Устройство для сглаживания сигналов

- СВОЗ СОНЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК(19) 0 5 И 4 0 Об Г 15/Эб ГОСУЦАРСТБЕИИЫЙ КОМИТЕТ СССРпО,Ое,пАм мзОБРетеийй и ОткРытий Ю, 3 оя,1 НИЯ Е ИЗОБРЕ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ОА тепьньх приборах и других устроч при сглаживании сигналов в шумах ства 1/24-28788. Бвл, 1метьянов088,8) ения ных помехахе точности ользяшем реж импуль повыше г и лов в ск счет од сных пом ре 4 онного и шума.(56) Быстр обработке и Т.С.ХуангаАвторско У 102272,в ци рово е алгоритм зображений М;: Рацио е свидетел кл,006 Г дерк ер 2 Под,р и свя ство15/36 ены емен ЛАЖИЗАНИЯ СНГ(54, УСТРОЙСТВОНАЛОВ(57) Нзобрлительнойназначенозования ввовой инйо деления порй сумматор т стики ст к вычисике, пред т етение относ технике и ав преимушестве устройствах рмации, в ци коммут аторов изыборки),егистров том нно обр испольки цифэлеме т измерировь(53) 681,3 ед,зь, 1984.СССР198ройство сгл шее генерат коммутатор вы 5 и Вто элемент НЕ ты И 8, 9, сел, блок 3 комм объем визБ 1 ил.ожина ор им 3. пе рой б 7, пе генер 1 опр ель иэобрелаживанияме обработодавленияя этого в у ия сигналов, с ульсов 1, триг вый сумматор 4 регистры, введ вый и второй э тор 1 О случай ных чионойгруп- торов реги 1437877Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, предназначено преимущественно для использования в устройствах обработки циФ-,ровой инФормации в циФровых измерительных приборах и других устройствахпри сглаящвании сигналов в шумах иимпульсных помехах.Цель изобретения - повьппение точности сглаживания сигналов в скользящем режиме обработки за счет одновременного подавления импульсных помех и шума.На чертеже представлена структурная схема устройства для сглаживаниясигналов,Устройство содержит генератор 1импульсов, триггер 2, коммутатор 3,первый сумматор 4, первый 5 и второй6 регистры, элемент НЕ 7 первый 8 ивторой 9 элементы И, генератор 1 Ослучайных чисел, блок 11 определенияпорядковой статистики, второй сумматор 12 группу 13 коммутаторов из И 25коммутаторов группу 14 регистров изМ регистров, элемент ИЛИ 15, вход 16задания разрядности устройства,Коммутаторы группы 13 коммутаторов,пропускают на первые выходы без изме- ЗОнения ш старших разрядов и с обнулекием и-ш младших разрядов информационного кода с их входов, причем иесть разрядность элементов анализируемой выборки, а пг определяется ин 35Формацией с и-разрядного входа 16 устройства. При этом на выход первогокоммутатора группы 13 поступают шстарших разрядов входного кода с обнулением и и-ш младших разрядов входного кода без изменения, а на второйвыход последнего коммутатора группы13 поступает код, полученный путеминвертирования кода, состоящего из шстарших нулевых разрядов входногокода и и-ш младших разрядов входногокода, Вход 16 устройства предназначендля выбора соотношения между количеством ш старших разрядов, элементов выборки. используемых для подавленияимпульсных помех, и количеством и-шмладших разрядов, используемых дляподавления шума, Второй 6 регистр, регистры группы 14 регистров, коммутаторы группы 13 коммутаторов, блок 11определения порядковой статистики иэлемент 15 ИЛИ являются п-разрядными,коммутатор 3 и второй сумматор 12являются и+1 разрядными (К - определяется из соотношения 11=2 ), а первый5 регистр и первый сумматор 4 являются и+К-разрядньп 1 и.В устройстве операция деления накчисло И=2 реализуется эа счет отбрасывания К младших разрядов кода делимого.Устройство работает следующим образом.