Разработка алгоритма обработки сигнала на основе теории восприятия информации человеком - Курсовая работа

В настоящее время предлагаются различные модели обработки информации человеком, основанные на самоанализе, наблюдениях и экспериментах. Поэтому в сфере обработки сигналов их применение не дает должных результатов. Возможно, так происходит изза сильной дифференциации сфер науки, в результате которой сложно увидеть единую картину. Поэтому цель исследования состоит в том, чтобы разработать алгоритм обработки информационного сигнала в системе связи на основе теории восприятия информации человеком.Рассмотрим уровни обработки информации человеком. Рассмотрим значение "термина восприятие": "Восприятие, перцепция (от лат. perceptio)" - познавательный процесс, формирующий субъективную картину мира. Восприятие - одна из биологических психических функций, определяющих сложный процесс приема и преобразования информации, получаемой при помощи органов чувств, формирующих субъективный целостный образ объекта, воздействующего на анализаторы через совокупность ощущений, инициируемых данным объектом. Как форма чувственного отражения предмета, восприятие включает обнаружение объекта как целого, различение отдельных признаков в объекте, выделение в нем информативного содержания, адекватного цели действия, формирование чувственного образа. Есть основания взглянуть на восприятие как на задачу, которая заключается в сосредоточении на сенсорном сигнале, анализе и интерпретации для создания осмысленного представления об окружающем мире [4].Современная психология знает немало подобных схем, но подлинный масштаб искажений сенсорной информации, проходящей через данный механизм, остается предметом. Это так называемый сенсорный "шум" - лишенные всякого смысла сигналы, лежащие в стороне от луча внимания, осмысление которых специально не производится. Здесь следует помнить, что только внимание определяет, что в данной ситуации "шум", а что - полезный сигнал. Например, для здорового человека скорость и характер сокращений его сердечной мышцы почти всегда является сенсорным "шумом", восприятие которого полностью бессознательно. Но в случае серьезной озабоченности болезнью сердца такая информация быстро может стать полезным сигналом, а в "шум" превратится что-нибудь другое.Начнем с определений: "Ассоциация (лат. Associatio - соединение, взаимосвязь) - в психологии и философии закономерно возникающая связь между отдельными событиями, фактами, предметами или явлениями, отраженными в сознании и закрепленными в памяти. A закономерным образом влечет появление в сознании явления B. Ассоциация - связь, возникающая в процессе мышления, между элементами психики, в результате которой появление одного элемента, в определенных условиях, вызывает образ другого, связанного с ним; субъективный образ объективной связи между элементами, предметами или явлениями" [15] В результате накопленного опыта появляются ассоциации.Прибрам опубликовал свою первую статью о предполагаемой голографической природе мозга в 1966 году и в течение последующих нескольких лет продолжал развивать и уточнять свою теорию. Среди прочего голография дает объяснение тому, каким образом мозг умудряется хранить столько информации в столь небольшом пространстве. То есть когда мы не можем вспомнить некий образ, это означает, что, посылая, так сказать, луч на пленку, мы не можем найти правильный угол, под которым этот образ вызывается в памяти. Если второй предмет, подобный, но не идентичный первому, осветить лазерным лучом и отраженный от зеркала луч направить на пленку, на пленке появится яркое световое пятно. Каким образом наш мозг умудряется обрабатывать все множество нейрофизиологических процессов, проявляющихся в виде опыта и протекающих внутри мозга, создавая при этом впечатление, что часть из них - внутренние, а часть - внешние объекты, выходящие за пределы нашего "серого вещества"?Для имитации голографической модели памяти человека в математическом виде воспользуемся теорией Д. Габора [22]: Он предположил, что человек при запоминании использует не сам образ, а его свертку, тем самым существенно сокращая необходимое число ячеек памяти, не обходимых для запоминания образа. Во время t1 мы записываем интеграл свертки, который и запоминается в долговременной памяти: , 0 <t1 <T (1) где Т полная продолжительность сигнала. Меняя порядок интегрирования, можно выделить часть, дающую функцию воспоминания;Грубо говоря, Фурье разработал математический метод перевода паттерна (системы) любой сложности на язык простых волн. Другими словами, подобно тому, как телевизионная камера переводит визуальный образ в электромагнитные частоты, а телевизор восстанавливает по ним первоначальный образ, математический аппарат, разработанный Фурье, преобразует паттерны (системы). Уравнения, используемые для перевода образов в волновую форму и обратно, известны как преобразования Фурье. Поскольку частота является величиной, измеряющей число колебаний волны в секунду, результаты экспериментов свидетельствовали: мозг может функцион

Содержание

Введение

1. Анализ современных методов описания обработки информации человеком

1.1 Сравнение уровней обработки информации человеком и технической системой

1.2 Алгоритм обработки информации человеком

1.3 Ассоциативное мышление

2. Анализ современных моделей памяти

2.1 Голографическая модель памяти

2.2 Модель памяти Д. Габора

2.3 Математический аппарат голографии

2.4 Разработка модели ассоциативной памяти

3. Разработка имитационной модели обработки информации

3.1 Задачи моделирования

3.2 Формирование ЧТ-сигнала и шума

3.3 Детектор (уровень чувств)

3.4 Блок преобразования (уровень ума)

3.5 Блок индикации (уровень разума)

3.6 Блок интерфейса и эталонных сигналов (уровень эго)

3.7 Блок записи и восстановления информации (ассоциативное мышление)

3.8 Общая схема

4. Проведение компьютерного эксперимента

4.1 Исследование имитационной модели для ЧТ-сигнала

4.2 Исследование имитационной модели для АМ-сигнала

Выводы по эксперименту

Заключение

Список литературы

Приложения

В настоящее время предлагаются различные модели обработки информации человеком, основанные на самоанализе, наблюдениях и экспериментах. Но их физическая реализация точно не определена. Поэтому в сфере обработки сигналов их применение не дает должных результатов. Например, для реализации уже разработанных моделей ассоциативного мышления, необходимы слишком большие объемы машинной памяти. [1]

Возможно, так происходит изза сильной дифференциации сфер науки, в результате которой сложно увидеть единую картину.

Несмотря на то, что человек всегда черпал свои открытия, изобретения и нововведения из окружающей его природы, сам феномен восприятия мало используется в науке, и технике.

Поэтому цель исследования состоит в том, чтобы разработать алгоритм обработки информационного сигнала в системе связи на основе теории восприятия информации человеком.

Для достижения цели, решались следующие задачи: 1) Изучить модели процесса восприятия информации человеком.

2) Разработать упрощенную имитационную модель восприятия человека.

3) Провести компьютерный эксперимент по тестированию модели для нескольких видов сигналов.

4) Провести анализ результатов имитационного моделирования

Научная новизна состоит в использовании шумового сигнала при восстановлении информации.