Буферное запоминающее устройство

/О 151) О 1 ПИСАНИК ИЗОБ ЕТЕн Ьимля( ТА ЕТЕЛЬСТВ ТОРСИОМУ АПОМИНАЮЩЕЕ е информационяющие входы и ены соответстому выходаминформам входного ия да ац онные выхоегистра чисвыходам коммуадресный входходу счетчика оды коммутатотретьим и четуправления,вертым выходами блок вход счетчика адреса подключен куправления и кка числа ячеек тому выходу бл первому в памяти, в ду счет рой вхо торого подклю лока управлеблока аналиоторого явля- устройства, я тем, что, асти применен зации возмож- ормализации естому выходу выход - к вхо ния, а,за инф .ется о .отл мации, выходим из выходовч а ю щ е е с с целью раустройства, ности геом1записываемой сширения об путем реал етрической еоин рмации в негффициентов введены накопитель к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 824305, кл. С 11 С 11/00, 1981,2. Авторское свидетельство СССРФ 822293, кл. С 11 С 17/00, 1981(прототип),(54) (57) 1. БУФЕРНОЕ 3 УСТРОЙСТВО, содержаще ный накопитель, управл выход которого подключ венно к пеРвому и втор и входу блока управлен ционные входы - к выхо регистра числа, инфо)% ды - к входам выходного ла, адресные входы - к татора адреса, первый которого подключен к вь адреса, управляющие вх ра адреса соединены с преобразования, сумматор) синхронизатор и блок формирования номерафрагмента изображения, первый выходкоторого подключен к первому входунакопителя коэффициентов преобразования, второй и третий выходы соединены соответственно с первым и вторым входами синхронизатора, а входподключЕн к одному из выходов синхронизатора, третий вход которого соединен с.шестым выходом блока управления, другие выходы синхронизаторасоединены соответственно с одними извходов сумматора и вторым входомнакопителя коэффициентов преобразования, выход которого соединен сдругим входом сумМатора, первый выходкоторого подключен к второму адресному входу коммутатора адреса,. авторой выход соединен.с третьимвходом накопителя коэффициентов преобразования, четвертый вход кото,рого является одним из входов устРойства. 2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования номера фрагмента изображения содержит группу счетчиков, дополнительный сумматор, триггер, элемент И, причем счетный вход первого счетчика группы является входом блока, выход переноса подключен к счетному входу второго счетчика группы, к первому входу элемента И и является одним из выходов блока, разрядные выходы второго счетчика группы подключены к одним из входов дополнительного сумматора, выход переноса - к счетному входу третьего счетчика группы и к входу установки 0 11105940 20 30 триггера, единичный выход которогоподключен к второму входу элементаИ, выход переноса третьего счетчика группы подключен к счетному входу четвертого счетчика группы и квходу установки "1" триггера, другиевходы сумматора подключены к разрядным выходам четвертого счетчикагруппы, выходы дополнительного сумматора и элемента И являются другими выходами блока,3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тЬм, что синхронизатор содержит первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы задержки, группу элементов И,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении буферных запоминающих устройств систем обработки видеоинформации. 5Известно буферное запоминающее устройство, содержащее блоки памяти, в которые заносятся коды элементов изображения, и соединенные с блоками памяти счетчики адре- О сов записи-считывания. При построчной развертке элементов изображения запись их в блоки памяти и считывание в устройства регистрации про изводятся по последовательным адре сам - в порядке поступления элементов 11. Однако функциональные возможности этого устройства ограничены вследствие невозможности реализации геометрической нормализации видеоинформации, в результате проведения которой последовательный характер ввода либо вывода элементов изображения может нарушаться.