komponente X_t zu vollziehen. 55 zugeführt, die dadurch geöffnet wird. Durch da

Ist das Lingangssignal .V, «Ο«, so ist auch das an dem Ausgangssignal der UND-Schaltung 50 werden Binäi

Ausgangsanschluß 3I_n der Steuerschalterancrdnung 31 zähler 54 und 55 eines Korrekturimpulsgenerators 5

erscheinende Ausgangssignal gleich «0«, und es wird unmittelbar gestellt Gleichzeitig wird das Ausgangs

kein Korrekturimpuls abgegeben. Die monostabile signal der UND-Schaltung 50 über eine ODER Schal'ung 27 wird nun durch das Ausgangssignal der 60 Schaltung 52 einem Binärzähler 57 des Korrcktui monostabilen Schaltung 33 wieder angesteuert, so daß impulsgenerator S3 (in der Zeichnung als L :n ein neuer Arbeitsgang eingeleitet wird. Dieser Betriebs- impulsgenerator bezeichnet) zugeführt Der Binäi ablauf wiederholt sich auch für alle anderen Eingangs- zähler 57 wird hierdurch gestein, und eine UNC informationskomponenten und wird dann unter- Schaltung 58 ist in einen öt.'nungsbereiten Zustan

brachen, wenn das !st-Ausgangvugnal Er mit dem 65 gebracht Durch di; Zuführung eines Impulses vo Sollsignal E_n übereinstimmt Sobald also eine Fehler- einem Rechteckwellengenerator 59 zu der UNC spannung «0« erhalten wird, ist der Lernprozeß beendet. Schaltung 58 wird die UND-Schaltung 58 geöffnet ur

und die Kannphase kann beginnen. Die Schaltung ist der Binärzähler 54 rückgestellt. Gleichzeitig wii

11 12

auch der Binärzähler 55 rückgestellt und die mono- werden in einer Summierschaltung 73 summiert, die

stabile Schaltung 56 getriggert. Nach einer vorbe- ein Ausgangssignal
stimmten Zeit wird der Binärzähler 57 durch die
monostabile Schaltung 56 rückgestellt, und die UND-

Schaltung 58 wird hierdurch geschlossen. Bevor der 5

Binärzähler 57 rückgestellt wird, steuert der von dem liefert. In einem Komparator 74 wird das Ausgangs-

Rechteckwellengenerator 59 ausgesandte und durch signal der Summierschaltung 73 mit einem von einem

die UND-Schaltung 58 hindurchgeleitete Impuls eine Schwellengenerator 75 gelieferten Schwellenwert ver-

Steuerschalteranordnung 60 an, um über eine multi- glichen, und als Ergebnis dessen erscheint an einem

stabile Schaltung 61 den Bewertungsfaktor der Be- io Ausgangsanschluß 76 je nach der relativen Größe des

Wertungsschaltung 42 um einen Schritt zu erhöhen, Ausgangssignals der Summierschaltung 73 und des

d. h. das Schieberegister 11 nach F i g. 4 um eine Schwellenwertes ein Ausgangssignal »1« oder »0«. Das

Stelle weiterzuschalten. an dem Ausgangsanschluß 76 erscheinende Signal ist

Ist das Ist-Ausgangssignal En gleich »1« und das »1«, wenn das Ausgangssignal

Sollsigrai Ed gleich »0«, so wird das Ausgangssignal 15 »

des »C -Signalgenerators 48 einer UND-Schaltung 62 Zi^x)^wt

zugeführt und durch die ODER-Schaltung 52 hin- '-'

durchgeleitet, um den Binärzähler 57 zu stellen. Das größer als der Schwellenwert ist, und es ist »0«, wenn

logische Produkt der Ausgangssignale des Binär- das Ausgangssignal

Zählers 57 und des Rechteckwellengenerators 59 er- ao ·,

scheint am Ausgangsschluß der UND-Schaltung 58. 2 X_} W_}

Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 58 steuert '⁼¹

die Binärzähler 54 und 55 aus, die unter Ansprechen kleiner als der Schwellenwert ist.

auf das Zuführen von vier Impulsen rückgestellt Es soll zunächst auf den Fall eingegangen werden,

werden. Gleichzeitig wird die monostabile Schaltung 56 as daß während der Lernphase das an dem Ausgangs-

zum Rückstellen des Binärzählers 57 und zum Schlie- anschluß 76 erscheinende Ist-Ausgangssignal En gleich

ßsn der UND-Schaltung 58 ausgesteuert. Die in der »1« ist, das Ausgangssignal eines zum Erzeugen des

