Устройство для цифровой двумерной свертки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 с ВП,СМО " . Я ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени институт точной механики и оптики(56) Авторское свидетельство СССР Р 928359, кл. С 06 Р 11/00, 1980.Патент Японии У 56-35219, кл. С 06 Р 15/20, 1981.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ДВУМЕРНОЙ СВЕРТКИ, содержащее блок памяти весовых коэффициентов, мультиплексор, блок синхронизации, группы накапливающих сумматоров и группу блоков умножения, причемвыходы накапливающих сумматоров группы объе динены и являются выходом результата устройства, выходы первых сомножителей блоков умножения группы объединены и.подключены к информационному входу устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, блок памяти весовых коэффициентов содержит группу узлов памяти, входы вторых сомножителей блоков умножения группы соединены с выходами соответствующих узлов памяти группы, выход каждого узла памяти группы, кроме последнего, соединен с информационным входом последующего узла памяти группы, выход последнего узла памяти группы соединен с первым информационным входом мультиплексора, второй информационный вход которого является входом загрузки весовых 80119687151 4 С 06 Р 11/00 коэффициентов устройства, информационный вход. первого узла памяти группы соединен с выходом мультиплек. сора, управляющий вход которого является входом задания режима работы устройства, выход результата каждого, блока умножения группы соединен с информационным входом соответствующего накапливающего сумматора группы, входы начальной установки накапливающих сумматоров группы соединены с соответствующими выходами первЬй группы выходов блока синхронизации4 входы считывания накапливающих сумматоров группы соединены с соответСствующими выходами второй группы ф .выходов блока синхронизации, тактовые входы узлов памяти группы и входы записи накапливающих сумматоров группы объединены и подключены к первому выходу блока синхронизации, тактовые входы блока умножения группы объединены и подключены)юф к второму выходу блока синхронизации/ первый и второй входы, блока синхронизации являются первым и вторым входами синхронизации устройства соответственно.32. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит два счетчика, три дещифратора и два элемента И, причем первый вход первого элемента, И является первым входом блока син.хронизации, первый вход второго элемента И объединен сосчетным входом первого счетчика и является вторым входом блока синхронизации, информационный выход первого счетчика соединен с входом первого дешифратора,1196871 30 к=-к е:.е первый выход которого соединен состробирующнм входом второго дешиф-ратора, группа выходов которого является первой группой выходов блокасинхронизации, последний выход первого дешифратора соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и стробирующим входомтретьего дешифратора, группа выходовкоторого является второй группой Изобретение относится к вычислительной. технике и может быть использовано при обработке двумерных массивов данных большой размерности,например для обработки изображений.Целью изобретения является упрощение устройства.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройстваУстройство для цифровой двумернойсвертки (ЦЦС) содержит мультиплексор 1, блок 2 памяти весовых коэффициентов, группу 3 узлов памяти, группу 4 блоков умножения, блок 5 синхронизации, счетчики 6 и 7, дешифраторы8-10,. элементы И 11 и 12, информаци- онный вход 13 устройства,вход 14 загрузки весовых коэффициентов устройства, вход 15 задания режима работыустройства, входы 16 и 17 синхронизации устройства, выход 18 устройства, группу 19 накапливающих сумматоров. Узел памяти группы 3 представ ляет собой группу регистров, причем выход каждого предыдущего регистра, кроме последнего, соединен с инфор.мационным входом последующего регистра. При подаче импульса на тактовый вход узла памяти происходит .сдвиг информации в группе регистров. Уменьшение затрат оборудования становится возможным благодаря использованию алгоритма вычислений, ЦЦС, основанного на параллельном умножении входной точки изображения на 2 К + 1 соответствующих весовых . коэффициентов, параллельном вычислении частных сумм в группе из, 2 К + 1 блоков умножения с накоплением сдвиге весовых коэффициентов выходов блока синхронизации, выход первого элемента И является первым выходом блока синхронизации, выход второго элемента И является вторым выходом блока синхронизации, выход переполнения первого счетчика соединен со счетным входом второго . счетчика, инфомационный выход которого соединен с адресными входами второго и третьего дешифраторов. 2в узлах памяти группы 3 на одинэлемент при каждом поступлении новойточки изображения Р- .и формировании результата ЦЦС в одном 5 из накапливающих сумматором группы19 после обработки каждой строкиизображения (с помощью соответствующего блока умножения группы 4).Устройство для ЦЦС работаетследующим образом.Предварительно при соответствующем сигнале на вход 15 задания режима работы устройства через мультиплексор 1 по входу 14 загрузки ве совых коэффициентов устройства происходит": запись весовых коэффициентов в узлы памяти группы 3 (тактовыецепи, обеспечивающие запись информации не показаны).20 После загрузки весовых коэффициентов изменяется сигнал на входе15 задания режима работы устройства,при этом к информационному входупервого узла, памяти группы 3 через 25 мультиплексор 1 подключается выходпоследнего узла памяти группы 3.ЦЦС изоражения с ядром (2 К+1)(2 Ь + 1)К 4 ф-к,3-е фее выполняется посредством параллельного умножения входной точки изображения Р;с на. 2 К+1 соответ 1 К 1ствующих весовых коэффициентаг,Р 1-;.е1 с ээ Р-к,1-е"щкеРв-к, -с1 гк+11 е,формированиячастичных сумм ЦЦС в 2 К+1 накапливающих сумматорах группы 19, сдвига весовыхкоээфициентов у в узлах памяти группы 3 на один элемент при каждом поступлении новой точки изображения, формирования результата ЦДС в одном из накапливающих сумматоров группы 19 после обработки каждой строки изображения. Считывание результата ЦДС из накапливающих сумматоров группы 19 осуществляется с помощью управляющего сигнала, поступающего на входы считывания с соответствующего выхода дешифратора 10. Обнуление содержимого накапливающего сумматора груп-пы 19, сформировавшего результат ЦДС, осуществляется путем подачи нулевого управляющего сигнала на вход нулевых установок с соответствующего выхода дешифратора 9, Счетчик 6 осуществляет цикл счета до 2 12, последний такт служит для считывания результата ЦЦС из накапливающего сумматора группы 19, сфор.мировавшего выходное значение ЦДС. Дешифратор 8 на основе деформации сигналов состояния счетчика 6 формирует сигналы, соответствующие первому и 2+2 состояниям счетчикабС помощью сигналов, поступающих по первому входу 16 синхронизации устройства, осуществляется синхронизация сдвигов в узлах памяти груп-,пы 3 и запись произведений в накапливающие сумматоры группы 19. Спомощью сигналовпоступающих повторому входу 17 синхронизации устройства,осуществляется синхронизация работы блоков умножения группы 4. Первый и второй элементы И1 б 11 и 12 осуществляют запрет поступления синхронизирующих сигналовна узлы памяти группы 3, блоки умножения группы и сумматоры группы19 при 2 Ь + 2 состоянии счетчика 6.После обработки. каждой строки изображения, т.е. поступления 2 + 2синхронизирующих сигналов, счетчик6 вырабатывает на выходе завершенияцикла сигнал синхронизации счетчика 7. Сигналы состояния счетчика 7дешифрируются дешифраторами 9 и 10,которые на первом такте осуществляют обнуление предыдущего результатав " сумматоре группы 19 , ана 2 . + 2; такте - считывание результата ЦДС из сумматора группы 19 , сформировавшего результат ЦДС. Цикл счетчика 7равен 2 К+1,1196871 Составитель В.ГречневРедактор А.Шишкина Техред ЖЛастелевич Коррек С.Ыекмар,д,4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 7565/48 Тираж 709 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раун