Генератор функций хаара

,(71) Институт технической кибернтики АН БССР,(56) Авторское свидетельство СССР(54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ ХААРА1(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системахспектрального анализа случайных процессов, а также в аппаратуре обработки изображений, Целью изобретенияявляется повышение быстродействиягенератора, Генератор содержит блок1 формирования номера группы и номера функции в группе, сдвнгатель 2,шифратор 3, сумматоры 4 и 5, дешифраторы 6-8, блок 9 формирования значений функции. Ввод дополнительногодешифратора, шифратора, двух сумматоров, сдвигателя и блока формирования значений функции позволяет одновременно формировать все отсчетыфункции Хаара, что обеспечивает повышение быстродействия генератора,1 з.п.ф-лы, 3 ил.1583930 Код Е определяет отсчет функции Хаара, начиная с которого Функция имеет значение +1. Для функций Хаара, имеющих р000 (нулевой номер функции в группе), а также Р0,1, .код К000 и Функция имеет значение +1, начиная с нулевого отсчета. .Код К суммируется сумматором 4 с ко-" дом Р, который получается за счет переписи. в обратном двоичном порядкееразрядов кода Р. Код Р определяет число отсчетов Функции. Хаара, которые имеют значение +1 (или -1). Для Р 100 код Р 001 (двоичный код числа один). Изобретение относится .к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах спект рального анализа случайных процессов, а также в аппаратуре обработки изображений.Целью изобретения является повышение быстродействия генератора.На фиг.представлена структур- О ная схема генератора; на фиг. 2 схема блока формирования значений функции на фиг. 3 - структура блока формирования номера группы и номера функции в группе, 15Генератор функций Хаара (фиг.1) содержит блок 1 формирования номера группы и номера Функции в группе, сдвигатель 2, шифратор 3, сумматоры 4 и 5, дешифраторы 6-8, блок 9 Фор мирования значений функции, вход 10 номера функции и выходы 11. В дешиф; раторах 6 и 8 используются только четные выходы.Блок 9 формирования значений функ ции (фиг.2) содержит элементы НЕ 12, элементы И 13, сумматоры 14 по модулю два, элементы ИЛИ .15.,Структура блока (Фиг.2) показана для размерности 2 -8, ,ЭОБлок 1 формирования номера группы и номера функции в группе (фиг.З) содержит элементы И-НЕ 16, источник 17 единичного сигнала, элементы НЕ 18, сумматоры 19 по модулю два.Генератор работает следующим об. разом.Двоичный и-разрядный код номера 1 Функции Хаара подается на информационный вход 10 генератора и посту пает в блок 1, который преобразует этот код в номер группы и номер функции в группе, Номер группы соответствует порядку Р Функции Хаара и определяется как номер старшего из раз рядов кода 1, имеющих единичное зна" чение. При отсутствии единичных разрядов (т.е. при 10) Р щ О. В и- разрядном коде номера группы значение 1 имеет только разряд с номером Р (РЯ 61,2,а), остальные иразрядов имеют значение 0 Номер функции в группе р представляет собой значения с первого (младшего) разряда по Р-й разряды кода номера функции Хаара, остальные значения которого (с п-го, старшего разряда по Р-й), равны нулю, Код р получается путем поразрядного сложения кода номера Функции 1 с Р. Значения Р формируются на выходах элементов НЕ 18, а значение р - на выходах сумматоров 19 по модулю два блока 1 (Фиг,З). Например, для Функции с номером 1101 имеем Р100, а р001.Код Р преобразуется шифратором 3 в двоичный код (для управления сдвигателем 2), десятичное значение М которого определяется по следующему правилу; М - 0 (при Р О; 1),М-оп+1-Р (при Р щ 2 3 п) (1) Например, для Р100 (т.е. Р3) М 1 (и - 3),Правая часть выражения (1) совпадает с величиной сдвига в сдвигателе 2, поэтому выходной сигнал шифратора 4 используется для управления блоком 2. Код р сдвигается в сдвигателе 2 таким образом, чтобы группа разрядов с Р-го по первый (младший) занимала положение в выходном коде К блока 2, начиная с и-го старшего разряда. Например, для р00 при 1101, Р 00 и М 01 (сдвиг на один разряд) получаем код К010. Код Р, Формируемый сумматором 4,определяет отсчет функции Хаара,начиная с которого функция принимаетзначение "1. Для 1101 код Р 011,Код Р снова суммируется с кодом Рсумматором 5 - код Т. Так как числоотсчетов функции Хаара, имеющих значение +1, равно числу отсчетов, в ко-торых функция принимает значение -1,то код Т определяет отсчет, начинаяс которого Функция привимает.значение О, после значения -1. Для 1 101код Т 100,5839Коды К, Р и Т поступают соответственно на дешифраторы 6-8, выходы которых управляют блоком 9 формирования значений Функции. В зависимости от кодов К, Р и Т на выходах блока 9 формируются все отсчеты заданной функции Хаара, которые поступают на выход 11 генератора. При этом значения О, +1 и -1 функции Хаара представляются двоичными кодами 00, 11 и 1 О соответственно. Для номера функции1101 на выходах генератора - сигналы 000011000000000, что соответствует значениям 00+1-10000 этой Функ ции Хаара.Кроме того, так как функции Хаара принимают значение +1, начиная с четных отсчетов (0,2,4), а значение 0 (после значения -1) также с четных отсчетов, кроме нулевого, то в дешифраторах 6 и 8 используются только четные выходы (кроме нулевого в дешифраторе 8). В дешифраторе 7 ипользулются 2 -1 выходов, кроме нулевого, так как функции Хаара не могут начинаться с отсчета -1 (для нулевого аргумента).