На входе 16 устройства выставляется и-разрядный код, при этом пг старших разрядов имеют уровень а и-гп младших разрядов - "О" уровень. Врезультате в соответствии с управляющим кодом на входе 16 устройства коммутаторы группы 13 коммутаторов пропускают на первые выходы беэ изменения пг старших разрядов и с обнулением и-пг младших разрядов информационного кода с их входов. При этом на вьгход старших разрядов первого коммутаторагруппы 13 поступают ш старггих разрядов входного кода с обнулением и и-пг младших разрядов входного кода без изменения. а на выход младших разрядов последнего коммутатора группы 13 поступает код, полученный путем инвертирования кода, состоящего иэ гп старших разрядов входного кода с обпулением и и-ш младших разрядов входного кода беэ изменения. По уровню сигнала с прямого выхода триггера 2 в блоке 11 происходит упорядочивание элементов анализируемой выборки, поступающих на ее входы с соответствующих выходов группы 13 коммутаторов, в порядке их возрастания. Так как И-четное число, то для Формирования псевдомедианы с первого и второго выходов блока 11 снимаются И/2-й и 1/2+1 элементы упорядоченной выборки, которые суммируются в и+ - раэрядном втором сумматоре 12, За счет отбрасывания одного младшего разряда кода на выходе сумматора 12 осуществляется деление полученной сум. мы на два, По заднему Фронту импульса с прямого выхода триггера 2 происходит запись сформированного на выходе сумматора 12 кода псевдомедианы во второй регистр 6, Скользящее среднее выборки Формируется при сдвиге окна усреднения на один элемент путем вычитания из кода скользящей суммы на предыдущем шаге кода выбывшего элемента выборки и сложения полученной разности с кодом поступившего элемента. Инвертированный и-разрядный кодФ о р м у л а изобретения Устройство для сглаживания сигналов, содержащее генератор импульсов,143787 , выбывшего элемента снимается с выхода последнего коммутатора группы 13 коммутаторов, а с выхода первого коммутатора группы 13 коммутаторов снимается5 и-разрядныи код поступившего элемента, По сигналу с инверсного выхода триггера 2 на выход и+1-разрядного коммутатора 3 поступает либо инвертированный и-разрядный код выбывшего элемента, либо и-разрядный код поступившего элемента. При этом и+1-й разряд коммутатора 3 соединен однопроводной связью с К старшими разрядами второго информационного входа и+К-разрядного первого сумматора 4 и с него снимается сигнал логической "1" для кода выбывшего элемента и сигнал логического0" для кода поступившего элемента, Вычитание кода выбывшего элемента из кода скользящей суммы осуществляется путем формирования дополнительного кода на основе сформированного инверсного кода выбывшего элемента и посредством подачи на вход переноса сумматора 4 25 сигнала логической "1" с инверсного выхода триггера 6. При этом на первый информационный вход и+К-разрядного сумматора 4 с выхода и+К-разрядного первого регистра 5 поступает и+К-раз- З 0 рядный код скользящей суммы, По заднему Фронту тактового импульса с выхода генератора 1 сформированный на выходе сумматора 4 код разности записывается в регистр 5. После того как на выходе сумматора 4 сформирован код суммы кода полученной разности и кода поступившего элемента, по заднему фронту следующего тактового импульса с выхода генератора 1 в ре гистр 5 запишется код скользящей суммы при новом положении скользящего окна. Скользящее среднее на выходе г+К-разрядного первого регистра 5 формируется путем отбрасывания К 45 младших разрядов, При этом и старших разрядов поступают вместе с и- разрядами кода на выходе и-разрядного второго регистра 6 на соответствующие входы элемента 15 ИЛИ, Опера ция ИЛИ в элементе 15 осуществляется над входными кодами поразрядно, В результате на выходе элемента 15 ИЛИ Формируется код сглаженного полезного сигнала. 