Устройство для определения текущей медианы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) 504 С 06 Р 15 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 54) УСТРОЙСТВОЕЙ МЕДИАНЫ57) Иэобретениелькой технике ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕКУ тся к вычислиазначено дляпредставленныхель иэобретеональных возтно скии иномола и пре ени ами фун.К ределения ет Це в Итво СССР1978.о СССР36, 1985 достигаНЕ, коммпамяти. тора ГосудАРственный кОмитет ссс ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(56) Авторское свидетельЯф 771665, кп - 06 Р 7/ОАвторское свидетельст11 1259288, кл. С 06 Р 15 обработки иэобр двумерными масс ния - расширени можностей за сч мерной медианы. дением элементо сумматоров и блИзобретение отцосптся к вычислительной технике и может быть использовано в системе цифровой обработки сигналов, в частности при обработке изображений, представленных двумерными массивами.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устройства зд счет определения двумерцой медиацыНд Фиг.1 представлена Фуцкццоцдль ндя схема устройста; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит элемент 1 задержки, одновибратор 2, второй счетчик 3, пятый элемент И 4, первый од новибратор 5, первый счетчик 6, второй элемент НГ 7, тртпй и четвертый счетчики 8 и 9, второй и третий блоки 10 и 11 памяти, торой регистр 12, элемент 2 И-И:1 И 13, гецердтор 14 тдк товых импульсов, триггер 15, третий элемент 11 16, перый и второй сумматоры 17 и 18, дешифратор 19, группа элементов И 20, второй элемент П 21, третий элемецт ИПИ 22, первый блок 23 памяти, третий регистр 24, первый элемент ИЛИ 25, первый коммутатор 26, торой элемент ИЛИ 27, первый и четвсртый элемент И 28 и 29, перый элемеп НЕ 30, торой коммутатор 31, пер-ЗО вый регистр 32, схему 33 срдвцеция, торой вход выбора режима 34, вход 35 "Пуск", вход 36 ндчдльцой устдцокц, первый вход 37 выбора рсжимд, выход 38 импульсов сопроожде.гця, выходы 39 35 результата и вьгход 40 конца работы.устрлйсто предидзцдчсцо для цдходгц;я максимальных (мпцпмдльцых)чцсл в массиве и опредлоция медпдцы, в двумерном мдсспв рдзмером шхп, где ш - число строк; п - число столбцов, тп -- 2 , пд; Р 8 - целые положительные числа. Ллертурд Фильтра можс.т бьп ь произвольной. Число точек, входящихдпертуру равно К (К - цечетцое).Ллгоритм работы следующий.Среди элементов массива, входящих в дпртуру, находится медидна и она здмецяет центральную точку апсргуры. Посе этсчо апертура сдвигается и ног д центральная точка заменяется медианой, Ндцрдвленце сдвига апертуры; слод цднрдо и сверху вниз.В прпцятььх обозначениях счетчик 6 является счетчиком с пересчетом К,К+1 счегчк 3 - с пересчетомсчет 2 чик 9 - двоичный счетчик разрядности Б, а счетчик 8 - двоичный счетчик разрядности Р. Разрядность блоков 10 и 11 памяти определяется числом К и формой апертуры. Разрядность блока 23 памяти, схемы 23 сравнения и регистра 32 определяется разрядностью обрабатываемых данных. Разрядность регистра 12 равна разрядности счетчика б. Количество выходов дешифратора 19, элементов И в группе элемен тов И 20, разрядность регистра 24 и число входов коммутатора 26 равно К.Сигнал логической "1" на втором входе выбора режима 34 задает операцию цахождения максимального (минимального) числа в массиве, а сигнал логического 0 - операцию определения медианы.