Устройство для цифровой двумерной свертки

,ЯО 1363250 4 Л 06 1" 15/35 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ/,1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. 1. ТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ ский ин Октябрь аневскенко ьство СССР5/31, 1986,тво СССР1/00, 1985.РОВОЙ ДВУМЕРсх и я к выч быть и двумернь х больш фильтр 3 ил 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФНОЙ СВЕРТКИ(57) Изобретение относитлительной технике и можепольэовано при обработкеодномерных массивов данньразмерности, например дл ции сигналов или обработки изображений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем выполнения рекурсивной двумерной и одномерной фильтрации. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят мультиплексоры 1-3, группа блоков памяти 4.14.Б, первая 5.15.Б, вто рая 6,16.М группа блоков умножения, группа сумматоров 717.Б группа накапливающих сумматоров 8.1, ,8.И, входы загрузки весовых коэффициентов 9, 10, информационные входы 11, 12, выход результата 13, блок синхронизации 14, состоящий иэ дешифратора 15, счетчиков 16, 17, эле- э мента И 18, тактовый вход 19, входы задания режима работы 20, 21 и вход1363250 Составитель А.БарановРедактор Л.Веселовская Техред А.Кравчук Корректор В.ГиРнЯк Заказ 6365/43 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5363250 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при обработке двумерных и одномерных массивов данных больщой размерности, например для фильтрации сигналов или обработки изображений.Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей путем выполнения рекурсивной двумерной и одномерной фильтрации.10На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока памяти; на фиг. 3 - схема накапливающего сумма 15 тора.Устройство для цифровой двумерной свертки содержит мультиплексоры 1, 2, 3, блоки памяти группы 4,1, 4.2, ,4.Б, блоки умножения первой группы 5.1, 5.25.И, блоки умножения20 второй группы 6.1, 6.2. 6.И, сумматоры группы 7,1, 7.2,Б, накапливающие сумматоры группы 8,1, 8.28,Б, первый 9 и второй 1025 входы загрузки весовых коэффициентов устройства, первый 11 и второй 12 информационные входы устройства, выход 13 результата устройства, блок 14 синхронизации, содержащий дешифратор 15, первый 16, второй 17 счетчики,ЗО элемент И 18, тактовый вход 19, входы 20, 21 задания режима работы, вход 22 запуска.Блок памяти 4. (фиг, 2) представляет собой две группы регистров , З 5 231, 23223.хЛ/2 и 24.31, 24.224М/2, причем входы регистров 23.1, и 24.3,) (где 1= =1,М/2-1) соединены с информационными входами .соответственно регистров ф 0 23,5+ и 24.+1, Информационные входы регистров 23.х.1 и 24.31 являются соответственно первым и вторым информационными входами узла памяти 4,3 Выходы регистра 23.5 М/2 45 и 24.хЛ/2 являются соответственно первым и вторым выходами блока памяти 4 Тактовые входы регистров обеих групп объединены и являются тактовымвходом блока памяти 4 Уп равляющие входы всех регистров блока памяти 4., кроме 23.х.М/2 и 24.М/2, объединены и подключены к управляющему входу блока памяти 4,.Накапливающий сумматор 8., где 55 х=1,И (фиг, 3), состоит из сумматора 25., регистра 26, и логического переключателя 27.х с третьим состоянием. Первый информационный вход сум 2матора 25. является входом накапливающего сумматора 8.х, второй информационный вход сумматора 25. подключен к выходу регистра 26 Выход сумматора 25,х соединен с информационным входом регистра 26.х. Информационный вход логического переключателя с третьим состоянием 27. соединен с выходом регистра 26,.