Устройство для ранговой фильтрации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1224 2 9) Ц 6 Р 7 5)5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ тут теАН ГОВО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1425641, кл, 6 06 Р 7/04, 1987,Авторское свидетельство СССРМ 1580346, кл. 6 06 Р 7/04, 1988,(57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах при обработке массивов данных в реальном масштабе времени,в частности,в автоматизированных системах обработки изображений, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления оценок результата операции экстремальной фильтрации. Устройство содержит вычитатель 5, умножитель 7, сумматор 9, блок элементов задержки 1, блок вычисления момента пер 4 лолщ1774327 ваго порядка 2, блок вычисления момента второго порядка 3, блок вычисления степенной функции 4, блок извлечения корня 6 и блок хранения весовых коэффициентов 8, Расширение функциональных возможностей достигается формированием оценок Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке массивов данных в реальном масштабе времени, в частности, в автоматизированных системах обработки изображений.Наиболее близким техническим решением является устройство для экстремальной фильтрации, содержащее вычитатель, сумматор и умножитель, выходы которого соединены с входами первой группы сумматора, а также три регистра и элемент ИЛИ,Устройство реализует метод вычисления оценок результата операции экстремальной фильтрации путем аппроксимации результатов операции определения экстремальных значений по совокупности непересекающихся интервалов выборки сигнала,Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, т. к. оно не позволяет формировать оценки ранговой фильтрации;Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления оценок результата операции ранговой фильтрации.На фиг. 1 представлена блок - схема заявляемого устройства; на фиг, 2 - схема блока вычисления момента второго порядка; на фиг, 3 - схема вычисления момента первого порядка; на фиг. 4 - пример аппроксимации упорядоченной последовательностей (х;) значений текущей выборки "ступенчатой" функцией при сегментации; на фиг, 5 - временная диаграмма работы устройства. Устройство содержит блок 1 элементов задержки, блок 2 вычисления момента первого порядка, блок 3 вычисления момента второго порядка, блок 4 вычисления степенной функции, вычитатель 5, блок 6 извлечения корня, умножитель 7, блок 8 хранения весовых коэффициентов, сумматор 9, вход 10 текущей выборки устройства, вход 11 значения ранга устройства, тактовый вход 12 устройства, выход 13 устройства. результатов операции ранговой фильтрации путем аппроксимации результатов операции ранговой фильтрации по результатам выбора соответствующих пороговых значений при сегментации значений элементов текущей выборки сигнала, 5 ил,Блок 3 вычисления момента второго порядка содержит блоки 14 возведения в квадрат и блок 15 суммирования.Блок 2 вычисления момента первого по 5 рядка содержит сумматор 16 и блок 17 деления.Устройство реализует метод вычисления оценок результатов операции ранговойфильтрации путем их аппроксимации по ре 10 зультатам выбора соответствующих пороговых значений при сегментации значенийэлементов текущей выборки сигнала,Значение В оценки 1 - й порядковойстатистики (К = 1, К) определяется согласно15 выражению:Н 1, если К.=1В = (Н+ Н)/2, если 21й - 1Ны, если К=Ипц 2 - К20 1 Ч1, ГП56 Р 3"Ъ 1 щ -кИгп 1=, х25йпц= , хггде х - значение 1 - го элемента текущей выборки сигнала;а 1, гп 2 - значения моментов первого ивторого переходов соответственно;1 с - номер искомой локальной порядковой статистики;Нк - значение пороговой сегментации;35В - оценка значения 1 - й локальной порядковой статистики,Устройство работает следующим образом. В текущем ) - м такте работы код текущего отсчета х сигнала поступает с входа 1040 текущей выборки устройства на вход блока1 элементов задержки. На соответствующихвыходах блока 1 элементов задержки формируются задержанные на соответствующееколичество тактов значениЕ х=. 