Сигнал логического 0на первом входе 37 выбора режима задает операцгцо поиска максимдльного числа в массиве, д сигнал логической "1" " операцию поиска минимального числа в массиве. При выполнении операции определения медианы потенциал на первом входе 37 выбора режима может быть как "0" так и "1", но должен остаться постоянным от начала и до конца операции определения медианы.Единичный потенциал на входе 35 "Пуск" разрешает устройству начать работу. Единичный импульс цд входе 36 цдчальцой установки приводит в исходное состояние регистры и счетчики устройства. Единичный импульс на выходе 38 цмпульсо сопровождения указьывдет ца то, что информация ца выходах 39 результата подготовлена к выдаче. Сигнал логической "1" на выходе 40 конца работы указывает на окончание операции в устройстве.Исходный массив хранится в блоке 23 памяти. Нумеруют точки, входящие в апертуру, цифрами от 0 до К. Тогда в блоке 10 памяти по -му адресу хранится смещение ь-й точки апертуры по строкам, а в блоке 11 памяти - по столбцам, Смещение представляет собои число со знаком в дополнительном коде, причем под знак отводится два разряда.В счетчиках 8 и 9 содержится текущий адрес центральной точки апертуры (номер строки и номер столбца соответственно). Суммирование текущего адреса центральной точки со смещением в сумматорах 17 и 18 позволяет1322314 4жцмое регистра 32, то нд выходе схемы 33 сравнения появляется сигндч логической "1". В этом случае по переднему фронту первого импульса синхронизации (фиг.2 ж) нулевой элементмассива перепишется ц регистр 32.Одновременно к содержимому счетчика6 прибавляется +1, ца ьчходе блокд 11памяти - положительное чцгло 1, д ндвьходе блока 10 памяти и гчетчиков 8и 9 - нули, С выхода блока 23 памятипоступает на обработку первый элена выходе знаковых разрядов сумматора 17 и 18 свидетельствует о переполнении или отрицательном результдте, т.е. выходе части апертуры заразмеры исходного массива,Устройство работает следующим об разом,Генератор 14 тактовых импульсов формирует последовательцость тактовых импульсов (фиг, 2 д ), Сигцдл логическои "1" ца входе 34 выбора ре жима (фиг.2 Б ) задает операцию поигкд максимального (минимального) числа в массиве длинь К, Г 1 дсс хрдцитгя в блоке 23 памяти. В блоках 1 О и 11 памяти храцятся смещения э.емецтон 20 массива относительно нулевого элемента массива (по строкам ц столбцам соответственно), например, в блоке 10 памяти - все нупи, д в блоке 11 памяти - последовдтельные числа от О до К.Сигнал логической "1" на входе 37 вы - бора режима (фиг, 2) задает режим поис - ка минимального числа в массиве. По сигналу начальной установки (фиг.22), 30 на входе 36 начальной установки счетчики 3, 6, 8 и 9 и регистры 12 и 24 сбрасываются в нуль, а все разряды регистра 32 устанавливаются в состояние 1 (максимально возможное число) 35 По сигналу "Пуск" (фиг.2) триггер 15 по переднему фронту тактового импульса (фиг.2 д ) устанавливается в "1" (фиг.2 е ) и разрешает выдачу ил- пульсов синхронизации с выхода элемен 40 та И 16 (фиг.2 к ). После сигнала начальной установки (фиг.2 г ) с выходов счетчиков 8 и 9 и блоков 1 О и 11 памяти выдаются нули и на выходе блока 23 памяти