Логическая ячейка для распознающей матрицы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) 1111 6 К 9/00 РЕТЕНИЯВУ техзьков,СССР976.ССР1982; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ(56) Авторское свидетельствУ 666555, кл. С 06 К 9/00,Авторское свидетельствоУ 1092536, кл. С 06 К 9/00,(54) ЛОГИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ РАСПОЗНАЮЩЕЙ МАТРИЦЫ(57) Изобретение относится к вычисли. 11 ельной технике и предназначено для параллельной обработки двумерных массивов данных в устройствах распознавания. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности сдвига информации в распознающей матрице для преобразования иэображений. Указанная цель достигается тем; что в логическую ячейку для распозкающей матрицы дополнительно введены второй и третий элементы И, пятый элемент ИЛИ и элемент НЕ, вход кото-,. рого является пятым управляющим входом ячейки, а его выход соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к второму входу второго элемента И и выходу первого элемента И, выход второго элемента И подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И подключен к входу элемента НЕ, третий вход второго элемента И является первым информационным входом ячейки, выход третьего элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого является первым информационным выходом ячейки, второй, третий, четвертый и пятый выходы ячейки подключены к третьему входу третьего элемента И. При этом в ячей ке для распознающей матрицы реализуется логическая функция 2 = (харч Е)(ау ул)(Ъч у ) (сч у, ) (йч у), гдей, с, Ь, а - сигналы, поступающие на управляющие входы ячейки для рас познающей матрицы, 2 - информационный выход ячейки, а х улУиУе 1 у - сигналы, поступающие на инфорМационные входы ячейки. Однородная вычислительная среда, организованная иэ таких ячеек, может быть использована в качестве решающего поля. в мат ричных процессорах, предназначенных для массовой обработки информации в системах цифровой обработки видеоинформации, обработки матричных структур данных в САПР и т.п. 2 ил., 2 табл.20 хф ул УфУф Ун- информационныесигналы, поступающие соответственно на информационные входы Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и предназначено для параллельной обработкиинформации в устройствах распознавания.5Цель изобретения - расширенйе области применения за счет обеспечениявозможности сдвига информации в распознающей матрице для преобразованияизображений.На фиг. 1 представлена функциональная схема одной логической ячейки, распознающей матрицы; на фиг.2функциональная схема структурнойматрицы.Логическая ячейка (фиг.1) имеетуправляющие входы 1-5 информационныйвход 6, информационные выходы 7-11,информационные входы 12-15.Логические ячейки 16 подключенык управляющим входам 17-21 распознающей матрицы (фиг,2),Каждая логическая ячейка 16 содержит с первого по пятый элементыИЛИ 22-26 с первого по третий элементы И 27-29 и элемент НЕ ЗО.Распознающая матрица (фиг.2) состоит из множества одинаковых логических ячеек 16.и организована следующим образом. Управляющие входы1-5 каждой ячейки подключены соответ.ственно к управляющим входам 17-21распознающей матрицы. Информационные вход 6 и выход 7 каждой ячейкислужат соответственно для ввода и вы вода данных от внешних источниковили к внешним приемникам информации,а информационные выходы 8-11 каждойячейки подключены соответственно кинформационным входам 12-15 ячеек 4 ОЭявлякщихся соседними сверху, справа,снизу и слева.Логическую функцию, которую реализует предлагаемая ячейка, можно записать в виде45Е (х 1 Ч Г) (а Ч уд) (Ь ч у ) (с Ч У)ИЧу ) (1)где Е, й, с, Ъ, а " управляющие сигналы поступаю 5 Ощие на управляющие входы 1-5ячейки; 6, 12-15 ячейки; состояние информационного вЫхода 7 ячейки,Распознающая матрица, организованная из предлагаемых логических ячеек в виде однородной структуры, обеспечивает параллельную обработку двухградацнонных цифровых изображений, реализуя операции селекции элементов иэображения и его пространственные преобразования. Для выполнения операций обработки двухградационного цифрового изображения х,3 элементов изображения вводятся в распознающую матрицу по информационным входам 6 соответствующих ячеек матрицы, результат обработки формируется в виде двухградационного цифрового изображения на миожестве информационных выходов 7 ячеек матрицы.Распознающая матрица может работать в различиых режимах, в зависимости от значения управляющего сигнала Й.В режиме селекции элементов изображения на управляющий вход 17 распознающей матрицы подается управляющий сигнал Й = 1.функция (1), реализуемая каждой ячейкой распознающей матрицы, принимает видЕ = х(аЧ У) (ЬЧ У ) (сЧ У) (дЧ УН) (2)При этом распознающая матрица обеспечивает выполнение операций селекции элементов двухградационного цифрового изображения.При поступлении на управлякщие входы 18-21 распознающей матрицы с сигналов управления а = О, ЬО, сО и й = О ввиду наличия соедине. ний с управляющими входами ячеек матрицы эти сигналы поступают одновременно на управляющие входы 2-5 каждой ячейки матрицы. При этом Е " 1 только в тех логических ячейках распознакщей матрицы, для которых У = У = У = У = 1, что соответствует точкам пересечения. Таким образом, на группе выходов 7 распознающей матрицы сигнал "1" присутст.