Öffnungsstellung der UND-Schaltung 58 durch diese SoKsigriäis Eu vorgesehenen Generators 77 dagegen

hindurchgeleiteten vier Impulse des Rechteckwellen- gleich »0«. Dieses Signal »0« des Generators 77 wird

generators 59 steuern die Steuerschalteranordnung 60 30 durch einen Inverter 78 hindurchgeleitet und hierauf

zum Verringern des Bewertungsfaktors der Bewer- zusammen mit dem Ist-Ausgangssignal En, das also

tungsschaltung 42 über die multistabile Schaltung 61 al« ist, einer UND-Schaltung 80 zugeführt. Die

aus, d.h. um das fünfstellige Schieberegister 11 nach hierdurch geöffnete UND-Schaltung 80 führt ihr als

F i g. 4 um vier Schritte vorwärts und damit um einen Fehlersignat dienendes Ausgangssignal einer ODER-

Schritt rückwärts zu stellen. F.in solcher Arbeitsgang 35 Schaltung 82 zu. deren Ausgangssignal einen torge-

kann für jede der Eingangskomponenten erfolgen. steuerten Korrekturimpulsgenerator 83 ansteuert, der

Nach Beendigung des Lernprozesses können also alle einen Korrekturimpuls erzeugt. Der Korrektur-

Fingangsinformationen nach einer der Kategorien »1« impuls wird einer Steuerschalter anordnung 84 zuge-

oder »0« klassifiziert werden. führt, um über eine multistabile Schaltung 85 die

Bei der vorbeschriebenen Methode werden alle 40 Bewertungsfaktoren W_} der Bewertungsschaltungen 72

Bewertungsfaktoren um einen festen Betrag erhöht zu verändern.

«Hler erniedrigt. Die oben beschriebene Ausfühnings- Ist im umgekehrten Fall das Ist-Ausgangssignal £_K

form bedient sich demgemäß des Fehlerkorrektur- gleich »0« und das Sollsignal gleich »1«, so wird das

\crfahrens der festen Inkremente. Ist-Ausgangssignal »0« durch einen Invei·"^ hin-

Bei einer weiteren, in F i g. 7 dargestellten Aus- ic durchgeleitet, um eine UND-Schaltung 81 zu öffnen,

führungsform der Erfindung werden die über eine so daß sich das durch die ODER-Schaltung 82

Eingabeeinhi.it 71 eingegebenen Komponenten der geleitete Fehlersignal im Sinne einer Änderung der

Eingangsinformation X, (/ = 1, 2, 3 ... n) den ent- Bewertungsfaktorea W₁ der Bewertungsschaltungen 72

sprechenden Bewertungsschaltungen 72 zugeführt, so auswirkt.

daß sie wie bei der Ausfühningsform der F i g. 6 50 Nach dieser Methode werden die Korrekturimpuls« mit den entsprechenden Bewertungsfaktoren W₁ einzeln nacheinander erzeugt, bis die Betätigung dei O- 1.2.3 .. n) multipliziert werden. Die Produkte Maschine beendet wird, sobald das Ist-Ausgangssigna

X,W, der Komponenten X) und der Faktoren W₁ Er mit dem Soll-Ausgangssignal Ea übereinstimmt

Hierzu 3 Biatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lernende Klassifizierungsschaltung mit einem automatisch justierbaren !nformationswandler, die in ihrer Lernphase bei Eingabe einer Muster-Eingangsinformation und Vergleich des entstehenden Ausgangssignals mit einem der Muster-Eingangsinformation zuzuordnenden Sollsignal mit Hilfe eines Komparators bei Feststellung einer Abweichung die Justierung des Informationswandlers ändert und die in ihrer Kannphase für angelegte Eingangsinformationen entsprechend der durchgeführten Justierung die Zugehörigkeit zu einer Klasse bestimmt, mit einem die Justierung tragenden digitalen Speicher, der in der-Lernphase durch elektrisch: Fehlerkorrekturimpulse verstellbar ist, die bei vom Komparator kommendem Fehlersignal von einem Korrekturimpulsgenerator erzeugt werden, dadurch gekennzeich-20 net, daß sich an eine Mehrzahl von Eingangsklemmen (I₁ ... I_n; 2I₁ ... 21«) zum Eingeben der aus mehreren Binärkomponsnten (X₁ ... X_n) bestehenden Eingangsinformation je eine Bewertungsschaltung (I₁ ... 2„, U₁ ... Ii_n, 42, 72; F i g. 4) anschließt, die die jeweilige Komponente der Eingangsinfirmation entsprechend einem Bewertungsfaktor [W₁... W_n, W)), der in dem jeweils der Bewertungsschaltun_ö zugehörigen, aus einer multistabilen Schaltung (11) bestehenden Speicher justierbar eingespeiche·.. ist, verändert; daß die bewerteten Signale (X)Wj) sämtlicher Bewertungsschaltungen in einer Summierschaltung (1, 23, 43, 73) zusammengefaßt sind und das zusammengefaßte bewertete Signal