1, М) эле 45 ментов текущей выборки сигнала, Значениях параллельно поступают на соответствующие входы блока 2 вычисления момента4 н( если к е Г 2 или :М блока 8 хране- поступает на7, Значение множителя первого порядка и блока 3 вычисления момента второго порядка, Значения элементов текущей выборки со входов блока 2 вычисления момента первого порядка поступают на вход блока 16 суммирования, на выходе которого формируется код суммыйщ 1 = , х значений элементов текущей выборки. Затем значение гп 1 с выхода 16 суммирования поступает на вход блока 17 деления, в котором осуществляется делениегп 1на константу Й. Код величины - с выхода1 Мблока 17 деления поступает на выход блока 2 вычисления момента первого порядка, Значения (хф = 1, К элементов текущей выборки поступает также со входов блока 3 вычисления момента второго порядка на входы соответствующих блоков 14 возведения в квадрат, Коды квадратов значений элементов текущей выборки поступают затем на соответствующие входы блока 15 суммирования.На выходе блока 15 суммирования формируется код суммыйгпг = , х квадратов значений элементов=1текущей выборки, который затем поступает на выход блока 3 вычисления момента втоЗначение ф(1) с выхода ния весовых коэффициенто второй вход умножителя ЮПЪ -- с выхода гл Мпоступает на первый вход сумматора 9, на выходе которого формируется код величины Вк оценки значения 1-ой порядковой статистики для текущей выборки, Значение й с выхода сумматора 9 поступает на выход 13 устройства, Устройство работает в конвейерном режиме и в каждом такте работы на его выходе 13 будет формироваться значение оценки соотзетствующей локальной порядковой статистики, номер которой задается на входе 11 значения ранга, т. е. в каждом такте работы на выходе 13 устройства будет формироватся соответствующий п 150Код величины - с выхода блока 2 поМступает на второй вход сумматора 9 и вход блока 4 вычисления степенной функции. В блоке 4 реализуется табличное вычисление значений функции р(у) = Ку и на его выхог55 гп пЯде формируется значение р( - -) = - , коЙ 1 Мторое затем поступает на вход вычитаемого вычитателя 5. На вход уменьшаемого вычитателя 5 поступает код величины вг с выхода блока 3 вычисления момента второгоп 1порядка. Код величины ег -- с выходаМвычитателя 5 поступает на вход блока 6 извлечения корня, на выходе которого форми Лруется код величиныщг -- , который заМ 10 тем поступает на первый вход умножителя7. Параллельно номер К искомой порядковой статистики со входа 11 значения ранга устройства поступает на вход блока 8 хранения весовых коэффициентов. В блоке 8 осу ществляется табличное вычислениезначений весовой функции (1) вида результат аппроксимации результатов операции ранговой фильтрации,Формула изобретения Устройство для ранговой фильтрации, содержащее вычитатель, сумматор и умно- :китель, выходы которого соединены с входами первой группы сумматора,о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет вычисления оценок результата операции экстремальной фильтрации, в него введены блок элементов задержки, блок вычисления момента первого порядка, блок вычисления момента второго порядка, блок вычисления степенной функции, блок извлечения корня и блок хранения весовьх коэффициентов, причем входы текущей выборки устройства соединены с входан 1 блока элементов задержки, выходы к ;ц. 1 соеди 1774327нены с соответствующими входами блоков вычисления моментов первого и второго порядков, выходы блока вычисления момента первого порядка соединены с входами второй группы сумматора и входами блока вычисления степенной функции, выходы которого соединены с входами вычитаемого вцчитателя, выходц блока вычисления момента второго порядка соединены с входами уменьшаемого вычитателя, выходы которого соединены с входами блока извлечения корня, выходы которого соединены с вторым входом умножителя, входы значения ранга устройства соединены с входами блока формирования весовых коэффициентов, выходы которого соединены с входами второй группы умножителя, выходы сумматора являются выходами устройства, тактовые входы блока элементов задержки и умножителя соединены с тактовым входом устройства.1774327Составитель С,Елманов Редактор В.Бугренкова Техред М,Моргентал Корреки Заказ 3927 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45л. Гагарина, 101оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж