Устройство обработки изображений

(9) 01) 8 6 Г 15/62 ОПИ Е ИЗОБР НИ А ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Ижевский механический институт (72) В,А,Бимаков(56) Авторское свидетельство СССР В 1456965, кл. 6 06 Г 15/62, 1986Авторское свидетельство СССР М 1612307, кл, 6 06 Г 15/62, 1988 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ИЗОБРА- ЖЕНИЙ Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для решениязадач обработки иэображений, задач размещения, распознавания образов, машиннойграфики,Цель изобретения - увеличение скорости и точности выполнения поворотов и сжатий изображений,На фиг. 1 и 2 изображено устройство сквадратной процессорной матрицей. Нафиг, 2 показана функциональная схема блока управления. На фиг. 2, 3 изображено устройство с гексагональной процессорнойматрицей, На фиг; 4-6 показаны различныеспособы дискретизации пространства й,поясняется общий принцип высокоскоростного моделирования геометрических преоб. разований. На фиг. 7; 8 - особенностиреализации высокоскоростного поворотаизображений в заявленных устройствах. Нафиг, 9 - особенности реализации высокоскоростного сжатия изображений в заявленном устройстве, На фиг. 10 изображенвариант решения с помощью заявленногоустройства одной из задач анализа изобра(57) Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для решения задач обработки изображений, задач разме- . щения, распознавания образов, машинной графики, Цель изобретения - увеличение скорости и точности выполнения поворотов и сжатий изображений. Для этого устройство содержит матрицу процессоров, матрицу узлов памяти, матрицу узлов поворота, блок управления и блок узлов сжатия-растяжения. 3 з,п. ф-лы, 11 ил. жений, На фиг, 11 - поясняет способ использования заявленных устройств для обработки изображений сверхвысокого разрешения.Устройства имеет матрицу 1 процессоров, блок 2 управления, узлы 3 поворота, узлы 4 сжатия-растяжения, узлы 5 памяти, Я Матрица 1 состоит их взаимосвязанных процессоров 6, 7 и.имеет внешние входы 8, 9 и внешние выходы 10, 11, Каждый процес- а сор 6, 7 содержит многовходовый элемент СО ИЛИ 12, одноразрядную память 12, два од- з норазрядных регистра 14, 15, элемент :.ИЛИ - НЕ 16, двухвходовые элементы И 17 - 20, Блок 2 управления включает в себя микропрограммный управляющий процессор 2 с регистром 23 микрослова и программно адресуемыми регистрами 24 - память 30 программ и данных, контроллеры 31 внешних устройств 32, Связь между отдельными а узлами блока 2 осуществляется посредством интерфейса 33, Кроме того в блок 2 входят дешифратор 34, элементы И 35 и ИЛИ 36 выбора узлов поворота, элементов И 37, ИЛИ 38 выбора узлов сжатия, дешиф1817108Составитель Л.Логачева Редактор Г.Бельская Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова Заказ 1724 Тираж , Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5нно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10изводстратор 39 кода режима ввода-вывода, мультиплексор 40 адреса; элементы И 41- 47, дешифратор 48 кода микрооперации, узел определения площади, состоящий из Й-входовой схемы ИЛИ 49, И-входового аналогового сумматора 50, импульсного вольтметра 51 с контроллером 52, Процессоры б, 7, отображающиеся друг в друга при поворотахматрицы 1 вокруг ее центра на углы кратные уо, а также при преобразовании осевой симметрии относительно прямой, проходящей через центр решетки матрицы, функционально обьединены в модуль 53, Регистр 28 связан с входами 9 посредством блока 54 двухвходовых элементов И, Блок 2 устройства (фиг. 2, 3) может дополнительно содержать элемент И 55. Узлы 3 состоят из двухвходовых элементов И 56 (негативная логика), узлы 4- из элементов 56 и многовходовых элементов ИЛИ 57 (негативная логика),Устройство работает следующим образом.