Устройство для скользящей модификации гистограмм

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки цифровых сигналов,в том числе радиолокационных и видеосигналов.Цель изобретения - увеличение быстродействияя,На Фиг.1 изображена структурнаясхема устройства для скользящей модификации гистограмм; на Фиг.2 - структурная схема блока управления,Устройство для скользящей модификации гистограмм содержит информационный вход 1, блок 2 памяти, М регистров 3 (М - количество столбцовобрабатываемого Фрагмента), М блоков4 сравнения, М счетчиков 5, М ключейб, блок 7 нормирования, блок 8 преоб-;разования закона распределения, блок9.управления,Блок управления (фиг,2) содержитпервый 10 и второй 11 триггеры, третий 12, второй 13 и первый 14 элементы И, первый элемент ИЛИ 15, первыйсчетчик 1 б, четвертый элемент И 17,второй 18 и третий 19 счетчики, первый 20 и второй 21 дешифраторы, второй элемент ИЛИ 22.Операция модификации гистограммы цифрового сигнала может выполнять-;ся следующим образом. Сначала выполняется операция скользящей эквализации (выравнивания) гистограммы, азатем по заранее вычисленной таблицепроизводится преобразование цифровогосигнала с выровненной гистограммойк цифровому сигналу с заданной гистограммой.Скользящая эквализация гистограммы цифрового сигнала состоит в том,что каждое значение х цифровогосигнала преобразуется по гистограмме Н, построенной по некоторой егоокрестности из 1. элементов:у = - ,н(к) (1) где у - преобразованное значение циф 50рового сигнала (с выровненной гистограммой).При скользящем преобразовании каж" дая следующая окрестность сдвигается относительно предыдущей на один элемент, поэтому каждый элемент цифровога сигнала вносит вклад в гистограммы М (при Ь=ВМ) соседних окрестностей и про цесс скользящей эквализации гистограмм распараллеливается на М независимых частей.С целью ускорения вычислений выражение (1) переписывается в следующем виде:1 у Е = ЕЧ( - ее)О,х,"у где с(х ( у)1, х.уТакое представление позволяет параллельно вычислять М = 2 ш + 1 преобразованных значений без предварительного Формирования гистограммы цифрового сигнала:и г , =,Я у(хк-хк,Р+т)1=-Иь г,+,= г + , Я(хк; Р хкр.,)(2) г,= г +С(хКР, х к, Р-в) ф11= - О а преобразование значения цифрового сигнала (с заданной гистограммой) получается следующим образом; у=Т(- г ), 1(3) где Т - таблица преобразования,Вйполнение операции скользящей модификации гистограмм (СМГ) по формулам (2) и (3) не требует построения гистограммы фрагментов, что позволяет распараллелить процесс вычислений и тем самым увеличить быстродействие устройства,Устройство работает следующим образом.При подаче сигнала на установоч-. ный вход устройство переводится в начальное состояние. При этом производится обнуление содержимого счетчиков 1 б, 18 и 19. Первый триггер 10 устанавливается в состояние "0" и тем самым блокирует блок 8 преобразования и запрещает прохождение сигналов с тактовых входов устройства соответственно через третий 12 и четвертый 17 элементы И. Через первый элемент ИЛИ 15 второй триггер 11 устанавливается в состояние "1" и тем самым разрешает прохождение тактовых сигналов соответственно через второй 13 и первый 14 элементы И на входы разрешения дешифраторов 20 и 21.5 1608692Цикл работы устройства состоит из рового сигнала ч тырех тактов, последовательно выпол,и емых по сигналам с тактовых входовся одно значен Ьустройства. В течение первых -- цик 2 л в осуществляется загрузка в блок 2ти половины первого фрагмента ци рового сигнала: по сигналам на перво тактовом входе устройства проиэится запись в блок памяти очередо значения цифрового сигнала, посившего на информационный вход 1ройства, а по сигналам на второмтовом входе устройства производитинкрементирование содержимого перо счетчика 16, задающего адрес бло 2 памяти, Кроме того, в течениеЬ вых -- циклов работы устройства11 11налом О с выхода первого триг г е 1 О блокируется работа блока 8 пр еа з ования закона распределения , пому остальные операции , выполняемыесигналам с тактовых входов , н е вл яют на результаты вычислений .В (Ь + 1 ) / 2-м цикле работы устройа завершается загрузка в блок 2овины первого фрагмента цифровогонала . При этом первый счетчик . 16 ,ществляющий цикл счета д о ( Ь+ 1 ) / 2сигналу с второго тактового вх оустройства вырабатывает сигнал п еолнения, который переводит первыйгер 10 в состояние "1". С этогоентаразрешается выборка из блопреобразования и прохождениеалов с четвертого тактового вхоеерез элемент И 17 на счетныйвторого счетчика 18. Одновременэтим разрешается прохождениеала с третьего тактового входаойства через элемент И 12 наустановки в "О" второго триг 11, С (Ь+1)/2-го цикла начинавыполнение операции скользящейфикации гистограмм1е (ь Ч(х.1 е-хк,е) т111 1- йГ па во нот ус та ся во ка пе си ра об эт 25 1 111е = СР(хк;е -хк,е) ф111 1 - 11который после нормировки в блоке 7нормирования подается на вход блока8, с выхода которого снимается результат СМГ по ст по си ос 1у = (- у). по да ре тр В каждом цикле работы устройства 35 по первому такту осуществляется запись значения цифрового сигнала с информационного входа 1 устройства вблок 2 по адресу, задаваемому первымсчетчиком 16, а по второму такту осу 40 ществляется инкрементирование содержимого этого счетчика, В третьем и четмо ка сиг давхо но сиг вертом тактах через второй элемент ИЛИ 22 разрешается чтение на входы. схем 4 сравнения значения цифрового 45 сигнала из блока 2 памяти по адресу,задаваемому первым счетчиком 16.Инкрементирование счетчиков 5 осу-ществляется по результатам сравне,.