появляется нулевой эле мент массива. Так как знаковые разряды сумматоров 17 и 18 равны нулю и с выхода коммутатора 26 также поступает нуль, то коммутатор 31 пропускает 1нулевой элемент массива на вход схе мы 33 сравнения и регистра 32. Схема 33 сравнения по управляющему входу 37 настроена так, что выдает сигнал логической "1" в случае, если число на первых ее входах (соединень с вы ходами коммутатора 31) меньше, чем на вторых. Поэтому, если нулевой элемент массива меньше, чем содерполучать дбго.ютчг ддрегд точек,входящие в апертуру, для различныхзначений адреса центральной точки.При этом наличие хотя бы одной "1" мент масива.Таким образом сбрабдтьцдются все Кэлементов массива (с О - го цо К-й).К-й импульс синхроциздцци(фцг.2 ж ) разрешает занос последнего(К - 1)-го элемента мдс гцд в регистр32 (при условии, что (К)-й еметмс цыме содержимого регигтрд 32) ивызывает появление гцгн,пд цереногдца выходе перецосд счеткд 6. Одновибрдтор 5 преобрдзуст т т сигналв коротке иму;ъс (фи,, )который сбрасывдет черезл мс цт 2 ИПИ13 и триггер 15 (фиг.2 г ), здпрещд дальнейшую выдачу цмпу ьсо гццхронизации (фиг.2). дцоцрем нцо вдается сигнал окоцчдця опс рдц цд выхсд 40 конца рдботы (фц," , который разрешает выборку ре г, я,тдтд срегистра 32 по выходам 19 ре ультдтд. Через определенное время (д гтдточ - ное для выборки резул,тдтд) цгцдл с выхода одновибрдторд 5 (ф .2 г ) через элемент 1 задержкиоггудст ца вход элемента ИЛИ 27 и црсзводит начальную установку регистра 12 (фиг,2 г) . После этого производятся цзмецения условий на первом и второ входах выбора режима (фиг.2 Б,1) .При выполнении операс сцредел - ния медианы на втором входе 34 вьбора режима установлен сигнал лоического "О" (фиг.2 Б ) . На первом вхо;е 37 выбора режима также ус тдовлс гигцдл логического "О (фиг. 2 ь ), т, е, вбор максимального числа в дггцс . По сигналу начальной установки цд входе 36 начальной установки (ь .2 г ) сбрасываются регистры 12, 24 и 32 и счетчики 3, 6, 8 и 9. 1 о сигналу "Пуск" с входа 35 "Пуск" (ф .2) по переднему фронту тактового мпульса (фиг.2 о ) триггер 15 устанавливается в "1" (фиг.2 е ) и разрешает про-хождение импульсов сицхроздции с входа элемента И 1 6 (фиг. ж ) . Об 1322314й. Пас 13( гр/пс ци ,.1 грту Яи ЛС ",; Л,Г;И( с( л/с:/3"г .л И 3,иец- Г ).), :С1 стго 13 ыхос 33/Г/етсОпциибрт 2 1 рИГЦ 1 ЛЛ КОР Гс 31 И 1 М- -/С У: Г Г, Р; 3 Рсц1 и р е гсц;цмирут Гз эт г цу:г (3 ИГ, 3 ):с и-. И/И 25 бр которьи. чр 3 це 1 ы и л 3 т р с 1 и с. т р сч тцкл 9 ",и/бл/1 лЛ С О;/ЕР,//МЮ рдбткл,Исмецт:3 /млссиил, 1 ходяЦИХ В ДПЕРТУРУ, ГР.С Х,с,цтД Ц;35 ЧЦ О 0 П И С Д 51 И О. Гс Ц П И (. ;1 Х с С сЦ 51 ц 11 Мд.1 ЕО Г1 ИС.Л, (1;ц,КИ 651;ЛХ 10 и 11 цдмяти хрлцятс.я смеп;с цил отцосит 3 п цо ге Тр 35 ьц ти;с сцертурь, д в Регистр 32 131,сирСтел тк(- яЕЕ МдКСП."ГаЛЬИОЕ Чц 3/Э, 13 цпрЕчЕН- цо с здосог 3 регсстр 3 тс купссг МдКСцМ:ГсцсЛ:3 р С12 З(3-. ЦОСЦТС)1 ЦОМР ЭТ О си(.сЛ/СР УРЕ,Й И ) Ц 1 УяС С И Ц Х Р.Ц И . 3 и И 31Р1П. Г ро/гто. р/эресдгг злц 1. и ии/. п 32 послепцего Е-го чГспл и 3ций дпертуры Гцрс условии, т 3 бс- 5 п те(уг( го лиления ис гист 32), Г ЦД Г 1 Х 05 С ССТ 1(Д) С .15ЛИ 1 Ц ЦР, с, / С Ц С/1 Ч ОРГГИРПц(11/ С с(.,)И. ПКтРЫГГ р , 3 Рсс : С, и р у . 1 И ус.Гс с , ,1с Г 1" ,1 И Гср 3 Г-) ,сс с:3 С1 ( 11сц 3 ии г 1с/та т урцГет 1 .