Устройство работает следующим образом.Перед рассмотрением реализации основных режимов условимся, что сдвиг информации в блоке памяти 4, (где =1,К), запись в регистры накапливающих сумматоров 8., стробирование счетчиков 16 и 17 осуществляются по переднему фронту тактовых сигналов. Условимся также что передача информации с первых информационных входов мультиплексоров 1, 2, 3 на их выходы и параллельное занесение информации в счетчик 1, выдача информации из накапливающих сумматоров В.х и задание первого режима. работы регистров 23,х 1 и 24,5, ( где 1=1,М/21) блоков памяти 4,х осуществляются подачей сигнала низкого уровня на соответствующие входы, Все регистры блока памяти 4.х, кроме 23М/2 и 24М/2, работают в двух режимах. В первом режиме рабо.ы регистры передают входную информацию на выход, а во втором режиме осуществляется запись информации в каждом такте, Регистры 23,М/2 и 24.,М/2 блока памяти 4. работают только во втором режиме,Сумматор 25, также работает в двух режимах: первый режим всуммирование двух операндов, поступающих на первый и второй информационные входы сумматора 25.Х, второй режим передача операнда, поступающего на первый информационный вход, на выход сумматора, Режим сумматора 25. задается управляющим сигналом на входе считывания накапливающего сумматора 8., который является также управляющим сигналом для логического переключателя с третьим состоянием 27 При активном состоянии на входе считывания накапливающего сумматора 8. производится передача информаций с входа логического переключателя 27, с третьим состоянием на выход накапливающего сумматора 8. и одновременно отрабатывается второй режим сумматора 25.х, Тактирующий вход ре 1363250гистра 26 является входом записи накапливающего сумматора 8При задании режима работы устройства задается и.режим работы блока14 синхронизации, причем блок синхронизации может работать в одном издвух режимов. В первом режиме работы блока синхронизации первый 16 ивторой 17 счетчики находятся в режиме 10счета, При этом с выхода переносавторого счетчика 17 через элемент И18 низким уровнем управляет дешифратор 15, который дешифрирует состояниепервого счетчика 16. Во втором режиме работы блока 14 синхронизации второй счетчик 17 находится в режимепараллельного занесения, а первыйсчетчик 16 в в режиме счета, При этомсинхроимпульсы с тактового входа бло-.Юка синхронизации транспортируются через второй счетчик на счетный входпервого счетчика 16. Управление дешифратором 15 в этом режиме осуществляется по сигналу низкого уровня,поступающему через элемент И 18 с управляющего входа блока синхронизации,Выбор первого режима работы блока 14синхронизации осуществляется подачейсигнала высокого уровня, а второгорежима - подачей сигнала низкого уровня на управляющий вход блока синхро-низации.Коэффициент пересчета первогосчетчика 16 равен И (от 0 до Б),акоэффициент пересчета второго счетчи- З 5ка 17 - М/2 (от 0 до М/2-1). Рассмотрим работу устройства в режиме вычисления одномерной нерекурсивной свертки. В этом режиме правило 40 формирования выходных отсчетов у(п) имеет вид:у(п)=а(1)х(п)+а(2)х(п)++а(2 Н)х(п+1),егде 2 Б - число весовых коэффициентов;а - весовые коэффициенты; х(1),у(п) - отсчеты на входе и выходеустройства соответственно(1, п=1,2,3).50Данный режим работы устройства задается подачей. сигналов низкого уровня на входы 20, 21 задания режима работы устройства.Перед началом работы подачей сигнала высокого уровня на вход 22 производится установка режима загрузки весовых коэффициентов в блоки памяти группы 4.2, 4.14.