Устройство для экстремальной фильтрации

(51) 5 С ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(56) Авторское свидетельство СССРКф 771665, кл. С Об Г 7/04, 1978.Авторское свидетельство СССРУ 1244659, кл. С 06 Г 7/04, 1986.(57) Изобретение относится к вычислительной техникс н может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах для обработкидвумерных массивов данных, например,при обработке изображений, Цель изобретения - расширение функциональныхвозможностей за счет обеспечения возможности изменения размерностей апертуры. Устройство содержит блок памяти 1, сумматоры 2, 3, коммутатор 4,блоки сравнения 5, 6, 7, счетчики8 - 11, регистры 12, 13, 14, триггер 215, генератор импульсов 16, группы элементов И 17, 18, элементы И 19 - 23, элементы ИЛИ 24 - 28, элемент НЕ 29, элементы задержки 30, 31, 32, формирователь импульсов 33, входы задания длины строки 34 и столбца 35 апертуры, вход запуска 36, вход начальной установки 37, вход выбора режима 38, выход синхронизации 39, информационный выход 40, выход окончания работы 41. Операция экстремальной фильтрации (ЭФ) заключается в определении для каждого элемента исходного массива экстремального значения в некоторой окрестности, называемой апертурой данного элемента массива. Перед началом работы в блок памяти 1 заносится исходный массив, а в регистры 13 и 14 - размерности апертуры, При работе устройства. происходит последовательный просмотр исходного массива и для каждого элемента этого массива - последовательный поиск экстремального значения в поле апертуры. Результат ЭФ формируется на выходе 40 устройства. 1 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в специализированных вычислительных устройствах дляобработки двумерных массивов данных,например, для обработки изображений.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможностиизменения размерностей апертуры,На чертеже приведена схема устройстваУстройство содержит блокпамяти,сумматоры 2 и 3, коммутатор 4, блокисравнения 5 - 7, счетчики 8 - 11,регистры 12 - 14 триггер 15 генератор 16 импульсов, группы 17, 18 элементов И, элементы И 19 - 23 элементы ИЛИ 24 - 28, элемент НК 29, элементы 30 - 32 задержки формирователь33 импульсов, входы задания длиныстроки 34 и столбца 35 апертуры, вход36 запуска, вход 37 начальной установки, вход 38 выбора режима выход 2539 синхронизации, информационный выход 40, выход 41 окончания. работы,Операция экстремальной Фильтрациинад двумерным массивом А размерностьюгп и заключается в следующем, Длякаждого элемента массива а, где1 - 12, .ш д - 1 )"п) определяется экстреяум среди элементовматрицы р ц (р, с 1 - нечетные), называемой апертурой с центром в а;35Устройство позво .лет производитьэкстремальную Фильтраю двумерныхмассивов, для которых числа ш и ие.целые степени двойки, т,е, ш = 2и 2 ", Счетчики 9 и 10 имеют соот 40ветственно 1 и 1 разрядов, В бло -ке 1 памяти хранится исходный массив Л. В регистры 13 и 14 записываются приведенные размерности р и сматрицы-апертуры (максимальные смеще 45ния от центра апертупы) а именнор = (р - 1)/2 ц = ц - 1) /2 Чи"-.ла из регистров 13 и 4 перецаются всчетчики 8 и 11 с инвертированием,Счетчики 8 и 11 имеют дополнительныйразряд по сравнению с регистрами 13и 14 для представления знака числа.Сумматоры 2 и 3 выполнены с представлением знака числа двумя разрядами. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы устройства счетчики 9 и 10 и триггер 15 нахо дятся в нулевом состоянии. При выполнении максимальной (минимальной) Фильтрации на вход 38 выбора типа экстремума подается нулевой (единичный) уровень и сигналом начальной установки по входу 37 все разряды регистра 12 устанавливаются в нуле- " вое состояние; Броме того, сигнал начальной установки через элементы ИЛИ 26 и 28 устанавливает знаковые разряды счетчиков 8 и 11 в единичное состояние и открывает группы 17 и 18 элементов И, разрешая запись в счетчики 8 и 11 обратных кодов чисел, записанных в регистрах 13 и 14, Затем этот же сигнал начальной установки через элемент задержки 32 прибавляет единицу к содержимому счетчика 11 для корректировки содержимого счетчика 11 с целью обеспечения просмотра ровно ц строк матрицы-апертуры.После сигнала пуска по входу 36, который устанавливает триггер 15 в единичное состояние, импульсы от генератора 16 импульсов через элемент И 22 поступают на счетный вход счетчика 8, Значения, находящиеся в счетчиках 8 и 11, поступают на сумматоры 2 и 3 соответственно. На эти же сумматоры поступают и значения со счетчиков 9 и 10. Вычисленные сумматорами 2 и 3 значения представляют собой соответственно младшие и старшие разряды адреса элемента апертуры с центром в а; ( и 1 - записаны в счетЧиках 9 и 10), По данному адресу из блока 1 памяти выбирается значение, которое поступает на первую группу входов коммутатора 4, Если при сложении в каком-либо сумматоре сумма оказалась отрицательной или произошло переполнение, то это означает, что данный элемент апертуры находится за границей массива А, Об этом свидетельствует сигнал с выхода элемента ИЛИ 25, который поступает на управляющий вход коммутатора 4. При этом значение текущего элемента апертуры с первой группы входов коммутатора 4 на его выход не поступает, а заменяется значением, установленным на входе 38, т.е, нулем при поиске максимума или максимальным числом при поиске минимума. Блок 5 сравнения выдает через элемент И 21 сигнал записи в регистр 12 числа, находяще" гося на выходе коммутатора 4, если.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5 153это число больше (меньше - при поиске минимума) числа, находящегося врегистре 12.