р 3 Г ),11;3/:СИ.Г:311 ЦЕ 13;1 С Ц)Г /с;СС", //+1 к.;31.3 и.охуче ./ л . 1- Ц ЬС С ИЬХ;с,; ,/Ц И(Р 1, 1:;Ц :3) герез 5 еьецт 1 элд(;"1, 1;/г И.1 27.)ие сцг И ." .:, нс ( р - Г ТП ., 1 1 ; 1 , с Л 3".-р р Рох; лцсргу;ц,- ;с Г цс ( )лсс;( 1 Г с,циси:3 ир ";; с со -;с ) / ( :;:сг и 1 т ;/сссГ;г,п 1 ;И.и / У: У т, тс: Г. 11,:1. ГИК 35) 1.;У 31 Р . :;с,С Г 11,Г 131 ХОД1,1- 1/ и д; ". "; р,3 ц.р:3:3" ц:с 111 22 и р( ;ссГг ком - мутлт.р 1 И пср:3 с )х /, Гд гоп с - 1)1,С Пс 1 С Т 51 Я Ц;3 1 Ц;1 ( / Р Х- ,с 3 3 с 3.3 ;с,:Гс 11 г., , т.е. 0При тртгс Г г:;)охо/е си ит"р ц. - К 53 д/стся ИЗ рд.СГОТрЕИя дцд ц;- 1 С С: 1 П 1 Х иСИи цЧ 1 с. :1С ь 511;13)л Гь 1( (;Ици 51/1311 сС. 3 11 к/О с тел едицицд. Одцовремеццо он посту (. Т 1 д 131 гх О,1, 3 ( и г Г 1 ус 1 С О 13 С 0 и г) О в ОЖ .,ецил и рлзрепд т выборку первого ре, глт с )ихо;ои 39 резуиьтдтд. . с.г )того и.1311 с с вьходд оццо- ГИ 6 рлтрссерсз элемент 1 здцержк) с с;цт 11 П 27 и эгемест И 29 сбрдвдт рсгс.".р 32 Гфиг,2 з ) . а этом Гр;6 тк; псрий цецтрд:иной точки : ) РСПтс 1, Т 3 С КЛК СЧЕтЦКИ ) И 9./Р.:31 (ГРЕс С.г(/с 1 ПЕЙ ЦЕЦТ рл.ьцй точки, то рдботл устройства /Р/вы лтл лл/1 гичцым обрлзом,1 с.цс ГрлГотки пссдцеи точки млс с пил 1/цлс. 3 гх;а дцовиГрдтрлГсг,. 3 ) рл р пдет здпись р;сс;Г С:и/с Гц/1 И РС Г петр 2 с, СИГ, Гц,)ИГР/торд 2 (иг, 2 лсГ;3 т (1 Тр 2 с и иы, д т сиг и р с 11( ц/ГЛ и 1 13 1 Х )1 3имцу 11 ( 13 ,ири и;ел 5. С,игцсг с ц схссз .ц 6 р трс 5 чср 3 с(.Гцт 1 .Гд;с р.; 6 р(счгдс/т рсистр 32 (п 1.2;)с 3 1/сИи( . с 131.х,и ц(р/1 д " г. т 11 клГ, 2 )( ) ср 3 3 е."опт 1 - 11 , р(3( с,л ирс 1 р (1(,иг Е., Ирс р(пр 3 и 13 а у иггпус ос цц);рци:3 Гц;ц (1;иг. 2 ), ) . Оццонр меццо т т сигцгк по гуцлст Гд 13/хо; 30 ,сц/3 р 16 ты Ггг,. к) . Псс/1 с )тогсс 1С(. 5 С Иц1 " ,Г ( , ." ( 1 ПГ , 2)."Г.13 От11 1 51:1 1 х;им ьб(рл рекима устройстисс, и рг м входом перого эяемсцтд ИГс".;и р,:3 репс/5 срдццец схе)псДИГ:Ч;Л, ПЕРИДЯ ГРУППа ВХОЦОВ КОТО 1 , ,1 си /;3ИП 1 ЭЭГДЦИОГп/) ГИ 13 ХО -сП Ц(Р 3(1 с 1)ЕГПС ГРЛ ) Г 3 ЫХОДЫ 1(ОТОрс. ГС .ОЕ;/1 НЕил С сЫХОцдМИ рЕЗуЛЬтатаУгрс Гст 3(л и ГтРСг гРУцпой вхоДов схсмы Рдипеция, иход которой сое,пцец с перным входом второго эпе цтд И, 1 торой вхоц которого сое//цец с икодс)Г третьего эпемецтд И132231 ч 8 Гцнхр(эцходец це 130 ГО ц вт(ээос( реГЦСТРОЦ, 13 ЫХОЫ эТОРСЗГО РЕГИСтРД СОЕдццсцы (.:хаддмц цеппфрдторд, ыходькоторого с.оедццсцы с первымц нхддмцэлементо 3 И групгц, вторые входы которх соедцце 31 с выходом первогоодцсвцбраторд, входом элемента здГержсц и перЗим нхоцом элемс цтд2 И-И 1 П 1, в(ьходы эсеыенто 3 И руинысоединены с ицфорьдццоццыц входами 5 10 пе)1301 О коммутатора у прдвляю 13 Й входкоторого содццц с ныходдмц пер(огос ч е т чик 1 ц и ц(13(3(рь:Ииэ ц цььц 3 х одами1(торого регистра, вход сброс д третего рстра содццен с иходом пер О Г 0 э 1 е м е и т д 1(.( 11ц с р В ьЙ 13 ход к 0 т О рого сс 3 дццс и с вхо;дмц сброса всех счетчиков ц входом начальной ус.тдноцкц устрс(1 ст(д, второй вход цергоо Едемцтд 1 ГП 1 соедццец с выходом второго одцови 0 рдт орд, вход которого с ое;цц е ц с выходом переноса второго счетчика, вход первого оцо 3 ибратора соединен 20 25 30 эьхо(1 элемента задержки сс сч 1 ццец сц 3131,м входом второго элемента ИЛИ,торой вход элемента 2 И-ИЛИ сое,и -цец с вгорым 1 хоом ыборд режима устройсте(д, первый вход грет.