Б. В этом режиме мультиплексоры 1, 2 коммутируют первый 9 и второй 10 входы загрузки весовых коэффициентов на первый и второй входы первого 4.1 блока памяти соответственно. Подачей сигнала низкого уровня на управляющие входы блоков памяти 4.1, 4.24.И задается первый реиим работы регистров 23,1 и 24 (где =1,М/2-1) блока. памяти 4.1. (где =1 рИ), поэтому при подаче тактовых сигналов на тактовые входы блоков памяти 4.1, 4.2,р 4.Б производится запись весовых коэффициентовс только в регистры 23,.М/2 и 24,1.,М/2 блока памяти 4. (где = =1,И).При разгрузке весовых коэффици- ентов в данном режиме работы устройства на первый вход 9 загрузки весовых коэффициентов поступают весовые коэффициенты а(1),а(2),.е.,а(11), а на второй вход 10 - соответственно а(И+1), а(И+2)а(2 И). Последовательность поступления весовых коэффициентов должна быть такой, чтобы в конце загрузки весовых коэффициентов в регистрах 23, 1.М/2, 23, 2.М/2, ,23.5,.М/2 были записаны соответственно коэффициенты а(1), а(2) ,а(И), а в регистрах 24.1.М/2, 24.2.М/2,р 24.х,М/2 коэффициенты а(И+1), а(И+2)а(2 Б),соответственно.После загрузки весовых коэффициентов подачей сигнала низкого уровня обеспечивается коммутация первого и второго выходов последнего 4.Б блока памяти на выход мультиплексоров 1 и 2 соответственно.На вход 21 подается сигнал низкого уровня, который обеспечиваеткоммутацию второго информационного входа 12 устройства на выход мультиплексора 3. При работе устройства в данном режиме на первый информационный вход 11 устройства поступают входные отсчеты х(1), а на второй информационный вход 12 устройства - х(3-И) (где =1,2,3,). Подачей сигнала низкого уровня на вход 20 обеспечивается второй режим работы блока 14 синхронизации, при этом начальное состояние первого счетчика 16. равно нулю (входы начальной установки счетчиков не показаны).Рассмотрим работу устройства в данном режиме на примере вычисления полТакт (и+2).По переднему фронту (и+2)-го такта в регистры 23.К,М/2 и 24.К.М/2блока памяти 4.К будут приняты весо вые .коэАфициенты а(1) и а(4) соответственно, а в регистр 26.К накапливающего сумматора Я.К будет записанавычисленная в предыдущем такте сумма.На первый информационный вход 11.устройства поступает отсчет х(п), ана второй 12 - соответственно х(п-З).Входной отсчет х(п) в блоке умножения5.К умножается на весовой коэффициент а(1); а входной отсчет х(п)умножается в блоке умножения 6.К навесовой коэААициент а(4), Вычисленные произведения а(1)х(п) и а(4)х(п) суммируются в сумматоре 7,К, Всумматоре 25,К накапливающего сумматора 8.К в этом такте завершится вычисление выходного отсчета у(п)=. По первому Аронту (и+3)-го тактав регистры 23.К.М/2 и 24.К.М/2 блокапамяти 4.К будут приняты весовые коэффициенты а(3) и а(6) соответственно, а в регистр 26.К накапливающегосумматора 8.К будет записан результат вычисления выхдиого отсчетау(п). В блоках умножения 5.К и 6.К,сумматоре 7,К будет формироваться 35 первая сумма выходного отсчета у(п++3). В этом такте с соответствующего выхода блока 14 синхронизации навход считывания накапливающего сумматора 8.К поступает управляющий 40 сигнал, который обеспечивает выдачувычисленного отсчета у(п) на выход13 результата устройства. Рассмотрим работу устройства в ре 45 жиме вычисления двумерной свертки.В этом режиме правило Аормированиявыходных отсчетов имеет вид:у(ш,п)=а(1,1)х(ш,п)+а(2,1)х(ш,п)++а(М, 1)х(ш-М+1,п)+а(12)х(ш,п)+50 +а(2,2)х(щ,п)а(М,2)х(ш-М+1,п)а(1,И)х(ш,п+1)+а(2,Б)х(ш,п-И+1)а(М,М)х(ш-М+1,п-И+1),5 1363250ного выходного отсчета при числе весовых коэффициентов, равном 2 И=6.