ния. Считывание промежуточного ре зультата СМГ из счетчиков 5 черезсоответствующие ключи 6 выполняется одновременно с загрузкой нового значения центрального элемента в соответствующий регистр 3 и осуществля ется в первом такте с помощью управляющего сигнала, поступающего на входы управления ключей 6 и входы записи регистров 3 с соответствующих выходов второго дешифратора 21 в первом уст эхо гер гс мод О, ху,у (х 6 у)1, ху,где приск= И дом обр сканировании цифрового сигналаьзящим окном размерности Ь =М = (2 п + 1)х(2 ш + 1).стройство СМГ работает с перио- .из Х циклов,в течение которыхбатывается очередной столбец циф 6х , Д и Формирует"1=-Лие результата Периодработы устроиства задает второй счет чик 18 блока 9 управления, осуществляющий цикл счета до г 1 = 2 п + 1Операция СМГ выполняется посредством сравнения значения цифрового сигналахк, е, задержанного в блоке 2 на пол фрагмента (т, е, на (Ь + 1) /2 отсчетов), параллельно на М блоках 4 сравнения с М центральными элементами соседних фрагментов, хранящимися в регистрахх 3: Ср (х к., Е с хЕ+,)Ч (х .1 Е15 г.х -.1 +111 У 1х 1: е,)Ч (хк е хИ)( , х) параллельного формирования частичных сумм в М счетчиках 5,По окончании очередного периода изМ циклов, т,е. после обработки очез лредного столбца х 1.; Е, в одном1-гиз счетчиков 5 сформируется промежуточный результатцикле каждого периода работы устройства.В этом же цикле выполняется обнуление содержимого счечтика 5, сформировавшего промежуточный результат, путем подачи во втором такте управляющего сигнала на вход начальной установки с соответствующего выхода первого дешифратора 20, В третьем такте первого цикла очередного периода работы устройства второй триггер 11 устанавливается в состояние "О" и в течение последующих Мциклов блокирует работу дешифраторов 20 и 21. В И-м цикле периода по четвертому такту второй счетчик 18 выдает сигнал переполнения, который через элемент ИЛИ 15 устанавливает второй триггер 11 в состояние "1", а также инкрементирует содержимое третьего счетчика 19Последний осуществляет цикл счета до М, что позволяет циклически просматривать все каналы устройства СМГ. 10 15 20 25 Формула изобретения 1, Устройство для скользящей модификации гистограмм, содержащее три регистра, счетчик, блок памяти, блок преобразования закона распределения и блок управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены Мрегистров (М - количество столбцов обрабатываемого фрагмента), М блоков сравнения, Мсчетчиков, М ключей и блок нормирования, причем информационный вход блока памяти и информационные входы регистров объединены и яв40 ляются информационным входом устройства, выход блока памяти подключен к первым информационным входам блоков сравнения, выход -го регистра (11,М) соединен с вторым информацион- ф ным входом 1-го блока сравнения, выход "Равно" которого подключен к счетному входу -го счетчика, разрядный выход которого соединен с ин 50 формационньм входом -гр ключа, выхо" ды ключей через схему МОНТАЖНОГО ИЛИ подключены к входу блока нормирования, выход которого соединен с информационным входом блока преобразования закона распределения, выход55 которого является выходом устройства, первый, второй, третий и четвертый тактовьк:. входы блока управления явшляются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым тактовыми входами устройства, причем первый тактовый вход устройства соединен с тактовым входом блока памяти, четвертый тактовый вход устройства подключен к тактовым входам блоков сравнения, установочный вход блока управления является установочным входом устройства, адресный выход и выход "Запись-считывание" блока управления подключены соответственно к адресному входу и входу "Запись-считывание" блока памяти, выходы первой группы блока управления подключены к входамсброса счетчиков, выходы второй группы блока управления соединены соответственно с управляющими входами ключей и с тактовыми входами регистров, выход разрешения считывания блока управления соединен с входом разрешения считывания блока преобразования закона распределения,2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит три счетчика, два триггера, четыре элемента И, два дешифратора и два элемента ИЛИ, причем установочный вход блока соединен с входами сброса счетчиков, первого триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй тактовый вход блока подключен к второму входу первого элемента И и к счетному входу первого счетчика, разрядный выход которого явля ется адр есным выходом блока, а выход переполнения соединен с установочным входом первого триггера, выход которого является выходом разрешения считывания блока и подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, третий тактовый вход блока подключен к второму входу третьего элемента И и к первому входу вто" рого элемента ИЛИ, выход которого является выходом "Запись-считывание" блока, четвертый тактовый входблока соединен с вторыми входами второго элемента ИЛИ и четвертого элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, выход переполнения которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и со счетным входом третьего счетчи160369 2 10 ка, р сиф иво рых я вто о так о и г Составитель Е. Хурджина Техред А. КравчукКорректор Э, Лончакова 1, Т ак Тираж 566 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ ЗаказВНИИПИ да ри ГКНТ СССР Произв ственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 азрядный выход которого соединенормационными входами первого рого дешифраторов, выходы котовляются соответственно первой и й группами выходов блока, первый вый вход блока соединен с вторым входом второго. элемента И, выход) первого и второго элементов И подключены к входам разрешения соответственно пер вог о и втор ог о дешифратор ов, выход третьего элемента И соединен с входом сброса второго триггера,