В памяти 30 хранятся программы обработки, представляющие собой последовательности команд, Каждая команда перед ее выполнением извлекается из памяти 30 и размещается в регистрах процессора 22, при этом адрес первого операнда размещается в регистре 24, адрес второго операнда - в регистре 25. Далее дешифрируется код операции извлеченной команды, после чего блоком микропрограммного управления вырабатываются сигналы микроопераций, необходимые для выполнения данной команды, Содержимое одноразрядных слов, хранящееся во всех памятях 13 по одному и тому же адресу, образует плоское бинарное изображение. Каждое из двух заявленных устройств оперирует изображениями, отличающимися форматом и формой пикселов. Так устройство, изображенное на фиг, 1, 2, предназначено для параллельной обработки изображений квадратного формата С х С (где С О), составленных из квадратных пикселов 1 х 1 (фиг. 5,б), Устройство, изображенное на фиг. 2, 3. предназначено для параллельной обработки изображений, ограниченных правильным шестиугольником и составленных либо из конгруэнтных равносторонних треугольников(фиг. б а), либо из конгруэнтных правильных шестиугольников (фиг, б б), Система команд каждого из заявленных устройств включает в себя арифметико-логические команды, команды условного и безусловного перехода, команды управления матрицей 1, Назначение и структура всех эрифметико-логических команд, команд условного иные связи (фиг. 7 г), существенным образом уменьшаются яркостные искажения при реализации высокоскоростного поворота пол- . утоновых изоброэжений. Новый способ формирования 1 (Е) приводит, строго гово 50 55 ря, к некоторому снижению точности геометрического воспроизведения 1(Е), однакоэти искажения крайне незначительны, а выигрыш в оборудовании и энергозатратах велик, Процессоры 6, 7, имеющие с пикселами обрабатываемого изображения взаимнобезусловного перехода полностью определяются выбранной конструкцией процессора 22, памяти 30, интерфейса 33 связи,которые выполняются по одной из извест 5 ных схем (в частности, за их основу могутбыть взяты центральный процессор, оперативная память и интерфейс ЭВМ "Электроника/25" /. Назначение и структуракоманд управления матрицей 1 определя 10 ются архитектурой межпроцессорных связей матрицы 1, составом процессорныхэлементов 6, 7, Узлы 3, 4 в заявленных устройствах служат для высокоскоростного выполнения вычислительных процедур,15 моделирующих геометрические преобразования поворота и сжатия гдвухмерного евклидового пространства В соответственно.Принцип моделирования геометрическихпреобразований, реализованный в устрой 20 стае заключается в одновременном (овраг(- лельном) формировании значений Рв (2)уровней зачерненности пикселов Ре результирующего (преобразованного) бинарного изображения из значений Ф 1(Р25 уровней зачерненности пикселов Р ) исходного (преобразуемого)бинарного изображения. При этом из обьекта Е, входящего всостав исходного бинарного иэображения(фиг, 5 а), являющийся дискретной (пиксельной) модгелью образца 1(Е) (фиг. 4 б), где1;В -ь В - моделируемое геометрическоепреобразование. Разница между реализа 35 цией поворота в устройстве и реализациейповорота в узлах 3 заявленного устройствазаключается в способе формирования дискретной модели т( )(Е); в узлах 3 в формировании каждого %(Ре ) участвует значение(г),40 ФР(не более одного пиксела Р, удовлетворяющего условию Ре( )1(РФ, В ре(г)зрУльтате изменения способа формирования1 (Е) отпадает необходимость в использовании в узлах 3 сверхбольшого числа много 45 входовых элементов ИЛИ (фиг, 7 в), илисверхбольшого числа аналоговых сумматоров и пороговых элементов (фиг. 7 б) - функцию этих элементов в заявленныхустройствах выполняют обычные провододнозначное соответствие. связаны междусобой в матрице 1 тремя группами межпроцессорных связей;1) группой связей, реализующих перенос изображения на шаг в направлении вектора Ох (фиг. 5, 6),2) группой связей. реализующих поворот иэображения на угол вокруг центра изображения,3) группой связей, реализующих над содержимым изображения преобразованиеосевой симметрии относительно прямой,проходящей через центр изображения и параллельной стороне формата Г изображения.