ф. вует на выходе только тех ячеек, на вход которых поступил элемент цифрового изображения, являкщийся точкой пересечения.При поступлении команды управления аЬс = О и с 1 = 1 сигналз14 Е = 1 появляется на выходах 7 тольФко тех ячеек, для которых выполняется у = у = у = 1 что соответстл а л эвует точкам разветвления вверх.При поступлении команды уцравления а = с = й = О и Ь = 1 сигнал Е = 1 появится на выходах 7 толькотех ячеек, для которых выполняется у = у = у = 1 что соответствует Л 8 ивточкам разветвления вниз и т.д, Аналогично выполняются операции селекции угловых и линейных точек,В табл. 1 приведены сочетания упРавляющих сигналов при выполнении всех операций селекции, а также условные обозначения выделяемых элементов изображения.В режиме преобразования структур данных на вход 17 распознающей матрицы подается управляющий сигнал ЕО. функция (1), реализуемая каждой ячейкой матрицы, принимает при Г = О видЕ = (аЧ у) (Ьч у )(с Чу) ЙЧ у) (3)Таким образом, в этом случае на выходе 7 каждой ячейки формируетсяФрезультат логического умножения значений соседних элементов в массиве. Это свойство обеспечивает возможность выполнения операции пространственного сдвига элементов обрабатываемого массива без изменения их значений. В частности, можно выполнить сдвиг двумерного булевого массива в плоскости распознающей матрицы на один элемент дискретного поля в направлениях: вправо, влево, вверх и вниз.1Устройство работает следующим образом.Для реализации операции пространственного сдвига вверх достаточно на управляющие входы 18-21 матрицы подать сигналы а = Ь = с = 1 и й = О. При этом на выходе 7 каждой ячейки распознающей матрицы формируется сигнал Е = ун, т.е. значение элемента массива данных, поступающего на вход 6 соседней снизу ячейки. Таким образом, на выходе д, 1-й ячейки формируется значение (д,1+1)-го элемента массива, на выходе (д,1+1)- ячейки - значение (,1+2)-го элемента массива и т.д. Тем самым элементы ,исходного массива перемещаются на одну позицию вверх,что и требуется для решения поставленной задачи.Аналогично операции сдвига вверх в распознающей матрице выполняются11789 35 40 45 50 51015 20 25 30 также операции сдвига вниз, влево и вправо, соответственно каждому перечисленному преобразованию соответствуют сочетания управляющих сигналов, подаваемых на входы 18-21 распознающей матрицы,В табл, 2 приведены сочетания управляющих сигналов, подача которых на входы 18-21 матрицы обеспечивает выполнение соответствующих операций преобразования данных.1По сравнению с известным устройством предлагаемое имеет более широкую область применения, так как может быть использовано также в качестве матричного сдвигового коммутатора в широком спектре систем с параллельной обработкой двумерных структур данных.Предлагаемая ячейка позволяет строить на единой логической и технологической основе решаацие поля и коммутационные структуры для двумерных параллельных процессоров. Следовательно, интегральная схема, реализующая матрицу из данных ячеек, имеет большую применяемость, что является одним из основных требованиях к современным БИС. Дополнительным преимуществом предлагаемой ячейки является то, что расширение области применения достигается по существу без увеличения числа выводов распознающей матрицы - добавляется только один управляющий вход, общий для всех ячеек данной БИС.формул а из о б р е т е н и я Логическая ячейка для распознающей матрицы, содержащая первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, выходы которых подключены к входам первого элемента И, первые входы первого второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входами ячейки, вторые входы элементов ИЛИявляются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым информационными входами ячейки, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности сдвига информации в распознающей матрице для преоб1411789 второго элемента И, третий вход которого является пятым информационным входом ячейки, выходы второгои третьего элементов И соединены свходами пятого элемента ИЛИ, выходкоторого является первым информационным выходом ячейки второй, третий, четвертый и пятый информационные выходы которого подключены ктретьему входу второго элемента И,Таблица 1 Выделяемые элементы УсловныеобознаТочки пересечения,вверх вниз влево вправо Углы О О нижнии правь ерхнии правь ижний левы О ерхний левыи инни О 1 1 з онтали очка О очка вертикали разования изображений, в нее введены второй и третий элементы И, пятый элемент ИЛИ и элемент НЕ, входкоторого является пятым управляющимвхсцом ячейки и подключен к первому входу второго элемента И, выходэлемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, второйвход которого подключен к выходупе 1 ного элемента И и второму входу Точки разветвления Управлякицие сигналы О О О О 1 О О О 1 1 О 1 О О 1 О О 1 О 1 1 О О О 1Составитель ТНичипо Техред Л.Сердюкова каэ 3658/47 Тираж 704осударствениого келам иэобретений и ква, Ж, Раушск Подписномитета СССР ВНИИПИпо13035, Мо о ткрьтийя наб., д оиэводственно-полиграфическое пр ятие, г. Ужгород, ул, Проектная,едактор Н.Лаэоренк Корректор В,Романенко