Устройство для цифровой двумерной свертки

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) (1 Г 11/Оо, 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1- 2нститут точной ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изОБРетениям и ОТКРытипРи Гннт сссР(56) Авторское свидетельство СССУ 119687 1, кл. С 06 Р 11/00, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ДВУМЕРНОЙ СВЕРТКИ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при обработке двумерныхмассивов данных большой размерности,например при обработке изображений.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устройства путем выделения контурных признаковизображения. Устройство содержитмультиплексор 1, блок 2 памяти весовых коэффициентов, группу 3 узловпамяти, группу 4 блоков умножения,блок 5 синхронизации, счетчики 6, 7,дешифраторы 8-10, элементы И 11, 12,информационный вход 13 устройства,вход 14 загрузки весовых коэффициентов устройства, группу 19 накапливающих сумматоров, входы 20, 21 загрузки верхних и нижних порогов устройства, блоки 22, 23 памяти пороговцифровые компараторы 24, 25, выходы26, 27 контурных признаков устройстваС помощью блоков 22, 23 памятии цифровых компараторов 24, 23 навыходах 26, 27 устройства формируются признаки контуров (верхнего иИзобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при обработке двумерных массивов данных большой размерности,например при обработке иэображений,и является усовершенствованием изобретения по авт. св. В 1196871.Цель изобретения - расширениеIфункциональных возможностей устройства путем выделения контурных признаков изображения.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2-4 -функциональные схемы блока памятипорогов, примеры исполнения.Устройство для цифровой двумернойсвертки (ЦДС) содержит мультиплексор 1, блок 2 памяти весовых коэффициентов, группу узлов 3 памяти,группу блоков 4 умножения, блок 5синхронизации, счетчики б и 7, дешифраторы 8 - 10, элементы И 11 и12, информационный вход 13 устройства, вход 14 загрузки весовых коэффициентов устройства, вход 15 задания режима работы устройства, входы16 и 17 синхронизации устройства,выход 18 устройства, группу накапливающих сумматоров 19, входы 20 и 21загрузки верхних и нижних пороговустройства соответственно, блоки 22и 23 памяти порогов, цифровые компараторы 24 и 25, а также выходы 26 и27 контурных признаков устройства,Блок 22 памяти порогов, изображенный на фиг. 2, выполнен в видедвухпортового узла 28 памяти,Блок 22 памяти порогов, изображенный на фиг, 3, образует группарегистров 29.Блок 22 памяти порогов, изображенный на фиг. 4, содержит сдвиговыйузел 30 памяти,Функциональная схема устройства(фиг. 1) составлена для вариантареализации блока 22 памяти пороговна двухпортовом узле 28 паМяти.Устройство работает следующимобразом,Предварительно при соответствующем сигнале на входе 15 задания режима работы; устройства через мультиплексор 1 по входу 14 загрузкивесовых коэффициентов устройствапроисходит запись весовых коэффициентов в узлы 3 памяти группы (тактовые цепи 1 обеспечивающие записьинформации, ,не показаны), 510 30 35 40 45 50. зация сдвигов в узлах 3 памяти груп 55пы и запись произведений в накаплива 5 20 25 После загрузки весовых коэффициентов изменяется сигнал на входе 15 задания режима работы устройства, при этом к информационному входу первого узла 3 памяти группы через мультиплексор 1 подключается выход последнего узла 3 памяти группы.ЦДС иэображения с ядром (2 К + 1)х х (2 Ь + 1) выполняется посредством параллельного умножения входной точки изображения хна 2 К + 1 соответствующих весовых коэффициента х,у х; р.Сд , , х; .аформиро вания частичных сумм ЦДС в 2 К + 1 накапливающих сумматорах группы 19, сдвига весовых коэффициентов Уу в узлах памяти группы 3 на один элемент при каждом поступлении новой точки изображения, формировании ре 4 зультата ЦДС в одном из накапливающих сумматоров 19 группы после обработки каждой строки изображения,Считывание результата ЦДС из накапливающих сумматоров 19 группы осуществляется с помощью управляющего сигнала, поступающего на входы считывания с соответствующего выходадешифратора 10Обнуление содержимого накапливающего сумматора 19 группы, сформировавшего результат ЦДС,осуществляется путем подачи управляющего сигнала на вход нулевых установок накапливающих сумматоров 19группы с соответствующего выходадешифратора 9. Счетчик 6 осуществляетцикл счета до 2 Ь + 2, последний тактслужит для считывания результатаЦДС из накапливающего сумматора 19группы, сформировавшего выходноезначение ЦДС, на выход 18 устройстваДешифратор 8 на основе дешифрации сигналов состояния счетчика 6формирует сигналы, соответствующие первому и (2 Ь + 2) -му состояниямсчетчика 6.