Логическая ячейка для распознающей матрицы

 

Изобретение относится к вычислит 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 изображений . Указанная цель достигается тем,- что в логическую ячейку для распознающей матрицы дополнительно введены второй и третий элементы И, пятый элемент ИЛИ и элемент НЕ, вход котог рого является пятым управляющим входом ячейки, а его выход соединен с первым входом трётьег о 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 ячейке для распознакщей матрицы реализуется логическая функция Z (xfvf) (av улХЬу yj)(cV Уп)(ауу„), где f, d, с, Ь, асигналы, поступающие на управляющие входы ячейки для распознающей матрицы, Z - информационный выход ячейки, ах, уд, Уц, У у - сигналы, поступающие на инфорь ационные входы ячейки. Однородная вычислительная среда, организованная из таких ячеек, может быть использована в качестве решающего поля, в матричных процессорах, предназначенных для массовой обработки информации в системах цифровой обработки видеоинформации, обработки матричных структур данных в САПР и т.п. 2 шт., 2 табл. сл s3 СХ) со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (я) 4 С 06 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н- ASTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4190068/24-24 (22) 30.01.87 (46) 23.07.88. Бюл. Ф 27 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) Т.В.Волченская, В.С.Князьков, В.Н.Егоров и А.В.Голова (53) 681 ° 391.19 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 666555, кл. G 06 К 9/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1092536, кл. G 06 К 9/00, 1982; (54) ЛОГИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ РАСПОЗНАЮЩЕЙ МАТРИЦЫ (57) Изобретение относится к вычисли

1(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 распознающей 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 ячейке для распознающей матрицы реализуется логическая функция Z = (xf v f) (av у() (Ьч у ) (ск у„) (dv у„), где

f, d, с, Ь, а — сигналы, поступающие ва управляющие входы ячейки для распознающей матрицы, Z — - информационный выход ячейки, а х, уд, y„, у, 2 у„ — сигналы, поступающие на инфорМационные входы ячейки. Однородная вычислительная среда, организованная иэ таких ячеек, может быть использована в качестве решающего поля. в матричных процессорах, предназначенных для массовой обработки информации в системах цифровой обработки видеоинформации, обработки матричных структур данных в САПР и т.п. 2 ил., .2 табл.

1411789

20 у ° ys °

Н вЂ” информационные сигналы, поступающие соответственно на информационные входы (Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для параллельной обработки информации в устройствах распознавания.

Цель изобретения — расширенйе области применения за счет обеспечения возможности сдвига информации в рас1 познающей матрице для преобразования изображений.

На фиг. 1 представлена функциональная схема одной логической ячей1 ки, распознающей матрицы; на фиг.2 функциональная схема структурной матрицы. Логическая ячейка (фиг.1) имеет управляющие входы 1-5 информационный вход 6, информационные выходы 7-11, информационные входы 12-15.

Логические ячейки 16 подключены к управляющим входам 17-21 распознающей матрицы (фиг.2).

Каждая логическая ячейка 16 содержит с первого по пятый элементы

ИЛИ 22-26 с первого по третий элементы И 27-29 и элемент НЕ 30.

Распознающая матрица (фиг.2) состоит из множества одинаковых логических ячеек 16.и организована следующим образом. Управляющие входы

1-5 каждой ячейки подключены соответ .ственно к управляющим входам 17-21 распознающей матрицы. Информационные вход 6 и выход 7 каждой ячейки служат соответственно для ввода и вы-З5 вода данных от внешних источников ! или к внешним приемникам информации, а информационные выходы 8-11 каждой ячейки подключены соответственно к информационным входам 12-15 ячеек . 40

Э являкщихся соседними сверху, справа, ! снизу и слева.

Логическую функцию, которую реализует предлагаемая ячейка, можно записать в виде

Z - (xfy f) (ач ул) (bч уь (сy У„) (d v y„) (1) где Е, d, с, Ъ, а " управляющие curHBJIbl п стУ аю- 50 щие на управляющие входы 1-5 ячейки;

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

1Л 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 f.

В режиме селекции элементов изображения на управляющий вход 17 распознающей матрицы подается управляющий сигнал f = 1.Функция (1), реализуемая каждой ячейкой распознающей матрицы, принимает вид

Z = х(а ч у„) (b v У ) (c v y„) (d y У„) (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, b О, с О и и = О ввиду наличия соединений с управляющими входами ячеек матрицы эти сигналы поступают одновременно на управляющие входы 2-5 каждой ячейки матрицы. При этом

Z 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 . вует на выходе только тех ячеек, на вход которых поступил элемент цифрового изображения, являкщийся точкой пересечения.

При поступлении команды управления а Ь с = 0 и d = 1 сигнал з

1Д

Z = 1 появляется на выходах 7 тольФ ко тех ячеек, для которых выполняется у = у = у = 1 что соответстл в вует точкам разветвления вверх.

При поступлении команды уцравления а = с = d = О и Ь = 1 сигнал

Z = 1 появится íà выходах 7 только тех ячеек, для которых выполняется у = у = у = 1 что соответствует л 8 и точкам 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 f О.

Функция (1), реализуемая каждой ячейкой матрицы, принимает при f = О вид

Z = (а ч y„) (b v у, ) (c ч у„) (dч у„) (3)

Таким образом, в этом случае на выходе 7 каждой ячейки формируется

1 результат 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.

Устройство работает следующим образом.

Для реализации операции пространственного сдвига вверх достаточно на управляющие входы 18-21 матрицы подать сигналы а = b = с = 1 и d = О.

При этом на выходе 7 каждой ячейки распознающей матрицы формируется сигнал 2 = уя, т.е. значение элемента массива данных, поступающего на вход 6 соседней снизу ячейки. Таким образом, на выходе i, j-й ячейки формируется значение (i,j+1)-го элемента массива, на выходе (i,j+1)ячейки — значение (i j+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 выполняются

11789

50 рым, третьим и четвертым информаци55 онными входами ячейки, о т л и ч а ю5

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.

1 По 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 решакицие 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 ИЛИ являются соответственно первым, втощ 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 второго и третьего элементов И соединены с входами пятого элемента ИЛИ, выход которого является первым информационным выходом ячейки„ второй, третий, четвертый и пятый информационные выходы которого подключены к третьему входу второго элемента И.

Таблица 1

Выделяемые элементы Условные обознаJ (Точки пересечения

Точки разветвления,вверх вниз влево вправо

Углы нижний правый верхний правый нижний левый верхний левый

Линии

0 1

) 1 0 точка горизонтали

0 точка вертикали разования изображений, в нее введены второй и третий элементы И, пятый элемент ИЛИ и элемент НЕ, вход которого является пятым управляющим вхсцом ячейки и подключен к первому входу второго элемента И, выход элемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу пе1>ного элемента И и второму входу (Управлякицие сигналы

0 0 0 0 1

0 0 0 1 1

0 1 0 0 1

0 0 1 0 1

1 0 0 0 1

0 0 1 1 1

0 1 1 0 1

1 0 0 .1

1 1 0 0 1

1411789

Таблица 2

Управляющие сигналы ь c а

Сдвиг а f

1 1 1 0 0

1 1 0 1 0

1 0 1 1 0

0 1 1 1 0

Вверх

Влево

Вниз

Вправо

12(ю) 13(Ы Я(у ) 1S(g ) С

И

Составитель Т.Ничипорович

Редактор Н.Лаэоренко Техред Л.Сердюкова Корректор В.Романенко

Закаэ 3658/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открь тий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэвадственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4