Оптические вычисления - Арратуна Р.
Скачать (прямая ссылка):
Локальное расстояние di,r вычисляется одновременно вдоль всего волнового
фронта, показанного на рис. 11.12, а по мере поступления каждого нового
входного фрейма. Мера совпадения между входными и опорными фреймами
определяется путем вычислений суммы локальных расстояний во время прогона
фрейма. Расширение или каждый входной фрейм может сжиматься или
растягиваться (не более чем в 2 раза), с целью учета индивидуальных
особенностей скорости речи. На рис. 11.12,6 показано, что сумма
расстояний выбирается из трех возможностей, которые позволяют
производить: сжатие (путь 1); ни расширения, ни сжатия (путь 2);
расширение (путь 3). Это выражается уравнением
Si. г = г "У (Si-2, г-1 "Н ^i-l, г> Sj_it г-2 "У di i r-i). (11.12)
В верхней части столбцов (рис. 11.12, а) полученная сумма используется
для определения того, закончилось ли слово и было ли выполнено
сопоставление с образцом. Идентифицированным считается такое слово в
словаре, для которого было получено наилучшее совпадение.
На рис. 11.13 показано, как локальное расстояние и динамическое изменение
масштаба времени могли бы быть вычислены с помощью оптического
перекрестного процессора. 16 коэффициентов ЛПИ, используемые для
обработки очередного входного фрейма, загружаются параллельно в 10 узлов
по 16
Глава 11. Оптические соединения для обработки в реальном времени
397
Номер• фрейма
волнового фронта
Непрерывный ввод данных а
Здесь вычисляют заносимые в
О Использованы занесенные в память расстояния • Использованы локальные
расстояния
б
• *
Номер
фрейма
Рис. 11.12, Принцип непрерывного динамического изменения масштаба
времени.
Коэффициенты ЛПИ Спово 2, ЛПИ фрейма 1 входного фрейма Слово 1, ЛПИ
фрейма 1 ¦ • *i + 1 i
Слово 2, ЛПИ фрейма г Слово 1, ЛПИ фрейма г
Динамическоь
изменение
1 [°] di -1, г
Путь?
1 0 ¦¦
V2,r-l\+J Путь 1
U.
I, Г+ l\ Г-2
Слово 2, ЛПИ фрейма 10 Слово 1, ЛПИ фрейма 10
-4- • ••-
.J
Выход данных,-
I ^ представляющих
I собой заносимые в память расстояния
Слово 2 - СЛОВО 1
1, г-1
Рис, 11,13, Потоковый граф для алгоритма динамического изменения масштаба
времени.
Глава 11. Оптические соединения для обработки в реальном времени
399
процессоров в каждом и остаются там до тех пор, пока не обработаны все
опорные слова. Опорные слова записываются в виде 10 фреймов для коротких
слов (0,2 с)., 20 фреймов для длинных слов, или 30 фреймов (0,6 с) для
очень длинных слов. Это позволяет вводить 10 опорных фреймов посредством
160 входных каналов (как показано на рис. 11.13), а длинные слова-
разбивать при этом на две или три части.
В начальном состоянии для простоты рассмотрим одно опорное слово, имеющее
10 фреймов. Все 10 наборов 16-ти коэффициентов ЛПИ для опорного слова
вводятся в процессор посредством быстродействующих линий связи с памятью.
Древовидные структуры вверху на рис. 11.13 выполняют умножение и
суммирование в уравнении (11.11). Опорные фреймы постепенно загружаются
таким образом, чтобы обеспечить накопление данных слева направо, по всем
фреймам. Выход древовидных структур представляет собой столбец с
локальными расстояниями (см. рис. 11.12, а), изменяющимися во времени.
Функцию затрат для трех путей, показанных на рис. 11.12, б, вычисляют в
потоковом графе (рис. 11.13) с помощью уравнения (11.12). Пути обозначены
на рис. 11.13. Задержки, обозначенные D, делают возможным использовать
фреймы, соответствующие предыдущим моментам времени. Накопленные затраты,
показанные с правой стороны, соответствуют величинам, показанным сверху в
столбцах на рис. 11.12, а, и используются для определения конца слова и
идентификации слова.
Корреляция входного фрейма и многочисленных опорных слов выполняется
путем конвейерной обработки опорных слов. Все опорные слова
обрабатываются в специальной области обработки фреймов системы перед
переходом к вычислению корреляции со следующим входным фреймом. Задержки,
обозначенные D на рис. 11.13, становятся буферами, в которых результаты
для всех опорных слов сохраняются до тех пор, пока не будут востребованы.
Поток, выходящий из правой части схемы на рис. 11.13, представляет
накопленные затраты на поиск корреляции между входным фреймом и фреймами
всех опорных слов.
На рис. 11.14 показано, как окончание слова может быть обнаружено
посредством логических выводов. Ввод данных осуществляется из выхода
схемы, справа на рис. 11.13. Результаты вычислений разделенных на части
слов должны суммироваться, как показано для слова 1, (а) и (б). Функция
затрат должна просмотреть набор логических операций для определения того,
закончилось ли слово в данной точке процедуры. Сами правила показаны на
рис. 11.14. Прикладываемые усилия должны быть ниже порогового значения,
соответствующие определенному интервалу времени суммарные^затраты должны
быть ниже порога; кроме того, затраты должны быть меньше, чем в соседних
Окончание
логического
содержания
слова
Процесс занесения вычисленных в память расстояний