Наиболее близким к изобретению является буферное запоминающее устройство, содержащее накопитель, входы которого подключены к одному из выходов блока управления, выходу входного регистра числа и выходу элемента И-ИЛИ, выход накопителя подключен к входу выходного регистпричем вход второго элемента задержки является одним из входов и выходов синхронизатора, выходвторого элемента задержки подключенк первым входам элементов И группы,вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов НЕ и с входом первого элемента НЕ, третий вход одногоиз элементов И группы соединен свходом второго элемента НЕ, а выходс входом первого элемента задержки,входы элементов НЕ являются другимивходами синхронизатора, другими выходами которого являются выходыэлементов И группы и первого эле -мента задержки. ра числа, входы элемента И-ИЛИ подключены к выходам счетчиков адреса записи и чтения, входы которых подключены к соответствующим выходам блокауправления и входам счетчика объема накопителя, сумматор, схему сравнения и блок анализа состояния накопителя, причем входы сумматора подключены к выходам счетчика адресачтения и счетчика объема накопителя,а выход - к схеме сравнения, второйвход которой соединен со счетчикомадреса записи, первый вход блока ана.лиза состояния накопителя подключенк блоку управления, а второй, третий и четвертый являются выходамисхемы сравнения 2.Недостатком данного устройстваявляется невозможность геометрической нормализации видеоинформациив нем, что сужает область примененияустройства,Геометрическая нормализация видеоинформации состоит в преобразованиикоординат элементов входного изображения согласно преобразованиямхф=(,з);Уф:21,У,где х, У - преобразованные коорди+наты отдельного элементавыходного изображения,х, У - координаты элемента вовходном изображении.110 59 ч 04 5 20 3Элемент изображения характеризуется соответствующим кодом оптической плостности.Цель изобретения - расширение области применения устройства путем5 реализации возможности геометрической нормализации записываемой видеоинформации.Поставленная цель достигается тем, что в буферное запоминающее 10 устройство, содержащее информационный накопитель, управляющие входы и выход которого подключены соответственно к первому и второму выходам и входу блока управления, информационные входы - к выходам входного регистра числа, информационные выходы - к входам выходного регистра числа, адресные входы - к выходам коммутатора адреса, первый адресный вход которого подключен к выходу счетчика адреса, управляющие входы коммутатора адреса соединены с третьим и четвертым выходами блока управления, вход счетчика адреса подключен к пятому выходу блока управ 25 ления и к первому входу счетчика числа ячеек памяти, второй вход которого подключен к шестому выходу блока управления, а выход - к входу блока анализа информации, выход которого является одним иэ выходов устройства, введены накопитель коэффициентов преобразования, сумматоР, синхронизатор и блок формирования номера фрагмента изображения, первый З 5 выход которого подключен к первому входу накопителя коэффициентов преобразования, второй и третий выходы соединены соответственно с первым и вторым входами синхронизатора, а 40 вход подключен к одному из выходов синхронизатора, третий вход которого соединен с шестым выходом блока управления, другие выходы синхронизатора соединены соответственно 45 с одними из входов сумматора и вторым входом накопителя коэффициентов преобразования, выход которого соединен с другим входом сумматора, первый выход которого подключен к 50 второмУ адресному входу коммутатора адреса, а второй выход соединен с третьим входом накопителя коэффициентов преобразования, четвертый вход которого является одним иэ входов 55 устройства.Блок формирования номера фрагмента иэображения содержит группу счетчиков, дополнительный сумматор, триггер, элемент И, причем счетный вход первого счетчика группы является входом блока, выход переноса подключен к счетному входу второго счетчика группы, к первому входу элемента И и является одним из выходов блока, разрядные выходы второго счетчика группы подключены к одним из входов дополнительного сумматора, выход переноса - к счетному входу третьего счетчика группы и к входу установки "0" триггера, единичный выход которого подключен к второ(му входу элемента И, выход переноса третьего счетчика группы подключей к счетному входу четвертого счетчика группы и к входу установки триггера, другие входы сумматора подключены к разрядным выходам четвертого счетчика группы, выходы дополнительного сумматора и элемента И являются другими выходами блока.Синхронизатор содержит первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы задержки, группу элементов И, причем вход второго элементл задержки является одним из входов и выходов синхронизатора, выход второго элемента задержки подключен к первым входам элементов И группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов НЕ и с входом первого элемента НЕ, третий вход одного из элементов И группы соединен с входом второго элемента НЕ, а выход - с входом первого элемента задержки, входы элементов НЕ являются другими входами синхронизатора, другими выходами которого являются выходы элементов И группы и первого элемента задержки.На фиг. 1 показан пример геометрической нормализации элемента изображения на фиг. 2 - структурная схема буферного запоминающего устройства, на фиг. 3 - 8 структурные схемы блока формирования номера фрагмента изображения, накопителя коэффициентов преобразования, сумматора, синхронизатора, блока анализа информации и блока управления соответственно.Необходимость преобразования координат элементов входного изображения возникает при компенсации геометрических искажений снимков их Фотограмметрического трансформирования или преобразования в одну.из картогра3 . 1105940 фических проекций. На фиг. 1, где показан номер геометрической нормализации-го элемента входного изображения с координатами х;,в соответствующий ему элемент выходного изображения с координатами х"., Ч, элементы изображений условно обозначены точками.При построчной развертке изоб" ражения элементы входного изображе ния (коды оптической плотности) поступают на обработку последовательно. При этом порядковый номер элемента однозначно определяют его координаты х,во входном изображении, Пусть 15 начало отсчета совмещено с первым элементом какой-либо строки входного изображения, тогда=1 еод в; 20- ( 25 где е - число элементов в строкеизображения;3 - операция выделения целойчасти числа.Последовательный характер поступления элементов входного изображения и выдачи их на регистрирующиеустройства позволяет операции пре- З 0образования координат эффективно производить с использованием буфернойпамяти. Геометрическая нормализацияможет производиться по методу прямого либо обратного преобразования,В случае использования метода пря"мого преобразования ячейки памяти накопителя, в которые заносятся кодыоптической плотности, соответствуютэлементам выходного изображения.При этом адрес каждой 1 -й ячейкипамяти может быть представлен в видедвух составляющих- старшие разряды, х - младшие разряды, соответствующих координатам данного элемента45в выходном изображении. Геометрическая нормализация по методу прямогопреобразования производится прй записи элементов входного изображенияв накопитель. Сдставляющие адресазаписи х .Уф каждого элемента вход.ного изображения определяются повыражению (1) подстановкой координатх, з данного элемента во входномизображении, для чего могут использоваться специализированные аппаратные средства,В процессе обработки по методупрямого преобразования, реализованному в предлагаемом устройстве, в ин.формационном накопителе Формируетсявыходное преобразованное изображение, выдача элементов которого мо"жет производиться считыванием изпоследовательно расположенных ячеекпамяти. В случае использования метода обратного преобразования ячейкипамяти накопителя соответствуютэлементам входного изображения, Можно показать, что методы прямого иобратного преобразования эквивалентныс точки зрения их аппаратной реализации.Буферное запоминающее устройство(фиг. 2) содержит информационныйнакопитель 1, входной регистр 2 числа, выходной регистр 3 числа, коммутатор 4 адреса, счетчик 5 адреса,блок 6 формирования номера фрагмента изображения, накопитель 7 коэффициентов преобразования, сумматор 8,синхронизатор 9, счетчик 10 числаячеек памяти, блок 11 анализа информации, блок 12 управления. Блоканализа информации имеет входы 13и 14, выход 15. Блок 12 управленияимеет входы 16 - 18 и выходы 19-25.Сумматор 8 имеет вход 26, выходы27 и 28, входы 29 - 31. Накопитель7 имеет выход 32, входы 33 - 36.Блок 6 формирования номера Фрагмента изображения имеет выход 37, вход38, выходы 39 и 40. Синхронизатор 9имеет выходы 41 - 45, входы 46 - 48,Накопитель 1 содержит матрицу 49памяти и блок 50 формирования вре"менной диаграммы.,Блок 6 формирования номера фрагмента изображения (фиг, 3) содержитгруппу счетчиков 51-54, дополнительный сумматор 55, триггер 56,элемент И 57.Накопитель 7 коэффициентов преобразования (фиг. 4) содержит восемьдополнительных накопителей 7 - 7.Сумматор 8 (фиг. 5) содержитблоки 58 - 63 суммирования, регистры 64 - 69,Синхронизатор 9 содержит (см.фиг. 6) первый 70 и второй 71 элементы НЕ, первый 72 и второй 73элементы задержки, группу элементовИ 74 - 76.Блок 11 анализа информации содержит (фиг. 7) блок 77 сравнения ирегистр 78. Блок 12 управления содержит (Фиг. 8) триггеры 79 и 80,элемент 81 задержки, элементы И 82 и Й 31105940 50 55 Рассмотрим работу буферного запоминающего устройства, реализующего метод прямого преобразования.