Устройство для фильтрации изображений

(19) (И) А 1 С Об К 9 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 12й институрским бюрУральског л. Г ческ рукт твом СССР 56) Ав 13125 т регистр 1 уп ядностью и Гд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРНИКОМУ СВИДЕТЕЛ(21). М 797662- (22) 18.02,88 (16) 30.03 .90. Б (71) физико-техн специальным конс опытным производ учного центра АН (72) В.А. Широко (53) 681,327,12( рское свидетельство СССР кл. С Об Р 7/0, 1986. Авторское свидетельство СССРУ 1305735, кл. С Об К 9/ОО, 198(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ИЗОБРАЖЕИИИ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе специализированных быстродействующих вычислительных систем распознавания зрительных образов в реальном масштабе времени в условиях действия шумов.Цель изобретенйФ " расширение области применения за счет изменения параметров Фильтрации: изменения раз" мера окна Фильтра и программирования его Формы,На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержиравляющего слова разр е(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе специализированных быстродействующих вычислительных систем распознавания зрительных образов в реальном масштабевремени, Цель изобретения - расширение области применения за счет изменения параметров фильтрации: измененияразмера окна фильтра и программирования его формы. Устройство содержитрегистр управляющего слова, две группы элементов задержки, причем одна изгрупп состоит из элементов задержкис управляемой длительностью, две группы компараторов, инверторы, сумматорымультиплексор и генератор тактовыхимпульсов. 2 табл. 1 ил,п - размер окна фильтра, первую группу 2 элементов задержки, , содержащую ипоследовательно соединенных элементов задержкис управляемой длительностью, первую группу 3 компараторов, количество компараторов в группе п, вторую группу 1 элементов задержки, содержащую (и)х(п)/2 элементов задержки, осуществляющих задержку на один такт, п(п)/2 инверторов 5, и сумматоров 6, вторую группу 7 компараторов, содержащую п компараторов, мультиплексор 8, генератор 9 тактовых импульсов.Устройство работает следующим образом.форма окна фильтра Номерэле 25 Стол- Крест Квадратбец С.трока мента задержки 1 2 3 Ц 6 7 8 1 ЗО1И 1111 2 3511 1 1 1 1 1 1 1 1 М ы1 1 1 1 ХЮВ соответствии с выбранной формой окна и в связи с тем что и. выходов40 регистра 1 соединены с управляющими входами элементов задержки 2, которые соединены последовательно, на элементах задержки первой группы 2 за и. тактов собирается исходный массив чи сел СаС . еС выхода каждого элемента задержки сигналы подаются на вторые входы соответствующих компараторов первой , группы компараторов 3, на первые входы которых подаютСя-анализируемые сиг. налы, поступающие на вход устройства, Компараторы 3 первой группы выполняют попарное сравнение текущего элемента отсчета С; с и- предыдущими элементами, задержанными на элементах55 задержки первой группы 2, Значение выходного сигнала каждого компаратора 3 определяется по формуле Перед подачей информации на вход устройства необходимо задать режим работы устройства, а именно: форму окрестности и ранг выходного значе ния, Программирование режима работы произ водится путе м записи упра вляющего слова в регистр 1. Управляющее слово содержит илисел А (1=1,и), программирующих величину задержки в -м элементе задержки 2, и числа В, задающего ранг выходного значения (В = К) где К - ранг выбираемого числа,Табл . 1 показывает зависимость 15 значений А от различных форм окна Фильтра для и= 9 (И - число элемектов в строке изображения), Приведены примеры различных форм окна - строкаУ столбец, крест, квадрат, Возможны дру,20 гие варианты формы окна Фильтра.Табли ца 1О при С;(Спри С; = С где 1=д,.д-и;, Й " - значение выходного сигналакомпаратора, С; - значение элемента массизаподанного на первый вход компаратора; значение элемента массива, поданного на второй вход компаратора. В свою очередь на выходе каждого элемента задержки второй группы 4 элементов задержки в текущем такте работы устройства будут результаты попарного сравнения сигналов С;, и С л,:С;о, С,2 и С;С; ; Сл и С. С; ул; Си С; я,вычисленные в предыдущих тактах посредством компараторов 3.Таким образом, в массиве исходных да нных каждый элемент сра вни вается со всеми предыдущими элементами, задержанными на элементах задержки первой группы 2, Далее, выходные сигналы компараторов первой группы 3 и выходные сигналы элементов задержки второй группыпоступают на входы инверторов 5,Прямые и инверсные сигналы компа-, раторов первой группы 3 и элементов задержки второй группы ч поступают на входы сумматоров следующим образом на входы сумматоров поступают результаты сравнения: сигналы С;, со всеми С;,. ,С;, На входы каждого последующего сумматора 6 , поступают сигналы с выходов элементов задержки второй группы элементов задержки С,,) - результаты сравнения С;,со всеми предыдущими С,, С; и инверсные результаты сравнения совсеми последующими С, ). С;сигналами.гКаждый сумматор считывает количество единиц, поданных на его входы. При заданном законе Функционирования компараторов первой группы 3 значение выходного сигнала сумматора показывает, сколько элементов в массиве меньше элемента С .= 0.