Устройство для адаптивного скользящего сглаживания

(5 Ц 5 6 06 Р 15/36, 15/353 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/7 И второй сумчатаяВыход ланями хь пороксиаиии чисти бх. ехементоб задеоен(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГОСКОЛЬЗЯЩЕГО СГЛАЖИВАНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - гювышение точности, Устройство содержит И злементов 1 задержки(й-объем выборки), генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 вычисления квадрата среднего, блок вычисления среднего квадрата, блок 5 вычисления коэффициента линейнойрегрессии,сумматоры 6 и 12, блок 7 ограничения, блок 8 деления, блок 9 извлечения квадратного корня, блок 10 вычитания и блок 11 умножения, Устройство позволяет повысить качество сглаживания сигнала, искаженного аддитивным гауссовым шумом с нулевым средним: 1 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов, например, для уменьшения шума в изображении.Цель изобретения - повышение точно 5 10 сти 15 20 25 30 35 40 45 50 55 с(3 с)=с(3 с).Я(3 с)+ д(с-Л 3)+ + + 9(3 с) Значение а(с) и 3 с(с)/(+1)(2+1) являются соответственно свободным членом и коэффициен;гом наклона в уравнении отрезка прямой линии, которые определяются по На чертеже изображена струКтурная схема устройства.Устройстро для адаптивного скользящего сглаживания содержит й элементов 1 задержки (И - объем выборки), генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 вычисления квадрата среднего, блок 4 вычисления среднего квадрата, блок 5 вычисления коэффициента линейной регрессии, первый сумматор 6, блок 7 ограничения, блок 8 деления, блок 9 извлечение квадратного корня, блок 10 вычитания, блок 11 умножения, второй сумматор 12.Устройство работает следующим образом,Отсчеты (выборки) входного сигнала последовательно в соответствии с частотой генератора 2 тактовых импульсов поступают на вход первого элемента 1 задержки. Каждый из элементов задержки осуществляет задержку на один отсчет входной последовательности отсчетов сигнала, В каждом такте работы устройства блок 3 рекурсивно вычисляет квадрат локального среднего значения а(3 с) по симметричной окрестности из М точек относительно отсчета 9(3 с), включая этот отсчет, где 3=(М)/2, с использованием следующего соотношения;а(3 с)= - Я(3 с) Я(3 с)= Я(с)+9(3 с)-9(3 с-М)1Кгде Я(с) - сумма Й последовательных отсчетов сигнала, Посредством блока 4 в каждом такте работы вычисляется локальное среднее значение квадратов отсчетов сигнала Ь(3 с) по следующему соотношению:Ь(3 с)= - Т(с); Т(3 с)= Т(3 с)+9 (3 с 9 М")1где Т(3 с) - сумма квадратов значений М последовательных отсчетов входного сигнала.Совокупность блоков 3-6 осуществляет вычисление дисперсии кусочно-линейной аппроксимации на основе следующего соотношения:О(3 с)= Ь (с- а (3 с)- с (3 с)/г,где г =3(3+1)(23+1) 2/3, а с(3 с) вычисляется с помощью рекуррентного соотношения методу наименьших квадратов. Значение с(3 с) вычисляется в 3 с-м такте работы устройства в блоке 5 вычисления коэффициента линейной регрессии, С выхода сумматора 6вычисленное значение локальной дисперсии 0(3 с) поступает на вход блока 8 деления, На другой вход блока 8 поступает значение2дисперсии шума и . Блок 8 вычисляет коэффициент й, т,е. реализует функцию а2= о (3)/0(3). В случае превышения диспер 2сии шума олокальной дисперсии О значение ав точке 3 устанавливается в "1" при помощи блока 7 ограничения для удовлетворения условия 0 а (3 )1.Таким образом, на выход устройства, который является выходом второго сумматора 12, поступает значение очередного отсчета т=9+ а Щ)-д( результата адаптивного сглаживания. Формула изобретения Устройство для адаптивного скользящего сглаживания, содержащее й последовательно соединенных элементов задержки (Й - объем выборки), блок вычисления квадрата среднего, блок вычисления среднего квадрата, блок вычисления коэффициента линейной регрессии, блок извлечения квадратного корня, блок вычитания, первый сумматор и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входам синхронизации элементов задержки, блоков вычисления квадрата среднего, вычисления среднего квадрата, вычисления коэффициента линейной регрессии, извлечения квадратного корня и первого сумматора, информационный вход устройства соединен с входом первого элемента задержки и с первыми имнфомационными входами блоков вычисления квадрата среднего, вычисления среднего квадрата и вычисления коэффициента линейной регрессии, выход Й-го элемента задержки подключен к вторым информационным входам блоков вычисления квадрата среднего, вычисления среднего квадрата и вычисления коэффициента линейной регрессии, выход суммы блока вычисления квадрата среднего подключен к третьему информационному. входу блока вычисления коэффициента линейной регрессии, информационный выход блока вычисления квадрата среднего соединен с первым информационным входом первого сумматора и информационным входом блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с входом уменьшаемого блока вычитания, вход вычитаемого которо1644162 Составитель Е.ХуртинТехред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко Редактор Е,Папп Заказ 1242 Тираж 42.1 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 го соединен с выходом (И+1)/2-го элемента задержки, информационные выходы блоков вычисления коэффициента линейной регрессии и вычисления среднего квадрата подключены соответственно к второму и третьему информационным входам первого сумматора,отлича ющееся тем,что, с целью повышения точности, в него введены блок деления, блок ограничения, блок умножения и второй сумматор, причем выход первого сумматора подключен к входу делителя блока деления, вход делимого которого является входом задания дисперсии шума устройства, выход блока деления через блок ограничения подключен к первому 5 входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, выход блока умножения подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу (И+1)/2-го 10 элемента задержки, выход второго сумматора является выходом устройства,