Буферное запоминающее устройство

 

1. БУФЕРНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее информационный накопитель, управляющие входы и выход которого подключены соответственно к первомуи второму выходам и входу блока управления, информационные входы - к выходам входного регистра числа, инфо1391ационные выходы - к входам выходного регистра числа , адресные входы - к выходам коммутатора адреса, первый адреснЬш 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 управления и к первому входу счетчика числа ячеек памяти, второй вход которого подклюiчен к шестому выходу блока управле:ння , а выход - к входу блока анали .за информации, выход которого явля:ется одним из выходов устройства, :отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем реализации возмож ,ности геометрической нормализации записываемой видеоинформации, в него введены накопитель коэффициентов преобразования, сумматор, синхронизатор и блок формирования номера фрагмента изображения, первый выход которого подключен к первому входу накопителя коэффициентов преобразования , второй и третий вьпсоды соединены соответственно с первым и вторым входами синхронизатора, а вход подключен к одному из выходов синхронизатора , третий вход которого соединен с. шестым выходом блока управления , другие выходы синхронизатора соединены соответственно с одними из входов сумматора и вторым входом накопителя коэффициентов преобразования , выход которого соединён с другим входом сумматора первьй выход (Л которого подключен к второму адресному ВХОДУ коммутатора адреса,, а второй выход соединен - с третьим входом накопителя коэффициентов пре§ образования, четвертый вход кото ,рого является одним из входов устройства . о сд 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок форсо мирования номера фрагмента изображения содержит группу счетчиков, дополо нительный 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 О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (д) G 11 С 9/00

Г .фЕ списочник изоБРеткния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьнhd>.> <. +j$

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

° ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3528241/18-24 (22) 24 ° 12.82 (46) 30.07.84. Бюл. )) 28

1(72) В.П. Андреев, А.И. Беляков, В.В. Еремеев и О.Г. Светников (53) 681.327(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 824305, кл. G 11 С 11/00, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

9 822293, кл. G 11 С 17/00, 1981 (прототип). (54) (57) 1. БУФЕРНОЕ ЗАПОМИНАНМЦЕЕ

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, инфоф 4ационные 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 управления и к первому входу счетчика числа ячеек памяти, второй вход которого подклю,чен к шестому выходу блока управления, а выход — к входу блока анали,за информации, выход которого явля.ется одним из выходов устройства, . о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства путем реализации возмож, ности геометрической нормализации

1 записываемой видеоинформации, в него введены накопитель коэффициентов преобразования, сумматор, синхронизатор и блок формирования номера фрагмента изображения, первый выход которого подключен к первому входу накопителя коэффициентов преобразования, второй и третий выходы соединены соответственно с первый и вторым входами синхронизатора, а вход подключен к одному из выходов синхро" низатора, третий вход которого соединен с.шестым выходом блока управления, другие выходы синхронизатора соединены соответственно с одними из входов сумматора и вторым входом накопителя коэффициентов преобразования, выход которого соединен с другим входом сумйатора первый выход которого подключен к второму адресному входу коммутатора адреса,. а второй выход соединен-с третьим входом накопителя коэффициентов преобразования, четвертый вход кото,рого является одним из входов устройства.

2. Устройство по и. 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

1105940

30 триггера, единичный выход которого подключен к второму входу элемента

И, выход переноса третьего счетчика группы подключен к счетному входу четвертого счетчика группы и к входу установки "1" триггера, другие входы сумматора подключены к разрядным выходам четвертого счетчика группы, 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 чем, 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. 5

Известно 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- 15 сам — в порядке поступления элементов (17.

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, 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 выходс входом первого элемента задержки, входы элементов HE являются другими входами синхронизатора, другими выходами которого являются выходы элементов 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 блока управления и входам счетчика объема накопителя, сумматор, схему сравнения и блок анализа состояния накопителя, причем входы сумматора подключены к выходам счетчика адреса чтения и счетчика объема накопителя, а выход — к схеме сравнения, второй вход которой соединен со счетчиком адреса записи, первый вход блока анализа состояния накопителя подключен к блоку управления, а второй, третий и четвертый являются выходами схемы сравнения f2).

Недостатком данного устройства является невозможность геометрической нормализации видеоинформации в нем, что сужает область применения устройства.

Геометрическая нормализация видеоинформации состоит в преобразовании координат элементов входного изображения согласно преобразованиям х = f1 (x,3);

«= 2(Х,, где x, v — преобразованные коорди—

+ наты отдельного элемента выходного изображения, х, У вЂ” координаты элемента во входном изображении.

110

10!

3

Элемент изображения характеризуется соответствующим кодом оптической плостности.

Цель изобретения — расширение области применения устройства путем

5 реализации возможности геометрической нормализации записываемой видеоинформации.

Поставленная цель достигается тем, что в буферное запоминающее 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 управ25 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 З5 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

5940 4 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 сумма-.ора 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 элемента 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 фотоФ грамметрического трансформирования или преобразования в одну.из картогра1105940 фических проекций. На фиг. 1, где показан номер геометрической нормалиI зации -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 изображения элементы входного изображе- 10 ния (коды оптической плотности) поступают на обработку последовательно.

При этом порядковый номер элемента однозначно определяют его координаты х, 3 во входном изображении. Пусть 15 начало отсчета совмещено с первым элементом какой-либо строки входного изображения, тогда =imod rn, 20 — (25 где rn — число элементов в строке изображения;

j g - операция выделения целой части числа.

Последовательный характер поступления элементов входного изображения и выдачи их на регистрирующие устройства позволяет операции пре- З0 образования координат эффективно про-изводить с использованием буферной памяти. Геометрическая нормализация может производиться по методу прямого либо обратного преобразования. В случае использования метода пря мого преобразования ячейки памяти накопителя, в которые заносятся коды оптической плотности, соответствуют элементам выходного изображения.

При этом адрес каждой 1 -й ячейки памяти может быть представлен в виде двух составляющих 3 — старшие разряды, х; младшие разряды, соответствующих координатам данного элемента

45 в выходном изображении. Геометрическая нормализация по методу прямого преобразования производится при записи элементов входного изображения в накопитель. Составляющие адреса записи х» У+ каждого элемента вход.ного изображения определяются по выражению (1) подстановкой координат х, з данного элемента во входном изображении, для чего могут использоваться специализированные аппарат- ные средства.

В процессе обработки по методу прямого преобразования, реализованному в предлагаемом устройстве, в информационном накопителе формируется выходное преобразованное изображение, выдача элементов которого мо" жет производиться считыванием из последовательно расположенных ячеек памяти. В случае использования метода обратного преобразования ячейки памяти накопителя соответствуют элементам входного изображения. Можно показать, что методы прямого и обратного преобразования эквивалентны с точки зрения их аппаратной реализации.

Буферное запоминающее устройство (фиг. 2) содержит информационный накопитель 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 числа ячеек памяти, блок 11 анализа информации, блок 12 управления. Блок анализа информации имеет входы 13 и 14, выход 15. Блок 12 управления имеет входы 16 — 18 и выходы 19-25.

Сумматор 8 имеет вход 26, выходы

27 и 28, входы 29 — 31. Накопитель

7 имеет выход 32, входы 33 — 36.

Блок 6 формирования номера фрагмента изображения имеет выход 37, вход

38, выходы 39 и 40. Синхронизатор 9 имеет выходы 41 — 45, входы 46 - 48.

Накопитель 1 содержит матрицу 49 памяти и блок 50 формирования вре" менной диаграммы., Блок 6 формирования номера фрагмента изображения (фиг. 3) содержит группу счетчиков 51-54, дополнительный сумматор 55, триггер 56, элемент И 57.

Накопитель 7 коэффициентов преоб разования (фиг. 4) содержит восемь дополнительных накопителей 7 — 7 .

Сумматор 8 (фиг. 5) содержит блоки 58 — 63 суммирования, регистры 64 — 69.

Синхронизатор 9 содержит (см. фиг. 6) первый 70 и второй 71 элементы НЕ, первый 72 и второй 73 элементы задержки, группу элементов

И 74 — 76.

Блок 11 анализа информации содержит (фиг. 7) блок 77 сравнения и регистр 78. Блок 12 управления содержит (фиг. 8) триггеры 79 и 80, элемент 81 задержки, элементы И 82 и 83..

1105940

55

Рассмотрим работу буферного запоминающего устройства, реализующего метод прямого преобразования.

При поступлении на обработку очередного элемента входного изображе- 5 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 установ-10 ку 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 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- 20 ответствующие координатам данного элемента в выходном изображении, вычисляются с помощью блоков 6 - 9 согласно закону прямого преобразования координат. По окончании операции 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- 30 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- 40 цессе записи элементов входного изображения в накопителе 1 формируется выходное изображение. Выдача элементов выходного изображения производится из последовательно распо- 45 ложенных ячеек накопителя 1 при заполнении его до определенного объема, гарантирующего полноту формирования выдаваемой части выходного изображения °

Сигнал 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 работы код требуемого объема заполнения.

При превышении кода текущего объема заполнения накопителя заданного кода объема на выходе блока 77 формируется сигнал разрешения выдачи элементов выходного изображения. При наличии этого сигнала на вход 16 блока

12 управления поступает сигнал запро са считывания. В блоке 12 управления данный сигнал производит установку в единичное состояние триггера 80 и через выход 21 блока 12 поступает на вход накопителя t, запуская блок

50. Единичный сигнал с выхода 20 блока 12 поступает иа вход коммутатора 4, разрешая прохождение кода адреса считывания с выходов счетчика 5 на входы накопителя 1. По окончании операции 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 считывания следующего элемента выходного иэображения, и на вход счетчика 10, уменьшая его содержимое на единицу. Проходя через элемент 81 задержки, сигнал окончания цикла обращения сбрасывает в нулевое состояние триггер 80. Считанный код оптической плотности элемент выходного изображения заносится в регистр

3 и далее выдается иэ устройства.

В устройстве, реализующем геометрическую нормализацию по методу обратного преобразования, блоки 6 — 9 служат для формирования адреса считывания элемента выходного изображения, а счетчик 5 — счетчика адреса записи. В соответствии с этим выход

24 блока 12 управления является выходом сигнала модификации адреса считывания, выход 25 — выходом сигнала модификации адреса записи, вход 16 — входом сигнала запроса записи, вход 17 — входом сигнала запроса считывания, выход 21 — выходом сигнала управления записью в накопителе 1, выход 22 — выходом сигнала управления считыванием. При этом работа всего устройства и его отдельных блоков происходит аналогично, как и при реализации метода прямого преобразования.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства за1105940 ключается в реализации в нем возможности геометрической нормализации видеоинформации, что значительно повышает производительность и надежность систем обработки видеоинформа- 5

1О ции на основе предложенного устройства, позволяет строить их более гибкими и унифицированными, значительно снижает затраты на их производство и обслуживание.

1105940! 105940

Составитель В. Рудаков

Техред Л.Коцюбняк Корректор В. Гирняк

Редактор Т, Веселова

Заказ 5605/41 Тираж 575 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4