Тогда у(п)=а(1)х(п)+а(2)х(п)+а(3)х(п)+а(4)х(п)+а(5)х(п)+а(б)х(п).Формирование у(п) начинается ви-м такте на накапливающем сумматоре8.К(где К=п шос 1. Б) и заканчивается через И тактов, т.е. к началу (пЮ)-го.такта,Рассмотрим работу устройства вданном режиме по тактам.Такт. (и) .И регистрах 23,К.М/2 и 24,К.М/2блока памяти 4,К будут находитьсявесовые коэффициенты а(3) и а(6) соответственно, На первый информационный вход 11 устройства поступаетотсчет х(п)а на второй 12 - соответственно х(п). Входной тсчетх(п) поступает на вход блока умножения 5;К, а отсчет х(п) черезмультиплексор 3 - на вход блока умножения Ь.К. На блоках умножения 5.и 6.К вычисляются произведения а(3).х(п) и а(6)х(п), которые суммируются на сумматоре 7.К. Результатсуммирования поступает на вход накапливающего сумматора Я.К. В этомтакте с накапливающего сумматора 8.Ксчитывается результат вычисления от. счета у(п-З), поэтому сумматор 25,Кработает в режиме передачи операнда,что обеспечивает передачу вычисленной суммы а(3)х(п)+а(6)х(п) навход регистра 26.К накапливающегосумматора.Я.К.Такт (п+1).По переднему Аронту (и+1)-го такта в регистры 23.К.М/2 и 24.К.М/2блока памяти 4.К будут приняты весовые коэффициенты а(2) и а(5) соответственно, а в регистр 26,К накапливающего сумматора 8 будет записанавычисленная в предыдущем такте сумма а(3)х(п)+а(6)х(п), На первыйинформационный вход 11 устройствапоступает отсчет х(п), а на второй12 - соответственно х(п). Входнойотсчет х(п) поступает на вход блока умножения 5.К, а отсчет х(п) через мультиплексор 3 - на вход блокаумножения Ь,К. Вычисленные в блокахумножения 5.К и 6.К произведенияа(2)х(п) и а(5)х(п) суммируютсяв сумматоре 7.К. В сумматоре 25.Кнакапливающего сумматора 8,К в этомтакте будет вычислена сумма а(3)х(п)+а(6)х(п+(а(2)х(п)+а(5)х(п. где М,Б - число весовых коэффициена(3.,К) - весовые коэААициенты (=:1,М, К=1,И); х(3 1,3 )у(ш,п) - отсчеты соответственно на входе и выходе, =, 1,2,, 8, где Б Ь - раз мерность входного массива,п=1,2Б, ш=1,2Ь)Данный режим работы устройства задается подачей сигнала низкого уровня на вход 21, а сигнала высокогоуровня - на вход 20,Перед началом работы подачей сигнала высокого уровня на вход 22 производится установка режима загрузкивесовых коэффициентов в блоки памяти4.1, 4.24.Б. В этом режиме мультиплексоры 1 и 2 коммутируют первый9 и второй 10 входы загрузки весовыхкоэффициентов на первый и второй входы первого 4.1 блока памяти соответственно. Сигйал высокого уровня, поступающий с входа 20 на упранляющиевходы блоков памяти 4.1, 4.2. 4.И, 20обеспечивает второй режим работы всехрегистров блоков памяти, поэтому при .подаче тактовых сигналов этот режимпредусматривает запись и хранение)5весовых коэффициентов во.всех регистрах блока памяти 4.И (где И=1).При загрузке весовых коэффициентов в данном режиме работы устройствана первый вход 9 загрузки весовыхкоэффициентов поступают весовые коэффициенты а(1,1), а(1,2),а(1,И),а(2,1), а(2,2)а(2,И)а(М/2,1), а(М/2,2)а(М/2,11), а на второй вход 10 - соответственно а(М/2++1,1), а(М/2+1,2),а( М/2+1,Б),.а(М/2+2,1), а(М/2+2,2). ,а(М/2+2,И)а(М,1), а(М,2)а(М,М).Последовательность поступления весовых коэффициентов должна быть такой,чтобы в конце загрузки в регистрах 4023.5., и 24.х. (где х=,д)=1,М/2)были записаны несовые коэффициентыа,х) и а(М/2+1,) были записаны несовые коэффициенты а(,) и а(М/2+),) соответственно,45После загрузки весовых коэффициентов подачей сигнала низкого уровняна вход 22 обеспечивается коммутацияпервого и второго выходов последнего4.