В случае, когда при поступленииочередного импульса с генератора 16содержимое счетчика 8 совпадает ссодержимым регистра 13, сигнал с выхода блока 6 сравнения поступает наформирователь 33, который формируетимпульс, записывающий повторно (через элемент 31 задержки, элемент ИЛИ28 и группу 17 элементов И) в счетчик 8 обратный код числа (-р ). Этотже импульс с выхода элемента задержки 31 добавляет единицу в счетчик 11,что обеспечивает переход к просмотруследующей строки матрицы-апертуры.Сигнал на выходе блока 7 сравненияпоявляется с переходом к просмотрупоследней строки апертуры. Послеокончания просмотра этой строки сигнал с выхода блока 6 сравнения, преобразуемый в импульс формирователем33, через элемент задержки 31 и открытый элемент И 23 формирует синхроимпульс на выходе 39 устройства, покоторому с выходов 40 выводится результат, а также через элемент 30задержки происходит установка регистра 12 в состояние, определяемое сигналом на входе 38 выбора типа экстремума, По этому же сигналу с выходаэлемента И 23 происходит запись всчетчик 11 дополнительного кода числа (-ц), что подготавливает устройство к просмотру апертуры следующегоэлемента исходной матрицы А, 1(рометого, этот же импульс с выхода элемента И 23 прибавляет единицу в счетчик 9, переходя, таким образом, кследующему элементу матрицы А,После просмотра всех элементовматрицы А сигнал переполнения с выхода счетчика 10 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние и поступает на выход 41 окончания. работы устройства,Формула изобретенияУстройство для экстремальной фильтрации, содержащее блок памяти, два сумматора, коммутатор, первый блок сравнения, первый регистр, первый, второй и третий счетчики, генератор импульсов, триггер, элемент НЕ, четыре элемента И, первый и второй элементы ИЛИ, формирователь импульсов и первый элемент задержки, причем входначальной установки устройства соединен с первым входом первого элементаИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены свходами установки разрядов первогорегистра соответственно в единичноеи нулевое состояние, вход синхронизации которого подключен к выходутретьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу первогоблока сравнения, выход генератораимпульсов соединен с синхровходомтриггера и первым входом четвертогоэлемента И, вход запуска устройствасоединен с 0-входом триггера, выходкоторого соединен с вторым входомчетвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьегоэлемента И и счетным входом первогосчетчика, вход задания режима устройства соединен со всеми информационными входами первой группы коммутатора,вторым входом первого элемента И ичерез элемент ИЕ с вторым входом второго элемента И, выход переполнениявторого счетчика соединен со счетнымвходом третьего счетчика, выход переполнения которого является выходомокончания работы устройства и соединен с К-входом триггера, выходы разрядов второго и третьего счетчиковсоединены с первыми группами входовсоответственно первого и второго сумматоров, выходы разрядов которыхсоединены с группами соответственномладших и старших разрядов адресаблока памяти, группа выходов которого соединена с второй группой информационных входов коммутатора, выходыкоторого соединены с входами первойгруппы первого блока сравнения и информационными входами первого регистра, выходы разрядов которого являютсяинформационными вьгходами устройстваи соединены с входами второй группыпервого блока сравнения, выходы знаковых разрядов первого и второго сумматоров соединены с входами второгоэлемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора,выход синхронизации устройства объединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен свторым входом первого элемента ИЛИ,о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что,с целью расширения функциональных1536371 Составитель В.ГороховРедактор И.Недолуженко Техрсд М.Ходаннч Корректор С.Черни. Заказ 108 Тираж 551 Подписное ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 11Производственно-издательский комбинат "Патент , г.ужгород, ул. Гагарина, 101 в 9 зможностей за счет обеспечения вфзможности изменения, размерностей апертуры, в него введены второй и третий регистры, четвертый счетчик, второй и третий блоки сравнения пятый элемент И, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ, второй и третий эпементы задержки, первук и вторую группы элементов И, причем группы взводов задания длины строки и столба апертуры устройства соединены с руппами информационных входов соотетственно второго и третьего регистов, инверсные выходы соответственно -го и -го разрядов которых где1, 2 1 р, 3 = 1, 2, 1 1 р, 1 - аксимальные длины строки и столбца пертуры соответственно, соединены оответственно с х-м и 1-м входами ервой группы соответственно второготретьего блоков сравнения и с перыми входами соответственно 1-го и -го элементов И соответственно перой и второй группы, выходы которых 25 оединены с информационными входами "оответственно х"го и -го разрядов соответственно первого и четвертого четчиков, выходы разрядов которых соединены с вторыми группами входов 30 соответственно первого и второгосумматоров и соответственно второгои третьего блоков сравнения, выходыкоторых соединены с входами соответственно формирователя импульсов и пятого элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, счетным входом второго счетчика и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединенс вторыми входами всех элементов Ивторой группы, информационным входомстаршего разряда четвертого счетчикаи, через второй элемент задержки -с первым входом четвертого элементаИЛИ, выход которого соединен со счетным входом четвертого счетчика; выходформирователя импульсов соединен свходом третьего элемента задержки,выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, вторым входомчетвертого элемента ИЛИ и первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входомстаршего разряда первого счетчика ивторыми входами всех элементов И первой группы, вход начальной установкиустройства соединен с вторыми входамитретьего и пятого элементов ИЛИ.