В отличие от процессора 7 процессор 6каждого из устройств дополнитеЛьно связан (по входу 8 и выходу 10) с узлами 3 и 5.При этом вход 8 процессора 6, выход узла 3и выход узла 5.соединены между собой методом "монтажное ИЛИ" (фиг. 1, 3), Пикселы, соответствующие процессорам 6, наизображении образуют фрагмент Г. Фрагмент Г для устройства, изображенного нафиг, 1, 2, имеет форму прямоугольника С хО 2 (фиг, 5 б), для устройства, изображенно. го на фиг. 2, 3 - форму ромба (фиг. 6). Бинарное содержимое фрагмента Г являетсяадресуемой информационной единицей памяти 5, Сжатие изображения осуществляется в узлах 4 построчно. Назначениемсумматора 50 и цифрового импульсноговольтметра 51 каждого из устройств является формирование цифрового кода значения площади "одноцветного" содержимогобинарного изображения, хранящегося в регистрах 14 матрицы 1, Назначением Н-входовой схемы 49 является выработка сигналапризнака "содержимое бинарного изобра. жения, хранящегося в регистрах 14, пусто/не пусто" для организациимикроветвлений. Рассмотрим подробно работу устройства, изображенного на фиг, 1,2, В систему команд этого устройства входятследующие команды управления матрицей1;1) команда И-НЕ а 1, а 2 - "сформироватьбинарное изображение из двух бинарныхизображений А 1 и А 2, хранящихся в узлах13 матрицы 1 по адресам а 1 и а 2 соответственно, путем выполнения над ними теоретико-множественной операции А 1 Л А 2,полученное изображение записать в матрицу 1 по адресу а 2",2) команда СДВ а 1, а 2 - "сформироватьиэображение А 2 иэ изображения А 1, хранящегося в узлах 13 по адресу а 1, путем переноса А 1 на шаг в направлении ОМ, результатпереноса записать по адресу а 2".50 дят:- команда ПРО в 1 - "передать управление команде, хранящейся в памяти 30 по адресу в 1, если сигнал с выхода схемы 49 равен О, в противном случае перейти к следующей (по порядку) команде",- команда ПР 1 в 1 - "передать управление команде, хранящейся в память 30 по адресу в 1, если сигнал с выхода схемы 49 ранен 1, в противном случае перейти к следующей (по порядку) команде". Каждой команде соответствует своямикропрограмма - последовательность 3) команда ПВ 1 а 1, а 2 - "сформироватьизображение А 2 из А 1 путем поворота изображения А 1 на угол 90" вокруг центра иэо.бражения",5 4) команда СИМ а 1, а 2 - "сформироватьизображение А 2 из изображения А 1 путемвыполнения над А 1 преобразования осевойсимметрии относительно прямой ВО (фиг. 5б),10 5) команда ПВ 2 а 1, а 2 - "сформироватьизображение А 1 из А 1 путем поворота квадранта исходного изображения на угол йе(О (а (45), номер которого хранится впамяти 30 по адресу в 1" (фиг. 7 д.е),6) команда СЖ а 1, в 1 - "сформироватьизображение А 1 из изображения А 1 путемсдвига этого изображения на шаг в направлении ОХ, записать сжатое в К раз содержимое последней (относительно ОХ), строки Сх 1 исходного изображения в первую (относительно ОК) строку С х 1 результирующегоизображения А 1, код номера значения Красположен в памяти 30 по адресу в 1",7) команда ПЛ а 1, в 1 - "сформироватькод значения площади единичного содержимого изображения А 1, записать сформированный код в память 30 по адресу в 1",8) команда ЗПИ а 1, в 1 - "записать фраг мент Г изображения А 1 в память 5 по адресу, код которого хранится в памяти 30 поадресу в 1",9) команда ЧПИ а 1, в 1 - "записать фрагмент Г, хранящийся в памяти 5 по адресу,код которого находится в ячейке памяти 3035 по адресу в 1, в матрицу 1 по адресу а 1",10) команда ЗС М а 1, в 1 - "сдвиньизображение А 1 на шаг в направлении ООзаписать в первую(относительно ОХ) строкуС х 1 содержимое ячейки памяти 30 с адре 40 сом в 1",11) команда ЧСМ а 1, в 1 - "сдвинуть изображение А 1 на шаг в направлении ОХ, записать содержимое последней(относительно ОХ) строки С х 1 исходногоизображения в памяти 30 по адресу в 1".