Блок 9 формирования значений функ, ции работает следующим образом, 30В зависимости от кода К только на одном из входов первой группы входов блока 9 появляется сигнал "1", который поступает с соответствующего выхода дешифратора 6 и определяет отсчет функции, начиная с которого зна- . чения функции равны +1 . Для 1 1 О К010, а это отсчет номер два. Поэтому сигнал "1" с второго выхода . дешифратора 6 поступает на элементы 40 ИЛИ 15 и 15, и формирует код 11 на. выходах 7, 71 блока 9, т.е. значе ние +второго отсчета Функции. Так как на остальных выходах дешифратора 6 - сигналы 0, то и на 1-1 Ч 45 выходах блока 9 - сигналы "0", что соответствует значениям 0 Функции в нулевом и первом отсчетах. Сигнал Ч " с выхода элемента ИЛИ 15 по" ступает на вход элемента И 13 , а также формирует значение 1 на выходе 7 блока 9. Сигнал "1 " с выхода элемента ИЛИ 15 поступает на один вход сумматора 14 з по модулю два на второй вход которого в соответствии с кодом Р 011 подается сигнал "1" с третьего выхода дешифратора 7. В результате на выходе сумматора 14 по модулю два - сигнал "0", а на выхо 30 6дах Ч 11, 7111 блока 9 - код 10, что соответствует значению. -1 Функции в- третьем отсчете. Одновременно в соответствии с кодом Т100 на втором выходе дешифратора 8 появляется сигнал "1", который инвертируется элементом НЕ 12и поступает на вход элемента И 1 3 , на выходе которого появляется сигйал "0". Соответственно, на выходах 1 Х, Х блока 9 - код 00, что соответствует значению 0 Функции в четвертом отсчете. На выходах Х 1, Х 11. ,ХЧ, Х 7 блока 9 - коды ОО 00 00. Так формируются значения пятой Функции Хаара. Аналогично формйруются отсчеты других функций Хаара. Нечетные выходы блока 9 показывают значение (О или ) функции Хаара, а четные - знак (+ или -). Формула изобретения 1. Генератор функций Хаара, содержащий блок формирования номера группы и номера функции в группе, два дешифратора, причем вход блока формирования номера группы и номера функции в группе является входом номера функ" ции Хаара генератора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит сдвигатель, шифратор, два сумматора, третий дешифратор и блок формирования значений функции, причем выход номера группы блока формирования номера группы и номера Функции в группе соединен с входом шифратора и первыми входами первого и второго сумматоров, выход номера Функции в группе блока Формирования номера группы и номера функции в группе соединен с информационным входом сдвигателя, выход шифратора соединен с управляющим входом сдвигателя, выход сдвигателя соединен с входом первого дешифратора и вторым входом первого сумматора, выход первого сумматора соединен с входом второго дешифратора и вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом третьего дешифратора, блок формирования значений функции содержит 2 " -1 элементов НЕ (2 " - размерность системы функций), 2" -1 элементов И, 2 -1 сумматоров по модулю два,н2"-2 элементов ИЛИ, первый выход первого дешифратора соединен с первыми входами первого элемента И и первого сумматора по модулю два вблоке формирования значений функции, (д+1) -й выход первого дешифратора (д " 1,2 -1) соединен с первыми входами (2-1) -го и 2 д-го элемен тов ИЛИ в блоке Формирования значений функции, выход (2-1)-го сумматора по модулю два в блоМе формирования значений функции соединен с первым входом 2 д-го сумматора по модулю два, выход 2 д-то сумматора по модулю два соединен с вторым входом 21-го элемента ИЛИ, первый вход -го элемента И, кроме первого элемента И, соединен с выходом (2-3)"го эле 15 мента ИЛИ выход 3.-го элемента И соединен .с вторым входом (2-1)-го элемента ИЛИ, вход 2-го элемента ИЛИ соединен с первым входом (2+1)- го сумматора по модулю два,1-й (11,2 -1) выход второго дешифратора соединен с вторым входом 1-го сумматора по модулю два в блоке Формирования значений Функции, д-й выход третьего дешифратора соединен с входом -го элемента НЕ в блоке Формирования значений функции, выход -.го элемента НЕ в блоке формирования значений функции соединен с вторым входом х-го элемента И, первый выход первого дешифратора, выходы всех не.четных сумматоров по модулю два и всех элементов ИЛИ в блоке формирования значений функции являются выходами генератора. 2. Генератор по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что блок Формирования номера группы и номера функции в группе содержит и элементов И-НЕ, и элементов НЕ и сумматоров по модулю два, причем первый вход 1 с-го Ь = 1,п) сумматора по модулю два в блоке формирования номера группы и номера Функции в группе соединен с соответствующим входом 1-го элемента И-НЕ и является 1-м разрядным входом блока формирования номера группы и номера функции в группе, выход 1-го (12,п) элемента И-НЕ в блоке формирования номера группы и номера функции в группе соединен с соответствующим входом ш-х (ш = 1,1-1) элементов И-НЕ, второй вход и-го элемента И-НЕ в блоке формирования номера группы и номера Функции в группе соединен с источником единичного сигнала, выход 1 с-го элемента И-НЕ в блоке формирования номера группы и номера Функции. в группе через 1-й элемент НЕ соединен с вторым входом К-го сумматора по модулю два, выходы элементов НЕ и сумматоров по модулю два в блоке формирования номера группы и номера Функции в группе являются соответственно разрядными выходами номера группы и разрядными выходами номера Функции в группе блока формирования номера группы и номера функ. ции в группе.583930Составитель В. Байко тор И. Шулла Техред Л ОлийныкКорректор Т. МалецЗаказ 2255 Тираж 561 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10