С помощью сигналов, поступающихпо первому входу 16 синхронизацииустройства, осуществляется синхрониющие сумматоры 19 группы. С помощью сигналов, поступающих по второмувходу синхронизации устройства, осу 14516ществляется синхронизация работы блоков 4 умножения группы. Первый и второй элементы И 11 и 12 осуществляют запрет поступления синхрони 5 зирующих сигналов на узлы 3 памяти группы, блоки 4 умножения группы и сумматоры 19 группы при (2 Ь + 2) -м состоянии счетчика 6. После обработки каждой строки изображения, т.е. поступления 2 Ь + 2 синхронизирующих сигналов, счетчик 6 вырабатывает на выходе завершения цикла сигнал синхронизации счетчика 7. Сигналы состояния счетчика 7 анализируются 15 дешифраторами 9 и 10, которые в первом такте осуществляют обнуление предыдущего результата в сумматоре 19 группы, а на (2 Ь + 2)-м такте - считывание результата ЦДС из сумма тора 19 группы, сформировавшего результат ЦДС. Цикл счетчика 7 равен 2 К+ 1.Выделение контурных признаков изображения с ядром (2 К + 1) х (2 Ь + 25 + 1) выполняется посредством последовательного сравнения результатов вычисления свертки в точках с соответствующими нижним и верхним пороговыми значениями в данных точках. Загрузка пороговых значений в блоки 22 и 23 памяти порогов емкостью . (2 К + 1) слов каждый начинается после загрузки весовых коэффициентов в узлы 3 памяти группы и производит 35 ся с началом обработки каждой очередной строки изображения. По окончании обработки строки изображения, т.е. при (2 Ь + 2)-м состоянии счетчика 6, одновременно со считыванием результата ЦДС на выход устройства18 и первые входы цифровых компараторов 24 и 25, на вторые входы цифровых компараторов 24 и 25 соответственно из блоков 22 и 23 памяти по 45 рогов считываются соответствующие данному результату ЦДС значения верхнего и нижнего порогов. Результаты сравнения с выходов цифровых компараторов 24 и 25 передаются на соответствующие выходы 26 и 2750 контурных признаков.При реализации блоков 22 и 23 памяти порогов в виде сдвигового узла 30 памяти считывание значенийпорогов на выходы блоков 22 и 23 производится одновременно с записью новых значений на входы блоков 22 и 9423 памяти порогов с последнего выхода первого дешифратора (фиг. 4).При реализации блоков 22 и 23 в виде двухпортового узла 28 памяти сигналы состояния счетчика 7 параллельно подаются на адресные входы обоих каналов двухпортового узла 28 памяти, причем в (2 Ь + 2)-м такте работы устройства осуществляется считывание значений порогов по вторым каналам двухпортовых узлов 28 памяти на вторые входы цифровых ком" параторов 24 и 25, а в первом такте следующего цикла по этому же адресу осуществляется запись по первым каналам двухпортового узла 28 новых значений порогов.При реализации блоков 22 и 23 памяти порогов согласно фиг. 3 необходимо использовать для управления этими блоками сигналы с выходов дешифраторов 9 и 10.формула из обре те нияУстройство для цифровой двумерной свертки по авт. св. В 1196871, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет выделения контурных признаков иэображения,в него введены два блока памяти порогов и два цифровых компаратора, причем информационные входы первого и второго блоков памяти порогов являются состветственно входами загрузки верхних, и нижних порогов устройства, информа" ционные выходы первого и второго блоков памяти порогов соединены с первыми информационными входами соответственно первого и второго цифровых компараторов, вторые информационные входы которых объединены и под- ключены к выходу устройства, адресные входы первого и второго блоков памяти порогов объединены и соединены с информационным выходом второго счетчика блока синхронизации, входы записи и входы считывания первого и второго блоков памяти соединены соответственно с первым и последним выходами первого дешифратора блока синхронизации, выходы первого и второго цифровых компараторов являются соответственно первым и вторым выходами контурных признаков устройства.1451694 аМ. Я г Пилипенко актор А а кто аз 70 Тираж 667 ПИ Го о комитета по изобретен Москва, Ж, Раушскароизводственно-полигра Составитель В.ГречневТехред А.Кравчук м и открытиям при ГКНнаб д. 4/5