В систему команд устройства также вхо5 10 ри СДВ а 1, а 2 и СИМ а 1, а 2. Микропрограммыки этих команд отличаются от микропрограм-,о- мы ПВ 1 а 1, а 2 тем, что во втором микрословет- в случае СДВ а 1, а 2 код КМО равняетсяи я 20 010 (код микрооперации СДВ), а в случае СИМмо а 1, а 2 - 011 (код микрооперации СИМ). Фунии кцию управляющего ключа при выполненииля СДВ а 1, а 2 выполняет элемент 19, а прит- выполнении СИМ а 1, а 2 - элемент 20. Последа 25 выполнения СДВ а 1, а 2 первая(относитель 1, но ОУ) строка С х 1 заполняется единицами,д т.к, высокий уровень логической "1" с выхоО, дов делителей (фиг. 5 б) поступает на входыы(РВВ = 000),нд 30 Команда ПВ 2 а 1, а 2 осуществляет повои ротквадранта С/2 х С/2, входящего всоставие фрагмента Е (фиг. 5 б, фиг, 7 д,е) изображеа- ния А 1, на угол а некратный 900, В началевыполнения команды двоичный код номера35 угла а, хранящийся в памяти 30 по адресуРо- в 1, записывается в регистр 26 процессора22. Сигнал, снимаемый с выхода дешифратора 34 и соответствующий коду номера а,поступает на шифратор, построенный из40 элементов 36, и далее на информационныевходы элементов 35. Выход каждого)-го элемента 35 соединен с управляющими входами элементов 56 )-го узла 3,и предназначенного для моделирования по 45 ворота )-ой зоны 2 (фиг. 7, е) поворачиваемого квадранта С/2 х С/2. 1-й узел 3используется (в общем случае) для моделирования поворота зоны 21 на несколько углов из диапазона 0а 450, Далее сприходом С 1 выполняется микрослово, содержащее: РУАВ = О, СР 1 = 1, КМО = 100 -код микрооперации ПРМ, ЗП 1 = 1. ЗП 2 = О,РВВ = 001 - код режима ПВ. Сигнал с выходаПВ дешифратора 39 открывает подготовС 55 ленные ключи 35, которые, в свою очередь,подготавливают элементы 56 выбранных узлов 3, По С 2 изображение А 1 из узлов 13переписывается в регистры 14 и на входах 8У появляется изображение повернутого квад ранта. С приходом СЗ информация с входов микрокоманд, выполнение которых приводит к выполнению операции, заданной в команде. После дешифрации кода операции адрес начального микрослова команды записывается в регистр микроадреса процессора 22. По этому микроадресу из памяти микропрограмм процессора 22 извлекается управляющее микрослово и загружается. врегистр 23 микрослова, Это микрослово содержитуправляющее поле, разряды которого используются для генерации сигналов требуемых микроопераций; а также поле следующего микроадреса и поле кода микроветвления. Поле следующего микроадреса содержит базовый микроадрес, который указывает на следующее микрослово и естественной последовательности выбор микрослов. Этот базовый микроадрес м жет быть модифицирован с целью микрове вления по е кода микроветвлен определяет какие признаки необходи проверить и использовать для модификац микроадреса, Часть управляющего по микрослова образует поле управления ма рицей 1, в это поле входят; три разряда ко РВВ, один разряд ЗПИ, один разряд ЗП один разряд ЗП 2, один разряд ЗПЗ, разря СР 1, разряд СР 2, три разряда кода КМ разряд РУАВ, разряд ПЛ. Рассмотрим в полнение каждой из перечисленных кома управления матрицей. При этом будет сч тать, что преобразуемые геометрическ объекты представлены в бинарных иэобр жениях в негативном виде (т.е, логически "0" - низким уровнем).Команда ИНЕ а 1, а 2 Начальное мик слово этой команды содержит следующу информацию: РУАВ = О, СР = 1, По синхр сигналу С 1 (фиг. 2), вырабатываемому ген ратором синхроимпульсов процессора 2 код адреса а 1, снимаемый с выходов рег стра 24, подключается мультиплексором к адресным входам АЛП узлов 13. С прих дом синхроимпульса С 2 на подготовленны элемент 45 сигнал Р 1 записывает информ цию с выходов узлов 13 в регистры 14.