его 3 чемецтд И соед цец с выходом гецератора т 1 кто 13 ых ц.пульсов и Входом сицхэо нцздццц трцггс.рд, информационный вход которого соединен с входом Пуск устрой( твд, 131 ход триггера соединен с вторывходом третьего элемента И, о т;1 ц и д ие е с я. тем, что, с цепью рдсгнренця функциональных возможцостец устройства за счет оцреде 45 децця,;цуцэрцой медианы, в негопопо:нцтельцо введець второй элементЕ, пятый элемент И, второй коммутагор, два сумматора, второй и третийблоки памяти, причем второй вход второго элемента ИЛИ соединен с входомцдчдльцой установки устройства, выходвторого 3 лемецта ИЛИ соединен с вторыми входами первого и четвертогоэлемецтоц И, выход первого элемента Исо;шцсц с вхоцом установки первогорсэгцстра, выход четвертого элемента 50 55 С ч Е Г Ц 1 1 М 13 Х О ( ОП С. Р 13 О (0 С Ч Е Т Ч И К а выход 1(торого эдемцтд И сое;инее стретьего регистра, выходы которогосоединены с ццормдционцьРц еходмц с выходом переноса первого счет пка, 131 хо;е первого элс.".ента НЕ сое;ицен с первым ходом четвертого элемецтд И,И соединец с вхслом сбр( сд первого регистра, ццформдццоцш,е входы которого соедини с 131 хода и второго коммутатора, первая группа ицфс(р дционньех входое( которого соедцнецд с первым входом выбора ржимд устройства, вторая группа ццформсцц(ццыхЬ входов второго коммутатора содццснд с выходамц первого б:окд памяти, упрдвляюгццй вход второго коммутатора соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами знаковых разрядов первого суммдгорд, третий ц четцертый входы третьего элемецтд ИЛИ соединены с выходами зцдкоцых разрядов второго сумматора, пятьп входтретьего элемента ИЛИ соединен с выходом первого коммутатора, входы младших разрядов адреса первого блока памяти соединень с информациоцньме выходами второго сумматора, входыстарших разрядов адреса первого блок 3 памяти соединены с информационнымц выходами первого сумматора, первые входы первого сумматора соединеныс выходами третьего счетчика, вторыевходь первого сумматора соединены свыходами второго блока памяти, адресные входы которого соединены свыходами первого счетчика и адресными входами третьего блока памяти, выхсцы которого соединець с первыми входами второго сумматора, вторые 35 входы которого соединены с выходамичетвертого счетчика, выход перенос.а которого соединен со счетным входом третьего счетчика, выход переноса которого соединен с третьим входом элемента 2 И-ИЛИ, четвертьй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ и первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора,выход пятого элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, вход второго элемента НЕ соединен с вторым входом выбора режима устройства, выход второго одновибрдтора соединен со счетным входом четвертого счетчика и выходом импульсов сопровожденияустройства, выход элемента 2 И-ИЛИсоединен с входом сброса триггера ивыходом конца работы устройства, входсброса второго регистра соединен свходом начальной установки устройства1322314 ль И.ДубининаОлейник Корректор С.Шекмар ехред едактор Н.Рогул абаз 2867/4 Тираж 67 ВНИИПИ Государств по делам изобр 035, Москва, ЖПодл нноо комитета СССР тений и открытий Раушская наб., д