и. Следовательно, значение выходного сигнала сумматора, равное кулю, свидетельствует о том, что элемент массива, соответствующий этому сумчатору, минимальный в данной выборке, а значение2 9 1 1 1 1 1 1 1 ЧислоВ 4 3 6 17 2 8 5 0е 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Каждая строка табл. 2 содержит результаты попарного сравнения Й " одного из элементов упорядоченного,массива с номеровсо всеми остальными элементами с номерами 1 (,=1п), причем результаты сравнения этого элемента с предыдущими элементами массива взяты с инверсией. При пост- . рочном суммировании полученных значений й, получается число В для11этого элемента, т.е. В, = ,. Й;в%причем Ф 1, т.е, сами с собой элемен" ты не сравниваются.Устройство выполнено для п=9 и 50 байтной разрядности отсчетов. Элементы задержки первой группы 2 выполнены на микросхемах К 537 РУ 2 и программируемых счетчиках К 561 И Е 15. Применение данных микросхем позволяет ме-. 5 В нять задержку на один элемент от 1 до 4096 тактов. Все компараторы выполнены на микросхемах К 561 ИП 2, сумматоры - на микросхемах К 155 ИМ 2 по древоляет увеличить класс задач; решаемых с помощью Фильтра, Например, из.менение формы окна со строки на столбец позволяет решать задачи Фильтрации пачек шумовых выбросов, включаявыпадение отдельных телевизионныхстрок, а квадратная форма окна болеепредпочтительна для задач Фильтрациислучайного шума и в тех случаях, когда анизотропия фильтра нарушает струк"туру изображения, либо неизвестна ориентация объектов, подлежащих распознаванию, Задача амплитудного детективыходного сигнала сумматора, равное п, соответствует максимальному элементу в данной выборке.Таким образом, на выходе каждого сумматора образуется число, равное К, что соответствует рангу элемента С в упорядоченном массиве, Затем каждый выходной сигнал сумматора сравнивается на компараторах второй груп О пы компараторов 7 с наперед заданным кодом ранга В, поступающим с и-го выхода регистра 1 управляющего слова. При совпадении кодов на выходе соответствующего компаратора появляется "1", разрешающая прохождение соответствующего значения входного сигнала на выход мультиплексора 8, являющийся выходом устройства. С этой целью мультиплексор 8 выполнен в виде ключей, на информационные входы которых поданы сигналы СС; н.1с выходов элементов задержки первойгруппы 2, на управляющие входы поданы выходные сигналы компараторовсоответственно, а все выходы ключейобъединены и являются выходом устройства. Таким образом, на выходе устройства присутствует значение сигнала из входной выборки с заданныМ рангом..П р и м е р. Пусть и = 9 и на входы компараторов поступил массив чисел 547384972. Тогда работу устройства ранговой фильтрации можно проиллюстрировать с помощью табл. 2.Т а б л и ц а 2 вовидной структуре, каждый сумматор включает 5 корпусов, элементы задержки второй группы 4 выполнены на микросхемах К 555 ИР 16 (используется синхронная запись по П-входам), в качестве инверторов использованы микросхемы К 555 ЛН 1, а мультиплексор выполнен на микросхемах К 561 ЛН 1, объединенных по выходу.Расширение области применения поз"рования решается путем определения экстремального значения с привлечением и нформа ции о значениях других ра нГов. Программирование ранга фильтра5 позволяет реализовать любые процедуры ранговой фильтрации, линейной и неЛинейной, за несколько "проходов" изображений.10Формула изобретения Устройство для фильтрации изображений содержащее генератор тактовых импульсов, первую группу последова тельно соединенных элементов задержки, вторую группу элементов задержки, первую группу компараторов мультиплексор вход первого элемента задержи ГВрвой группы является входом уст- щ ойства и соединен с первыми входами ервой группы компараторов и одним из нформационных входов мультиплексора, ыходы элементов задержки первой групр соединены с вторыми входами первой группы компараторов и другими информационными входами мультиплексора, первые входы элементов задержки второй группы соединены с выходами первой группы компараторов, выход мультиплексора является выходом устройства, вторые входы элементов задержкипервой и второй группы соединены с выходом генератора тактовых импульсов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения области примененияза счет изменения параметров фильтрации, в него введены инверторы, сумматоры, вторая группа компараторов ирегистр управляоцего слова, входы инверторов соединены с выходами компараторов первой группы и элементов задержки второй группы, входы сумматоров соединены с выходами компараторов первой группы, инверторов и элементов задержки второй группы, первые входы компараторов второй группы соединены с выходами сумматоров,вторые входы компараторов второйгруппы соединены с первым выходомрегистра управляющего слова, а первыевходы элементов задержки второй группы соединены с выходами компараторовпервой группы, выходы компаратороввторой группы соединены с второйгруппой информационных входов мультиплексора.1553996 дфийд Составитель И. ГоленищевК. Крупкина Техред А,Кравчук , Коррект Ревск а ГКНТ ССС аоизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,10вказ 458ИИПИ Государс Тираж 559 Подписное енного комитета по изобретениям и открытиям 13035, Москва, В, Раушская наб., д. 4/5