И блока памяти на выход мультиплексоров 1 и 2 соответственно,На вход 21 подается сигнал высокого уровня, который обеспечивает коммутацию второго информационного входа 12 устройства на выход мультиплексора 3.При работе устройства в данномрежиме на первый информационный вход11 устройства входные отсчеты посту 508пают в следующей последовательности:х(ш-М/2+1,п-И+1), х(ш-М/2+2, и-И+,х(ш,п), а на второй информационный вход 12 устройства - соответственно: х(ш-М+1,и-И+1),х(ш-М+2,п-Б+,х(ш-М/2,п) (где п изменяется отдо Б при ш=сопз 1 (ш=1,Ь.Подачей сигнала высокого уровняна вход 20 обеспечивается первый режим работы блока 14 синхронизации, Вэтом режиме через каждые М/2 тактовна управляющий вход дещифратора 15с второго счетчика 17 через элементИ 18 поступает сигнал низкого уровня,который разрешает выдачу дешифрованного состояния первого счетчика 16на выход блока 14 синхронизации, поэтому через каждые М/2 тактов работы устройства на выход 13 результатаустройства будет выдаваться выходнойотсчет. Начальное состояние первого16 и второго 17 счетчиков равно нулю. Регистр 26. накапливающего сумматора 8, (где =1,Й) в начале работы устройства устанавливается внулевое состояние (входы начальнойустановки счетчиков и регистров непоказаны).Формирование выходного отсчетау(ш,п) начинается в 1 Т=(ш)Б М/2++(п).М/2+11-м такте на накапливающем сумматоре 8,1 (где К=пшой И) нзаканчивается через М/2 тактов, т.е.к началу Т+М/2 И-го такта.Рассмотрим работу устройства врежиме вычисления двумерной сверткина примере вычисления полного выходного отсчета для случая 5=2, М=4.Тогда у(ш,п)=а(1,1)х(ш,п)+а(2,1)х(ш,п)+а(3,1)х(ш,п)+а(4,1)х(ш-З,п)+=пшой 2) в этом случае будут находиться весовые коэффициенты а(1,2),а(2,2), а(3,2) и а(4,2) соответственно. На первь 1 й информационный вход 11устройства. поступает отсчет,х(ш,п), а на второй вход 12 - соответственно х(ш-З, п). Входной отсчетх(ш, и) поступает на вход блока1363250 умножения 5,К, а отсчет х(ш-З, п)через мультиплексор 3 - на вход блокаумножения 6,К. В блоках умножения5.К и 6.К вычисляются произведенияа(2,2)х(ш,п) и а(4,2)х(ш-З,п),которые суммируются в сумматоре 7,К.Результат суммирования поступает навход накапливающего сумматора 8,К.Б этом такте с накапливающего сумматора 8.К считывается результат вычисления отсчета у(ш,п), поэтому сумматор 25,К работает в режиме переДачи операнда, что обеспечивает передачу суммы у "(ш,п)=а(2,2)х(ш, п)т+а(4,2)х(ш-З,п) на вход регистра26,К.накапливающего сумматора 8.К.Такт (Т+1),По переднему фронту (Т+1)-го такта в регистры 23.К,1, 23,К,2, 24,К,1и 24,К.2 блока памяти 4.К будут приняты весовые коэффициенты а(2,1),а(4,1) и а(3,2) соответственно, а врегистр 26.К накапливающего сумматора 8.К будет записана вычисленная впредыдущем такте сумма у(ш,п). Напервый информационный вход 11 устройства поступает отсчет х(ш,п),а на второй вход 12 - соответственно х(ш,п). х(ш,п) поступаетна вход блока умножения 5.К, а отсчет х(ш,п) через мультиплексор3 - на вход блока умножения 6.К, Волоках умножения 5.К и 6.К вычисляются произведения а(1,2)х(ш,п) иа(3,2)х(п 1-2,п), которые суммируют-. 35ся в сумматоре 7.К. Результат суммирования поступает на вход накапливающего сумматора 8.К, где суммируется с ранее вычисленной суммой40 у(ш,п).Такт (Т+2).По,переднему фронту (Т+2)-го такта в регистры 23.К.1, 23.К.2, 24.К.1 и 24.К.2 блока памяти 4,К будут приня ты весовые коэффициенты а(1,1),а(2,1), а(3,1) и а(4;1) соответственно, а в регистр 26, 1 накапливающего сумматора 8.К будет записана вычисленная В предыдущем такте сумма у (шп)= =у (ш,п)+а(1,2)х(ш,п)+а(3,2)х(ш, и). На первый информационный вход 1) устройства поступает отсчет х(ш, и), а на второй 12 - соответственно х(ш-З,п). Входной отсчет х(ш,п) в55 блоке умножения 5.