При поступлении на обработку очередного элемента входного изображе ния в регистр 2 заносится код его оптической плотности, а на вход 17 блока 12 управления выдается сигнал запроса записи. В блоке 12 управления данный сигнал производит установку в единичное состояние триггера 79 и через выход 22 поступает на вход накопителя 1, запуская блок формирования 50 временной диаграммы. Единичный сигнал с выхода 19 блока 12 15 поступает на вход коммутатора 4 адре са, разрешая прохождение кода адреса записи с выхода 28 сумматора 8 на адресные входы накопителя 1, Составляющие кода адреса записи, со ответствующие координатам данного элемента в выходном изображении, вычисляются с помощью блоков 6 - 9согласно закону прямого преобразования координат. По окончании операции 25 записи с выхода накопителя 1 на вход 18 блока 12 поступает сигнал окончания цикла обращения, который через выход 24 блока 12 поступает на вход 46 синхронизатора 9, разрешая форми- ЗО рование блоками 6 - 9 адреса записи следующего элемента входного изображения, и на вход счетчика 10, увеличивая его содержимое на единицу. Проходя через элемент 81 задержки, с выхода 23 блока 12 сигнал окончания цикла обращения ИсполВзуется для разрешения формирования следующего запроса к устройству и сбрасывает в нулевое состояние триггер 79, В про цессе записи элементов входного изображения в накопителе 1 формируется выходное изображение. Выдача элементов выходного изображения производится из последовательно расположенных ячеек накопителя 1 при заполнении его до определенного объема, гарантирующего полноту формирования выдаваемой части выходного изображенияСигнал разрешения выдачи элемен)тов выходного изображения формируется на выходе 15 блока 11. Код объеа заполнения накопителя 1 с выходов счетчика 10 через вход 13 блока 11 поступает на первые входы блока 77 сравнения, на вторые входы которого с выходов регистра 78 поступает записанный в него перед началом работыкод требуемого объема заполнения.При превышении кода текущего объемазаполнения накопителя заданного кодаобъема на выходе блока 77 формируется сигнал разрешения выдачи элементов выходного изображения. При наличии этого сигнала на вход 16 блока12 управления поступает сигнал запроса считывания. В блоке 12 управленияданный сигнал производит установкув единичное состояние триггера 80 ичерез выход 21 блока 12 поступаетна вход накопителя 1, запуская блок50, Единичный сигнал с выхода 20блока 12 поступает иа вход коммутатора 4, разрешая прохождение кода адреса считывания с выходов счетчика 5на входы накопителя 1. По окончанииоперации считывания с выхода накопителя 1 на вход 18 блока 12 поступает сигнал окончания цикла обращения,который через выход 25 блока 12 поступает на вход счетчика 5, на выходах которого формируется адрес считьвания следующего элемента выходного иэображения, и на вход счетчика 10, уменьшая его содержимое наединицу. Проходя через элемент 81задержки, сигнал окончания циклаобращения сбрасывает в нулевое состояние триггер 80. Считанный кодоптической плотности элемент% выходного изображения заносится в регистр3 и далее выдается иэ устройства. В устройстве, реализующем геометрическую нормализацию по методуобратного преобразования, блоки 6 - 9служат для формирования адреса считывания элемента выходного изображения, а счетчик 5 - счетчика адресазаписи. В соответствии с этим выход24 блока 12 управления является выходом сигнала модификации адресасчитывания, выход 25 - выходом сигнала модификации адреса записи,вход 16 - входом сигнала запроса записи, вход 17 - входом сигнала запроса считьвания, выход 21 - выходомсигнала управления записью в накопителе 1, выход 22 - выходом сигнала управления считыванием. При этомработа всего устройства и его отдельных блоков происходит аналогично, как и при реализации методапрямого преобразования,Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства за 1105940ключается в реализации в нем возможности геометрической нормализации видеоинформации, что значительно повышает производительность и надежность систем обработки видеоинформа 1 Оции на основе предложенного устройства, позволяет строить их более гибкими и унифицированными, значительно снижает затраты на их производство и обслуживание.05940 г.Ю Составитель В. Рудаковедактор Т, Веселова Техред Л,Коцюбняк Корректор В. Гири одлисно илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,каз 5605/41 Тираж 575 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская