Устройство для экстремальной фильтрации

СО 03 СО 8 ЕТСИК(социдлистичесниРеспуБлин 1 4 0 Об Р 7/О удАРСТВеннй нОмит дклАм изовРетений и сссрНРытий ВСЕСЮЮЗНА % 13,"13 ЯЯфЩЯЦ;фОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН идетельство СССР Р 7/04, 1978. тельство СССР 6 Р 7/04, 1984. ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных,например изображений. Цель изобретения - расширение функциональных воз можностей за счет динамического изменения апертуры экстремальной фильт рации, Экстремальная фильтрация заключается в определении для каждого элемента исходного массива экстремального значения в некоторой окрестности, называемой апертурой, данного элемента массива. Устройство содержит блоки памяти 1,2, счетчики 3,4,5, сумматоры 6,7,8, коммутаторы 9, 10, блок сравнения 11, регистры 12, 13, генератор импульсов 14, триггер 15, одновибратор 16, элементы И 17-20, ИЛИ 21,22, НЕ 23, элемент задержки 24, При работе устройства последовательно просматривается исходный массив, и для каждого элемента этого массива ведется последовательный поиск экстремального значения в поле апертур. Различные допустимые апертуры, определяемые размерами матрицы по абсциссе и ординате, выбираются путем задания начального адреса области памяти БП 2, в которой хранятся смещения адресов относительно центра апертуры для всех точек этой апертуры. 1 ил., 1 табл.йУ у"1413621 Данные О 0 О О О 1 1 1 1 О О О О О О О О О О О О О О О О О 1 Устройство работает следующим образом. Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствахпри обработке двумерных массивов данных, например иэображений,Целью изобретения является расплрение Функциональных возможностей засчет динамического изменения апертуры 10На чертеже представлена схема предложенного устройства.Устройство содержит блоки 1 и 2памяти, счетчики 3-5, сумматоры 6-8,коммутаторы 9 и 1 О блок 11 сравнения 15регистры 12, 13, генератор 14 импуль- .сов, триггер 15, одновибратор 16, элементы И 17-20, элементы ИЛИ 21 и 22,элемент НЕ 23, элемент 24 задержки,вход 25 запуска, вход 26 начальной 20установки, вход 27 выбора режима,вход 28 задания апертуры, вход 29управления записью апертуры, адресныевходы 30, вход 31 управления вводомисходных данных, вход 32 исходных 2данных, вход 33 синронизации исходных данных, выход 34 синхронизации,выход 35 результата, выход 36 окончания работы устройства,Операция экстремальной Фильтрации 30над двумерным массивом А(п,т) заключается в том,что для каждого элементамассива а" (1=1, 2,п, З=1, 2,тп)1)определяется экстремум среди элементовматрицы размерностью р х Ч (РэЧнечетные), называемое апертурой, сцентром в а;31Устройство позволяет производитьэкстремальную фильтрацию двумерныхмассивов, для которых числа и и ш - 40целе степени двойки, т.е. п=2еш=2 , и с различными наборами чиселр и Ч, 1 с=1,2,1 с (1 с - максимальноеколичество различных обеспечиваемыхапеРтУР). Счетчик 3 имеет емкость Иэ= 45= 1 с" " (р-Ч), т.е. количество то"чек, в самой большой возможной апертуре счетчики 4,5 имеют соответственно1и 1, разрядов. В блоке 2 памяти,который монет быть выполнен в видеПЗУ, находятся смещения адресов точекапертуры относительно ее центральнойточки для всех возможных апертур, причем в младших 1+1 разрядах записаны(со знаком) смещения адресов по абсциссе, в следующих разрядах - с (1+2)-,го по (1+1,+2)-й - по ординате.Смещение точек апертур записаныв блоке 2 памяти в виде непрерывных областей размером (р х Ч+1) словКдля всех Е возможных апертур, причем в последнем слове каждой области записано число, в (1.,+1 +3)-м разряде которого единица, остальные разряды- нулевые.Для двух возможных апертур (Зх 1) и (ЗхЗ), т,е, р=З, Ч=1, р =3, Ч =3 блок памяти 2 может содержать данные (1=1 =3), которые приведены в таблице,3 1 О О О 0 О О О О 4 0111 11 111 5 011110000 6 011110001 7 000001111 8 000000000 9 000000001 10 000011111 11 000010000 12 000010001 13 100000000 Перед началом работы в блок 2 памяти заносится исходный массив А (повходу 32 - очередное значение, г к оду 30 - его адрес), в .регистг "заносится начальный адрес обл сти блока2 памяти, в которой записаны смещенияадресов для выбранной аппаратуры (например, при необходимости провестифильтрацию с апертурой ЗхЗ в регистре13 заносится число 4), Сигналом повходу 26 обнуляются счетчики 3,4 и 5,а соответствующим сигналом на входе27 в регистре 12 устанавливается нулевое значение при выполнении максимальной фильтрации, и состояние все единицы при выполнении минимальнойфильтрации,После сигнала пуска по входу 25,который устанавливает триггер 15 в1413единичное состояниеимпульсы от генератора 14 через элемент И 17 поступают на счетный вход счетчика 3, Значение, находящееся в счетчике 3, складывается сумматором 8 с начальным адресом смещений адресов для выбранной апертуры и поступает на адресные входы блока 2 памяти, из которого выбираются смещения координат соответствующих элементов матрицы апертуры, Эти смещения затем складываются сумматорами 6 и 7 с координатами текущего значения элемента массива а" , на.ходящимися в счетчиках 4 и 5. Вычисленные значения представляют собой младшие и старшие разряды элемента массива, а" , который выбирается из1 г 1блока 1 памяти и поступает на первую группу входов коммутатора 9, Если 2 О при сложении в каком-либо сумматоре 6 или 7 сумма оказалась отрицательной или произошло переполнение,(для фиксации которого в сумматорах предусмотрено два знаковых разряда), то 25 данный элемент матрицы апертуры находится за границей массива,А, Сигнал об этом с выхода элемента ИЛИ 21 поступает на управляющий вход каммутато.ра 9, при этом на его выходах значение а" заменяется значением устац 1Э новленным на входе 25, т,е. нулем при поиске максимума и максимальным числом в . при поиске минимума. Блок 11 сравнения выдает через элемент И 18сигнал записи в регистр 12 числа, находящегося на выходе коммутатора 9, если это число больше (меньше - при поиске максимума), чем в регистре 12.По окончании поиска экстремума сре 40 ди всех элементов матрицы апертуры из блока памяти 2 выбирается слово, в старшем разряде которого единица, поступающая на вход одновибратора 16, Одновибратор 16 вырабатывает синхроимпульс на выходе 34 устройства,по которому с выходов 35 может быть считая результат, Этот же импульс обнулит счетчик 3 и через элемент 24 задержки вновь установит регистр 12 в состояние, определяемое сигналом на входе 27, и прибавит единицу в счетчике 4, переходя, таким образом, к следующему элементу а. После про,кгсмотра всех элементов массива А сигнал переполнения с выхода счетчика 6 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние и поступает на выход 36 устройства. 621 Формула изобретения устройство для экстремальной фильтрации, содержащее два блока памяти, три счетчика, два сумматора, первый коммутатор, блок сравнения, первый регистр, генератор импульсов, триггер, одновибратор, элемент задержки, четыре элемента И, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И и входом синхронизации триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с синхровходом первого регистра, выходы разрядов которого являются выходами результата устройства и соединены с информационными входами первой группы блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход одновибратора является выходом синхроимпульсов устройства и через элемент задержки соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и счетным входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом третьего счетчика, выход переполнения которого является выходом окончания работы устройства и соединен с входом установки в нулевое состояние триггера, информационный вход которого подключен к входу запуска устройства, выходы разрядов второго и третьего счетчиков соединены с входами первых групп соответственно первого и второго сумматоров, знаковые выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, выходы первого блока памяти соединены с информационными входами первой группы первого коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами первого регистра и информационными входами второй группы блока сравнения, управляющий вход которого объединен с первым входом третьего элемента И, входом элемента НЕ, информационными входами второй группы первого коммутатора и подключен к входу выбора режима устройства, выход элемента НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И, входСоставитель В. ГороховТехред И. Верес Корректор Л, Пилипенко Реда.ктор М. Келемеш Заказ 3786/51 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретенич и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5 14136 начальной установки устройства соединеп с вторым входом первого элемента ИПИ, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого эле 5 ментов И, выходы которых соединены с входами установки первого регистра соответственно в единичное и нулевое состояния, выходы младших разрядов второго блока памяти соединены с вхо дами второй группы первого сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности динамического изменения аперВ 1туры, в него введены третий сумматор, второй коммутатор и второй регистр, причем входы задания апертуры и управления записью апертуры устройства соединены соответственно с информа1 ,ционными входами и входом синхрониза,ции третьего регистра, выходы разрядов третьего регистра и первого счетчика соединены с входами соответственно первой и второй групп третьего сумматора, выходы которого соединены с адресными входами второго блока па 21 6мяти, выход старшего разряда которогосоединен с входом одновибратора, выход которого соединен с входом устаковки в нулевое состояние первогосчетчика., выходы старших разрядов второго блока памяти, кроме самого старшего разряда, соединены с входамивторой группы второго сумматора, выходы разрядов мантисс первого и второгосумматоров соединены соответственно синформационными входами первой группымладши и старших разрядов второгокоммутатора, выходы которого соединены с адресными входами первого блокапамяти, информационные входы второйгруппы и управляющий вход второго ком"мутатора являются соответственно адресными входами и входом управлениявводом исходных данных устройства, ин=формационные входы и вход управлениязаписью первого блока памяти являются соответственно входами исходныхданных и входом синхронизации исходньгхданных устройства, вход начальнойустановки устройства соединен с входами установки в нулевое состояние всехсчетчиков.