К умножается на весовой коэффициент а(2,1), а отсчет х(ш-З,п) в блоке умножения 6,К умножается на весовой коэффициент а(4,1). Вычисленные произведения суммируются в сумматоре 7,К, результат поступает на вход накапливающего сумматора 8.К, где суммируется с ранее вычисленной суммой у(ш,п).Такт (Т+3).По переднему фронту (Т+3)-го такта в регистры 23,К,1, 23.К.2, 24.К.1 и 24,К.2 блока памяти 4.К будут приняты весовые коэффициенты а(2,2),а(1,1), а(4,2) и а(3,1) соответственно, а в регистр 26,К накапливающего сумматора 8.К будет записана вычисленная в предыдущем такте сумма у (ш,п)=у(ш, п)+а(2,1)х(ш,п)+а(4,1)х(ш-З,п).На первый информационный вход 11 устройства поступает отсчет х(ш,п), а на второй 12 - соответственно х(п 1-2, и), Входной отсчет х(ш,п) в блоке умножения 5.К умножается на весовой коэффициент а(1,1), а отсчет х(ш,п) в блоке умножения 6.К умножается на весовой коэффициент а(3,1), Вычисленные произведения суммируются в сумматоре 7,К. В сумматоре 8.К в этом такте будет формироваться окончательный результат вычисления отсчета у(ш,п), равный у(ш,п)=у (ш,л)+х(ш,п)а(1,1)++х(ш,п)а(3,1).Такт (Т+4)По переднему фронту этого такта в регистры 23.К.1, 23.К.2, 24,К.1 и 24.К,2 будут приняты весовые коэффициенты а(1,2), а(2,2), а (3,1) и (4,1) соответственно, В регистр:26.К накапливающего сумматора 8.К по переднему фронту этого такта будет принят вычисленный отсчет у(ш,п), В этом такте на вход считываниянакапливающего сумматора 8,К с соответствующего выхода блока 14 синхронизации поступает управляющий сигнал, который обеспечивает выдачу отсчета у(ш,п) на выход 13 результата устройства,В блоках умножения 5,К, 6.К и сумматоре 7.К в этом такте будет формироваться первая сумма выходного отсчета у(п 1,п+2). Рассмотрим работу устройства в режиме вычисления одномерной рекурсивной фильтрации. В этом режиме правило формирования выходных отсчетов у(п) имеет вид; у(п)=а(1)х(п)+а(2)х(п)а(И)ю х(п-И+1)+Ь(1)у(п)+Ь(2)у(п)++Ь(И)у( -И), 1363250 12(=1,И);х(Д),у(п) - отсчеты на входе и выходе устройства соответственно (=1,2 п=1,2,3,)Данный режим работы устройствазадается подачей сигнала высокогоуровня на вход 21, а сигнала низкогоуровня - на вход 20.Перед началом работы подачей сигнала высокого уровня на вход 22производится установка режима загрузки весовых коэффициентов в блоки памяти 4.1, 4.24.И. В этом режи 15ме первый и второй мультиплексоры1, 2 коммутируют первый 9 и второй10 входы загрузки весовых коэффициентов на первый и второй входы первого 4.1 блока памяти соответственно, Подачей сигнала низкого уровняна управляющие входы блоков памяти4,1, 424 аИ задается первый режим работы регистров 23 и 24,.,)(где =1,И), поэтому при подаче тактовых сигналов на тактовые входы блоков памяти 41, 4.24.И производится запись весовых коэффициентовтолько в регистры 23.х.М/2 и 24М/ ЗО/2 блока памяти 4.х (где х=1,И).При загрузке весовых коэффициентовв данном режиме работы устройства напервый вход 9 загрузки весовых коэффициентов поступают весовые коэффици- З 5енты а(1), а(2)а(И), а на второй вход -10 - Ь(1), Ъ(2)Ъ(И) соответственно. Последовательность поступления весовых коэффициентов должна быть такой, чтобы в конце загрузки 40в регистрах 23.1.М/2, 23.2.М/2,,23.И.М/2 были записаны коэффициенты а(1), а(2), а(И) соответственно, а в регистрах 24. .М/2, 24. 2.М/2,,24,И,М/2 - коэффициенты Ъ(1.), 45Ь(2). ,Ъ(И) соответственно,После загрузки весовых коэффици-.ентов подачей сигнала низкого уровняобеспечивается коммутация первого ивторого выходов последнего 4.