55Устройство работает также по тактам, состоящим из полутактов, определяемых импульсами ,нечетным и чет(ным). Предположж, что устройство находится по окончании очередного такта в следующем состоянии. В регистрах группы 14 регистров записаны коды элементов анализируемой выборки а с выхода элемента 15 ИЛИ снимается параллельно код сглаженного сигналаТриггер 2 находится в состоянииф 1О, В соответствии с сигналом логической "1" на инверсном выходе триггера 2 на выходе сумматора 4 сформирован код разности кода скользящей суммы элементов окна на завершившемся такте работы устройства и кода элемента окна, выбывающего на следующем такте работы устройства. По переднему Фронту нечетного импульса следующего такта генерируется на выходе генератора 10 случайных чисел новое число, обусловленное сдвигом скользящего окна на один элемент, По заднему Фронту нечетного импульса происходит запись кода разности с выхода сумматора 4 в регистр 5, а так" же запись нового числа с выхода гене" ратора 10 в первый регистр группы 14 регистров со сдвигом содержимого всех регистров, Число, записанное в последнем регистре группы 14, теряется. В регистрах группы 14 регистров запоминаются коды элементов анализируемой выборки при новом положении скользящего окна. По заднему фронту нечетного импульса происходит также смена состоянии триггера 2 из "0" в "1"В результате на выходе сумматора 4 формируется код скользящей суммы, в блоке 11 в соответствии с управляющим сигналом с прямого выхода триггера 2 происходит упорядочивание элементов выборки, а на выходе сумматора 12 формируется код псевдо- медианы для заданного положения скользящего окна. По заднему фронту четного импульса происходит сброс триггера 2 в состояние "0" и запись кода скользящей суммы и кода скользящей псевдомедианы для заданного положения окна соответственно в первый 5 и второй 6 регистры, С выхода элемента ИЛИ 5 снимается код сглаженного сигнала. Такт работы устройства закончен, В следующем такте работа устройства повторяется.У 1437877 6 Выход которого подключен к счетному мента И соединен с тактовыми входа- входу триггера и к входу приема ко- мн регистров группы, инФормационные да первого регистра, информационный выходы 1-го регистра подключены к вход которого соединен с выходом пер информационным входам (х+1)-го ре 5ного сумчатора, вход первого слагае- гистра (х=-1,т 1) и соответственно к мого которого подключен к выходу пер- янформационным входам х-го коммутаного регистра, вхоц второго слагаемо- тора группы, управляющие входы котого первого сумматора соединен с вы- рых объединены и являются управляюхоцом коммутатора, второй регистр, 10 щим входом устройства, первый и втоо т л и ч а ю щ е е с я тем, что срой информационные входы коммутатора целью повышения точности, за счет од соединены с выходами младших разрядов новременного подавления импульсных первого и И-го коммутаторов группы, ,помех и шума, устройство содержит выходы старших разрядов коммутаторов элемент НЕ, два элемента И, генератор 15 группы соединены соответственно с случайных чисел, блок определения информационными входами блока опредепоряпковой статистики, второй сумма- ления порядковой статистики, выходы тор, группу из И коммутаторов (И- И/2 и Б/2+1 порядковой статистики кообъем выборки, четное число), группу торого подключены соответственно к из И регистров и элемент ИЛИ,при 20 входам первого и второго слагаемых .этом выход .генератора импульсов под- второго сумматора, выход которого ключен непосредственно и через зле соединен с информационным входом втомент НЕ к первым входам первого и рого регистра, выход которого подвторого элементов И, вторые входы ко- ключен к первому входу элемента ИЛИ, торых объединены с тактовым входом 25 выход первого регистра соединен с первого сумматора, с управляющим вхо- вторым входом элемента ИЛИ, выход кодом коммутатора и соединены с инвер- торого является выходом устройства, сным выходом триггера, прямой выход выход второго элемента И подключен к которого подключен к входу синхро- входу генератора случайных чисел, низации блока определения поряцковой 30 выход которого соединен с информастатистики и к входу приема числа ционным входом первого регистра груп- второго регистра, выход первого эле- пы регистров.Составитель Л. Григорьян-ЧтенцРедактор М,Недолуженко Техред А.Кравчук Корректор Л.ПилипенкоЗаказ 5896/50 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Реушская наб д, 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4