(I-

in einem Entscheidungskomparator (2, 25, 44, 74) mit einer Schwellenspannung (W_n+1) zur Erzeugung des Ausgangssignals verglichen wird und daß in der Lernphase zur vollautomatischen Einstellung der optimalen Bewertungsfaktoren die Bewertungsschaltungen je eine Anzahl von ersten Transistoren (T₁-! ... 7\-_B) aufweisen, die jeweils an eine Bewertungs-Spannungsquelle (V₁ ... V₆) angeschlossen sind, von Ausgangssignalen der multistabilen Schaltung aufeinanderfolgend entsprechend den über eine Steuerschaltereinrichtung (6, 31, 34, 60, 84) eingehenden Fehlerkorrekturimpulsen ansteuerbar sind und ausgangsseitig mit zweiten Tortransistoren (A₁ ... A_n) verbunden sind, die jeweils durch eine Komponente (X₁... X_n) der anliegenden Eingangsinformation steuerbar sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das vom Komparator (26) kommende Fehlersignal und durch ein Einschaltsignal (28) eine monostabile Schaltung (27) ansteuerbar ist, die durch eine Signalverzögerungsschaltung (35) für eine gegebene Zeitspanne nach der Erzeugung des Fehlerkorrektursignals zum Aufschieben der Erzeugung des nächsten Fehlerkorrektursignals bei andauerndem Fehlersignal sperrbar ist und deren Ausgangssignal aufeinanderfolgend eine multistabile Schaltung (30) weiterschaltet, deren Ausgangsklemmen mit Eingangsklemmen der Steuerschaltereinrichtung (31, 34) verbunden sind, die weiterhin mit den Eingangsklemmen (2I₁, 2I₂ ...) für die Komponenten der Eingangsinformationen verbunden ist; daß der Korrekturimpulsgenerator (32) das Fehlerkorrektursigna! entsprechend dem Ausgangssignal der monostabilen Schaltung (27) und der Ste;;erschaltereinrichtung (31) erzeugt und die multistabilen Schaltungen (11) der Bewertungsschaltungen (22,, 12., ...) nacheinander über die jeweiligen Schalter der Steuerschaltereinrichtung (34) mit den Fehlerkorrekturimpulsen belegt werden.

3. Schaltung nach Anspruch 1, bei der die Komponenten der Eingangsinformation die binären Signale »1« oder »0« sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator eine Antikoinzidenzschaltung (50, 51, 62; 78 bis 81) mit NICHT- (51; 78, 79) und UND-Schaltungen (50, 62; 80,81) enthält, daß der Korrekturimpulsgenerator (53, 83) einen Fehlerkorrekturimpuls auf das aus der Antikoinzidenzschaltung kommende Fehlersignal hin erzeugt und daß die Schalter der Steuerschaltereinrichtung (60, 84) mit den jeweiligen Eingangsklemmen (41. 71} zum Verändern der Bewertungsfaktoren der Bewertungsschaltungen (42, 72) bei Vorliegen einer Eingangssignalkomponente »1« und eines Fehlerkcrrektursignals verbunden sind.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungs-Spannungsquellen (V₁ ... V₆)Tt verschiedene Spannungen liefern und der Korrekturimpulsgenerator (53) einen oder n—i Fehlerkorrekturimpulse entsprechend dem Fehlersignal der Antikoinzidenzschaltung (50, 51, 62) erzeugt, wodurch die benachbarte höhere bzw. niedrigere Bewertungsspannung an die jeweiligen zweiten Tortransistoren (A₁ ... A_n) jeweils so angelegt wird, daß die Bewertungsfaktoren (W)) aller Bewertungsschaltungen (42), die der Eingangsinformation (Xj) »1« entsprechen, gleichzeitig um einen festen Betrag erhöht bzw. erniedrigt werden.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine weitere multistabile Schaltung (8, 38), die zwischen einen die Schwellenspannung liefernden Schwellengenerator (3, 24, 75) und den Korrekturimpulsgenerator (5, 32, 83) zum Ändtrn der Schwellenspannung geschaltet ist.