приходом следующего синхроимпульса С извлекается второе микрослово, содерж щее РУАВ = 1, СР 1 = О, СР 2 = 1, КМО = 0 - код микрооперации ИНЕ, ЭП 1 = 1, ЭП 2 1, Код а 2, снимаемый с выходов регистра 2 подключается к входам АЛП узлов 13, И пульс С 2, пройдя через подготовленны элемент 46, записывает информацию с в ходов узлов 13 в регистры 15, С приходом 3 сигнал с выхода элемента 16 через подг товленный элемент 17 записывается в уз 13 по адресу а 2, Далее осуществляется и реход к микропрограмме извлечения след ющей команды из памяти 30 в регистры 24, 25, Команда ПВ 1 а 1, а 2, Микропрограмма этой команды включает микрослово(РУАВ =- О, СР 1 = 1) и микрослово (РУАВ = 1, КМО = 001 - кодмикрооперации П 90, ЗП 1=-1, ЗП 2 = 1). В результате выполнения первого микро- слова содержимое узлов 13 с адресом а 1 записывается в регистры 14. По С 1 в регистр 23 вызывается второе микрослово, С приходом СЗ производится запись содержимого регистра 14 через подготовленный ключ 18 в узел 13 соответствующего процессора матрицы 1 (передача осуществляется по проводным связям, относящимся к второй группе межоперационных связей). Команды8 записывается в узлы 13 процессоров б поадресу а 1. В узлах 13 процессоров 7 информация не изменяется, Команда СЖ а 1, а 2. Вначале выполнения команды двоичный кодномера коэффициента К извлекается из памяти 30 и записывается в регистр 26. Сигнал, снимаемый с выхода дешифратора 34 исоответствующий коду номера К, поступаетна шифратор, построенный из элементов 38и Далее на информационные входы элементов 37. Выход каждого элемента 37 соединен с управляющими входами элементов 56)-го узла 4, предназначенного для моделирования сжатия )-й зоны сжимаемой строки,)-й узел 4 используется (в общем случае) для 15моделирования сжатия )-й зоны на несколько коэффициентов сжатия. С приходом С 1выполняется микрослово, содержащее: РУАВ=О, СР 1=1, КМ 0=010, ЗП 1=1,ЗП 2 1,РВВ = 010 - код режима СН. Сигнал с выхода СЖ дешифратора 39 открывает подготовленные ключи 37, которые, в свою очередь,подготавливают элементы 56 выбранных узлов 4, По С 2 изображение А 1 из узлов 13переписывается в регистры 14 и на входах 9 25появляется изображение сжатой строки, Сприходом СЗ информация с входов 9 записывается в узлы 13 первой (относительноО) строки С х 1 матрицы 1, в узлы 13 остальных строк записывается исходное содержимое А 1 со сдвигом на шаг в направлении ОХ,Команда ПЛ а 1, в 1, Микрослово этой команды содержит РУАВ = О, СР 1 = 1, ПЛ =. 1. ПоС 2 содержимое А 1 записывается в регистры14. с приходом СЗ импульс с выхода элемента 47 поступает на вход опроса аналоговогосумматора 50 и на вход синхронизациивольтметра 51. С выхода сумматора 50 импульс, амплитуда которого пропорциональна числу регистров 14, находящихся в 40единичном состоянии, поступает на информационный вход вольтметра 51, По окончании цикла аналого-цифровогопреобразования код значения площади единичного содержимого А 1 через контроллер 4552 записывается в память 30 по адресу в 1,Команда ЗПИ а 1, в 1. В начале выполнениякоманды в регистр 29 записывается содержимое ячейки в 1. Далее выполняется микрослово, содержащее: РУАВ =О, СР 1=1, ЗПИ=1, 50По С 2 содержимое А 1 переписывается врегистры 14 и на информационных входахпамяти 5 (выходы 10 матрицы 1) появляетсяизображение фрагмента Р этого изображения, С приходом СЗ сигнал записи, снимаемый с выхода элемента 42, записываетсодержимое фрагмента Г в память 5 по адресу. хранящемуся в регистре 29, КомандаЧПИ а 1, в 1. В начале выполнения командыв регистр 29 записывается содержимое ячейки в 1, Далее выполняется микрослово, содержащее: РУАВ = О, КМО = 100, Р В В011 - код режима ЧПИ, ЗП 1 = 1. С приходом С 1 сигнал с выхода ЧПИ дешифратора 39 подключит выходы памяти 5, на которых находится извлеченный фрагмент Г, к входам 8 матрицы 1. По С 3 сигнал с выхода элемента 43 запишет информацию с выходов 8 в узлы 13 процессоров 6 по адресу а 1. Команда ЗСМ а 1, в 1. В начале выполнения команды слово, хранящееся в памяти 30 по адресу в 1, переписывается в регистр 28, Далее выполняется микрослово, содержащее РУАВ = О,РВВ = 100 - код режима ЗСМ: СР 1 = 1, КМО = 010, ЗП 1 = 1, ЗП 2=1. По С 1 выходы регистра 28 сигналом, снимаемым с выхода 3 СМ дешифратора 39, соединяются с входами 9 матрицы.1. По С 2 изображение А 1 записывается в регистры 14. По СЗ информация с входа 9 записывается в первую (относительно ОХ) строку С х 1 матрицы 1 по адресу а 1, в узлы 13 остальных строк записывается сдвинутое исходное содержимое А 1,Команды ЧСМ а 1, в 1, Микрослово этойкоманды содержит: РУАВ = О, РВВ = 101 - код режима ЧС, СР 1 = 1, КМО = 010, ЗП 1 = 1, ЗП 2 = 1, По С 2 изображение А 1 записывается в регистры 14. По СЗ информация с выхо,дов регистров 14, принадлежащих последней (относительно ОХ) строке С х 1 матрицы 1, сигналом, снимаемым с выхода элемента 41, записывается в регистр 27. Содержимое остальных регистров 14 со сдвигом на шаг записывается в матрицу 1 по адресу а 1, Далее содержимое регистра 27 записывается в память 30 в ячейку с адресом в 1. Рассмотрим работу устройства, изображенного на фиг. 2, 3. Это устройство предназначено для параллельной обработки иэображений, имеющих шестиугольный формат и состоящих либо из треугольных (фиг. 6 а), либо из шестиугольных пикселов (фиг. 6 б), Ориентация устройства на обработку иэображений данного вида позволяет примерно на треть сократить число проводных связей и элементов 56, используемых в узлах 3, по сравнению с устройством, рассмотренным выше, что дает возможность иметь больший дивпазон углов высокоскоростного поворота при одинаковом обаеме оборудования, используемого в устройствах, В зависимости от способа управления узлами 13 все процессоры матрицы 1 делятся на три группы. Первую группу образуют процессоры б, входы 8 и выходы 10 которых непосредственно связаны с узлами 3, 5, Запись информации в узлы 13 процессоров 6 осуществляется микрооперацией ЗП 1, Процессорам 6 матрицы 1 на изображении соответствует ромбовидный фрагмент Р (фиг.6), Вторую группу образуют процессоры, через которые в матрице 1 осуществляется передача информации от входов 9 к выходам 11 путем пошагового сдвига в направлении ОХ). Запись информации в узлы 13 этих процессоров производится микрооперацией ЗП 2. Процессорам этой группы на изображении соответствует фрагмент Т, Для случая Т = Г (фиг. 6 б) выполняется ЗП 1 = ЗП 2, К третьей группе процессоров относятся процессоры матрицы 1, не входящие в первые две из названных групп. Запись информации в узлы 13 этих процессоров производится микрооперацией ЗПЗ. Группе процессоров на изобажении соответствует фрагмент Р = Р (ТО Г). Одновременная запись во все узлы 13 матрицы 1 осуществляется одновременной подачей сигналов Юй, Юйг, ЧЧйз, для чего соответ.ствующее микрослово должно содержать ЗП 1 = 1, ЗП 2 =1, ЗПЗ= 1.Проиллюстрируем выполнение командустройства на примере устройства, ориентированного на обработку изображений с треугольными пикселами (фиг. 6 а), если ТЙ Г =О, форма и размер Т совпадают с Формой и размером ромба Г. Процессоры 7, принадлежащие второй группе процессоров матрицы 1, обозначим 71 процессоры 7, принадлежащие третьей группе, обозначим 7 г. Число команд, входящих в систему команд рассматриваемого устройства их мнемоническое обозначение совпадают с числом и мнемоническим обозначением команд устройства, рассмотренного ранее (фиг. 1, 2). Однако из-за различия в применяемых способах дискретизации й, а также различия в форматах Гобрабатываемых изображений некоторые из этих команд (за исключением арифметико-логических команд, команд условного и безусловного перехода, ИНЕ а 1, а 2, СДВ а 1, а 2, СИМ а 1, а 2, ЧПИ а 1, в 1, ЗПИ а 1, в 1, ПЛ а 1, в 1) имеют несколько иной смысл, Рассмотрим в отдельности каждую из этих команд. Команда ПВ 1 а 1, а 2 - "сформировать изображение А 2 из изображения А 1 путем поворота изображения А 1 на угол 60 вокруг центра изображения, результат поворота записать в матрицу 1 по адресу а 2", Микропрограмма этой команды включает микрослово (РУАВ = =О, СР 1 = 1) и микрослово (РУАВ = 1, КМО = =001 - код микрооперации П 60 О, ЗП 1 - 1, ЗП 2 = 1, ЗПЗ = 1). Выполнение команды аналогично выполнению команды ПВ 1 а 1, а 2 устройства (фиг, 1, 2). Команда ПВ 2 а 1, . в 1 - "сформировать изображение А 1 из изображения А 1 путем поворота треугольного фрагмента