И блока 50памяти на выход мультиплексоров 1 и2 соответственно.На вход 21 подается сигнал высокого уровня, который обеспечивает коммутацию информации с выхода 13 резуль.55тата устройства на выход мультиплексора 3. На первый информационный вход11 устройства поступают входные отсчеты х(1), х(2), х(3),Подачей сигнала низкого уровня на вход 20 обеспечивается второй режим работы блока 14 синхронизации, при этом начальное состояние первого счетчика 16 равно нулю, Регистр 26.1 накапливающего сумматора 8.1 (где 1=1,И) в начале работы устройства уста-: навливается в нулевое состояние (входы начальной установки счетчиков и регистров не показаны).Формирование выходного отсчета у(п) начинается в(п)-м такте в нака-. пливающем сумматоре 8.К (где К=пшойИ) и заканчивается через И тактов, т.е. к началу (и+И)-го такта.Рассмотрим работу устройства в режиме вычисления одномерной рекурсивной фильтрации на примере вычисления полного выходного отсчета для случая И=З. Тогда у(п)=а(1)х(п)+ +а(2)х(п)+а(3)х(п)+Ъ(1)у(п)+ +Ъ(2)у(п)+Ь(3)у(п-З).. Такт (и) .В регистрах 23,К.М/2 и 24.К.М/2блока памяти 4 бК (где К=пшой 3) вэтом такте будут находиться весовыекоэффициенты а(3) и Ь(3) соответственно. На первый информационный вход11 устройства поступает отсчет х(п), который в блоке умножения 5.Кумножается на весовой коэффициента(3). С выхода 13 результата устройства через мультиплексор 3 в блокумножения 6.К поступает выходной отсчет у(п-З), вычисленный в предыдущемтакте, где умножается на коэффициентЬ(3). Вычисленные произведения .а(3)хх(п) и Ь(3)у(п) суммируются всумматоре У.К и поступают на входнакапливающего сумматора 8.К. В этомтакте с накапливающего сумматора 8.Ксчитывается результат вычисления отсчета у(п-З), поэтому сумматор 25.бработает в режиме передачи операнда,что обеспечивает передачу вычисленной суммы у(п)=а(3)х(п)+Ь(3)у(п) на вход регистра 26.К накапливающего сумматора 8.К.Такт (п+1),По переднему фронту (и+1)-го такта в регистры 23.К.М/2 и 24.К.М/2блока памяти 4.К будут приняты весовые коэффициенты а(2) и Ь(2) соответственно, а в регистр 26.К накапливающего сумматора 8.К будет записанавычисленная в предыдущем такте сумма у(л). На первый информационныйвход 11 устройства поступает отсчет14 13 1363250. х(п), который в блоке умножения 5.К умножается на весовой коэффициент а(2). С выхода 13 результата устройства через мультиплексор 3 в блок умножения 6.1 поступает выходной от 5 счет у(п), где умножается на коэффициент Ъ(2), Вычисленные произведения а(2)х(п) и Ь(2)у(п) суммируются в сумматоре 7.К и поступают на вход накапливающего сумматора 8.К,В сумматоре 25.1 накапливающего сумматора 8.К в этом такте будет вычисленная сумма у(п)=у (и)+а(2)х(п- -1)+Ъ(2)у(п).Такт (и+2).По переднему Фронту (и+2)-го такта в регистры 23,К,М/2 и 24,К,М/2 блока памяти 4.К будут приняты весовые кффценты а(1) и Ъ(1) ственно, а в регистр 26,Х накапливающего сумматора 8,К будет записана вычисленная в предыдущем такте сумма у (п). На первый информационный вход 11 устройства поступает отсчет х(п), который в блоке умножения 5.К умножается на весовой коэффициент а(1), С выхода 13 результата устройства через мультиплексор 3 в блок умножения 6.Х поступает выходной отсчет у(п), где умножается на коэффициент Ъ(1). Вычисленные произведения а(1)х(п) и Ъ(1)у(п) суммируются в сумматоре 7,Х и поступают на вход накапливающего сумматора 8.К. В сумматоре 25.К накапливающего сумматора 8.К в этом такте заверщится вычисление выходного отсчета у(п)==у(п)+(а(1)х(п)+Ъ(1)у(п. Такт (и+3).40По переднему Фронту (и+3)-го такта в регистры 23.