этого иэображения (Фиг. 8) наманд СЖ а 1, в 1, ПВ 1 а 1, а 2, СИМ а 1, а 2. На фиг: 9(а) показан принцип моделирования 50 преобразования сжатия й к точке О путемгпоследовательного выполнения 6 ОО-го косо; угольного сжатия йг к оси ОХ и 60-го косоугольного сжатия йг к оси ОУ, На Фиг.9(в-з) показаны последовательные этапы реализа ции сжатия полноформатного иэображения(фиг, 9 в) к центру изображения. Поворотполноформатных иэображений на углы некратные 60 осуществляются в устройстве при помощи команд; ПВ 2 а 1, в 1, ПВ 1 а 1, а 2,ИНЕ а 1, а 2. СИМ а 1, а 2,5 10152025 303540 45 угол а (Оа30"), номер которого хранится в памяти 30 по адресу в 1", Выполнение команды аналогично выполнению команды ПВ 2 а 1, в 1 устройства (фиг, 1, 2). Команда СЖ а 1, в 1 - "сформировать изображение А 1 из изображения А 1 путем сдвига содержимого фрагмента Т на шаг в направлении ОХ, записать сжатое в К раз содержимое последней (по направлению ОХ) строки фрагмента Т исходного иэображения А 1 в первую(относительно ОМ) строку фрагментаТ результирующего изображения код номера значения К расположен в памяти 30 по адресу в 1". Сжатие строки, выполняемое командой, является косоугольным и осуществляется к оси ОХ (фиг. 9,б), Микропрограмма команды содержит микрослово (РУАВ = О, СР 1 = 1, КМО = =010 - кодмикрооперации СДВ, ЗП 1 = О, ЗП 2 = 1, ЗПЗ = О, РВВ = 010 - код режима СЖ), В остальном реализация этой команды совпадает с реализацией команды СЖ а 1, в 1 устройства(фиг. 1, 2), Команда ЗСМ а 1, в 1 - "записать слово, хранящееся в памяти 30 в ячейке с адресом в 1, в матрицу 1 по адресу а 1, сдвинуть содержимое фрагмента Т исходного изображения А на шаг по направлению ОХ. Микропрограмма команды содержит микро- слово(РУАВ = О, РВВ = 100 - код режима ЗСМ, СР 1 = 1, КМО= 010; ЗП 2 = =1, ЗП 1 = О, ЗПЗ =0), В остальном реализация команды совпадает с реализацией команды ЗСМ а 1, в устройства (Фиг. 1, 2). Команда ЧСМ а 1, в 1 - "сдвинуть фрагмент Т изображения А 1 на шаг в направлении Я, записать содержимое последней (относительно Ж) строкифрагмента Т в память 30 по адресу в 1", Микрослово команды содержит: РУАВ = О, РВВ= 101 - код режима Ч С, СР 1 = 1, КМО = 010, ЗП 1 = О, ЗП 2 = 1, ЗПЗ = 0). В остальном реализация команды совпадает с реализацией команды ЧСМ а 1, в 1 устройства (фиг. 1, 2). Обработка изображений с помощью устройства (Фиг. 2, 3) осуществляется в 60 О-й косоугольной системе координат (Фиг, 9 а), Изменение масштаба полноформатного изображения производится при помощи коНаличие в составе заявленного устройства сверхбольшого числа электронных компонентов и проводных связей требует использование в этих устройствах специальной элементной базы и специальной несущесоединительной конструкции. Процессоры б, 7, связанные в матрице 1 ПРОВОДНЫМИ СВЯЗЯМИ, ОТНОСЯЩИМИСЯ К ВТО- рой и третьей группам межпроцессорных связей, и образующие относительно этих связей замкнутую систему, объединяются в модуль 53, изготавливаемый по интегральной технологии. Тем самым уменьшается число межмодульных связей, повышается надежность устройства, Пикселы, соответствующие процессорам б, 7, входящим в модуль 53 на фиг, 5(б), б выделены сплошной и двойной штриховкой. Возможности использования в заявленном устройстве для решения задач анализа и синтеза иэображений продемонстрируем на примере решения с помощью устройства (фиг, 1, 2) задачи выделения из произвольного 4-уровневого изображения СхС (фиг, 10,б) связанного плоского объекта, геометрическая форма которого совпадает с геометрической формой заданного объекта-эталона (фиг, 10 а) и составленного из пикселов 1 х 1 3-го уровня зачерненности. Анализируемое иэображение представлено в матрице 1 двумя бинарными изображениями А 1 и А 2, соответствующими двум разрядам двоичного кода интенсивности. Эталон представлен бинарным изображением АО, После цифровой фильтрации (выполняемой при помощи команд СДВ; ПВ 1, ИНЕ) формируется бинарное изображение(фиг. 10 в), темные пикселы которого соответствуютпикселам 3-го уровня зачерненности отфильтрованного исходного изображения (фиг, 10,6), Далее осуществляется выделение из изображения (фиг, 10,в) первого темного топологическисвязного объекта О. Выделение начинается с захвата (с помощью команд СДВ, ПВ 1, ИНЕ, ПРО) верхнего правого темного пиксела (фиг. 10,г) этого изображения. Путем анализа соседних пикселов из захваченной точки строится изображение всего объекта 0 (фиг. 10,д,е.ж). После этого при помощи команды ПЛ определяется площадь объекта О, а с помощью команд СДВ, ПВ 1, ПРО определяются его габаритные размеры и его положение на изображении (фиг, 10,з). Далее вычисляется значение К = ЫЯа (где 3 э - площадь эталона; Яо - площадь объекта О) и производится сжатие эталона в К раз(фиг, 10 и). Затем определяются габаритные размеры сжатого эталона и сравниваются с габаритными размерами объекта О, Если габаритные размеры эталона и объекта не совпадают, осуществляется поворот сжато.го эталона на угол гд и вновь производится сравнение габаритных размеров объекта 0 и повернутого эталона, Если габаригные5 размеры опять не совпадают, осуществляется поворот эталона на угол а +1 и т,д, При совпадении габаритных размеров производится привязка объекта 0 и эталона 1, после чего выполняется теоретико-множе ственная операция У = ОЛ . Если площадьЯм объекта М не превышает критическогозначения Як, объект О и эталон считаются фигурами, обладающими Одинаковой геометрической формой, и задача решена, Если ЯЯк производится поворот сжатого эталона на следующий угол а +1 и процедураповторяется. Если ЗмЯк. а диапазон углов исчерпан, то формы объекта и эталона не совпадают. В этом случае объект 0 удаляется из изображения (фиг. 10,в) и процедура анализа повторяется, Так как устройство (фиг. 1, 2) отличается сверхскоростным выполнением теоретико-множественных операций, сжатий, поворотов, сдвигов, анализа на пересекаемость, вычисления площади, время выполнения данного алгоритма с помощью указанного устройства будет крайне малым, Заявленные устройства позволяют обрабатывать изображения сверхвысокого разрешения, в которых изображения Г являются лишь фрагментами (фиг, 11). Обработка таких изображений осуществляется в устройствах последовательно: фрагмент зафрагментомПо сравнению с прототипом в заявленных устройствах значительно сокращено время выполнения (над изображениями) геометрических преобразований, анализа на пересекаемость, вычислены площади.Формула изобретения 1. Устройство обработки изображений,содержащее матрицу процессоров, блок управления, матрицу узлов памяти, матрицу узлов сжатия-растяжения и матрицу узлов поворота, причем первая группа информационных выходов матрицы процессоров соединена с первой группой информационных выходов устройства и с группами информационных входов матриц узлов памяти и узлов поворота, группы информационных выходов которых соединены с первой группой информационных входов матрицы процессоров, группа управляющих входов которой и группы управляющих входов матриц узлов памяти, узлов сжатия-растяжения и узлов поворота соединены с соответствующими группами управляющих выходов блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения скорости и точностивыполнения поворотов и сжатий иэображений, вторая группа информационных выходов матрицы процессоров соединена с информационными входами матрицы узлов сжатия-растяжения, блока управления и является второй группой информационных выходов устройства, группа информационных входов которого соединена с второй группой информационных входов матрицы процессоров и группой информационных выходов матрицы узлоь:жа,ия-растяжения.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что матрица процессоров имеет5 квадратную решетку.3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что матрица процессоров имееттреугольную решетку,4, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е 10 с я тем, что матрица процессоров имеетгексагональную решетку,