К.М/2 и 24.К.М/2 блока памяти 4,К будут приняты весовые коэффициенты а(3) и Ъ(3) соответ ственно, а в регистр 26.К накапливающего сумматора 8.К будет записан результат вычисления выходного отсчета у(п). В блоках умножения 5.К, 6.К и сумматоре 7.Х будет Формироваться пер"50 вая сумма выходного отсчета у(п+3). На вход считывания накапливающего сумматора 8.1 в этом такте с соответствующего выхода блока 14 синхро.55низации поступает управляющий сигнал,который обеспечивает выдачу вычисленного отсчета у(п) на выход 13 результата устройства,Формула из о б ре тения Устройство для цифровой двумерной свертки, содержащее группу блоков памяти, блок синхронизации, группу накапливающих сумматоров и первую группу блоков умножения, первый мультиплексор, причем выходы накапливающих сумматоров группы объединены и являются выходом результата устройства, первым информационным входом которого являются объединенные между собой первые входы блоков умножения первой группы, вторые входы которых подключены к первым выводам соответствующих блоков памяти группы, первый выход -го (1 = 1, 1-1, И - длина импульсной характеристики) блока памяти группы подключен к первому информационному входу ( + 1)-го блока памяти группы, первый выход И-го блока памяти группы подключен к первому информационному. входу первого мультиплексора, второй информационный вход которого является первым входом загрузки весовых коэффициентов устройства, первый информационный вход первого блока памяти группы подключен к выходу первого мультиплексора, управляющий вход которого является первым входом задания режима работы устройства, входы считывания накапливающих сумматоров группы подключены к соответствующим выходам блока синхронизации, тактовый вход которого является тактовым входом устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью раснирения функциональных возможностей путем реализации рекурсивной двумерной и одномерной фильтрации, в него введены вторая группа блоков умножения, второй и третий мультиплексоры, груп - па сумматоров, причем выход второго мультиплеКсора подключен к первым входам блоков умножения второй группы, вторые входы которых подключены к вторым выходам соответствующих блоков памяти группы, второй выход х-го блока памяти группы подключен к второму информационному входу, (1 + 1)-го блока памяти группы, а второй выход Н-го блока памяти группы подключен к первому информационномувходу третьего мультиплексора, второй информационный вход которого является вторым входом загрузки весовых коэффициентов устройства, второй информационньп вход первого блока памятигруппы подключен к выходу третьегомультиплексора, управляющий вход которого подключен к первому входу задания режима работы устройства, выходы блоков умножения первой группыподключены к первым входам соответствующих сумматоров группы, вторыевходы которых подключены к выходамсоответствующих умножителей второйгруппы, выходы сумматоров группыподключены к информационным входамсоответствующих накапливающих сумматоров группы, первый информационныйвход второго мультиплексора является вторым информационным входом устройства, выход результата которого подключен к второму информационному входу второго мультиплексора, управляющий вход которого является вторым1входом задания режима работы устройства, тактовые входы блоков памяти соединены между собой и подключены к тактовому входу устройства, входом запуска которого являются соединенные между собой входы начальной устацовки блоков памяти группы и вход. запуска блока синхронизации.