Устройство для экстремальной фильтрации

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных,например изображений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет динамического изменения апертуры экстремальной фильтрации . Экстремальная фильтрация заключается в определении для каждого элемента исходного массива экстремального значения в некоторой окрестности , называемой апертурой, данного элемента массива. Устройство содержит блоки памяти 1,2, счетчики 3,4,5, сумматоры 6,7,8, коммутаторы 9,10, блок сравнения 11, регистры 12,13, генератор импульсов 14, триггер 15, однонибратор 16, элементы И 17-20, ИЛИ 21,22, НЕ 23, элемент задержки 24. При работе устройства последовательно просматривается исходный массив, и для каждого элемента этого массива ведется последовательный поиск экстремального значения в поле апертур. Различные допустимые апертуры, определяемые размерами матрицы по абсциссе и ординате, выбираются путем задания начального адреса области памяти БП 2, в которой хранятся смещения адресов относительно центра апертуры для всех точек этой апертуры. 1 ил., 1 табл. а № fO (Л

СО 03 COBETCRHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) + (Ill (51) 4 С 06 F 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТйй (21) 4180795/24-24 (22) 19.01.87 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (72) А.В. Василькевич и В.М. Крищинин (53) 681.325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 711665, кл. G 06 F 7/04, 1978, Авторское свидетельство СССР

Ф 1244659, кл. G 06 F 7/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ

ФИЛЬТРАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных,например изображений. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет динамического изменения апертуры экстремальной фильтрации. Экстремальная фильтрация заключается в определении для каждого элемента исходного массива экстремального значения в некоторой окрестности, называемой апертурой, данного элемента массива. Устройство содержит блоки памяти 1,2, счетчики 3,4,5, сумматоры 6,7,8, коммутаторы 9, 10, блок сравнения 11, регистры 12, 13, генератор импульсов 14, триггер 15, одновибратор 16, элементы И 17-20, ИЛИ 21,22, НЕ 23, элемент задержки 24.

При работе устройства последовательно просматривается исходный массив, и для каждого элемента этого массива ведется последовательный поиск экстремального значения в поле апертур. Pasличные допустимые апертуры опреде- с

Ж ляемые размерами матрицы по абсциссе и ординате, выбираются путем задания начального адреса области памяти БП 2, в которой хранятся смещения адресов относительно центра апертуры для всех точек этой апертуры. 1 ил., 1 табл. и щ"

1413621

Данные

0 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 О 0

0 0 0 0 0 0 0 0 1

Устройство работает следующим образом.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в специализи рованных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных, например иэображений, Целью изобретения является распп рение функциональных возможностей за счет динамического изменения апертуры10

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство содержит блоки 1 и 2 памяти, счетчики 3-5, сумматоры 6-8, коммутаторы 9 и 10 блок 11 сравнения 15 регистры 12, 13, генератор 14 импуль- . сов, триггер 15, одновибратор 16, элементы И 17-20, элементы ИЛИ 21 и 22, элемент HE 23, элемент 24 задержки, вход 25 запуска, вход 26 начальной 20 установки, вход 27 выбора режима, вход 28 задания апертуры, вход 29 управления записью апертуры, адресные входы 30, вход 31 управления вводом исходных данных, вход 32 исходных данных, вход 33 синронизации исходных данных, выход 34 синхронизации, выход 35 результата, выход 36 окончания работы устройства.

Операция экстремальной фильтрации >Q над двумерным массивом A(n,m) заключается в том,что для каждого элемента массива а;- (i=1»...,и, j=1»...m)

13 определяется экстремум среди элементов матрицы размерностью р х q (р,q— нечетные), называемое апертурой, с центром в а; )

Устройство позволяет производить экстремальную фильтрацию двумерных массивов, для которых числа и и m — 40 цел е степени двойки, т.е. п=2

e„„

m=2, и с различными наборами чисел р и с „, k 1,2,...k (k — максимальное количество различных обеспечиваемых апертур). Счетчик 3 имеет емкость N>= 45

= k " (р„-q ), т.е. количество то" чек, в самой большой возможной апертуре счетчики 4,5 имеют соответственно

1 „ и 1,„ разрядов. В блоке 2 памяти, который может быть выполнен в виде

ПЗУ, находятся смещения адресов точек апертуры относительно ее центральной точки для всех возможных апертур, причем в младших 1„+1 разрядах записаны (со знаком) смещения адресов по абсцис,. се, в следующих разрядах — с (1„+2)-, го по (1„+1„, +2) -й — по ординате.

Смещение точек апертур записаны в блоке 2 памяти в виде непрерывных областей размерам (р х q„+1) слов

М, для acex k возможных апертур. причем в последнем слове каждой области записано число, в (1.,+1„ +3)-и разряде которого единица, остальные разрядынулевые.

Для двух возможных апертур (Зх1) и (ЗхЗ), т.е. pÄ =3, q„=1, р =3, q =3 блок памяти 2 может содержать данные (1„=1 =3), которые приведены в таблице.

3 1 0 0 0 0 0 0 0 0

401111 1111

5011110000

6011110001

7000001111

8 000000000

9 000000001

10000011111

11 000010000

13 1 00000000

Перед началом работы в блок 2 памяти заносится исходный массив А (ло входу 32 - очередное значение, г r:: оду 30 — его адрес), в .регистг " заносится начальный адрес обл сти блока

2 памяти, в которой записаны смещения адресов для выбранной аппаратуры (например, при необходимости провести фильтрацию с апертурой ЗхЗ в регистре

13 заносится число 4), Сигналом по входу 26 обнуляются счетчики 3,4 и 5, а соответствующим сигналом на входе

27 в регистре 12 устанавливается нулевое значение при выполнении максимальной фильтрации, и состояние все единицы при выполнении минимальной фильтр ации, После сигнала пуска по входу 25, который устанавливает триггер 15 в

1413 единичное состояние„импульсы от генератора 14 через элемент И 17 поступают на счетный вход счетчика 3. Значение, находящееся в счетчике 3, складывается сумматором 8 с начальным адресом смещений адресов для выбранной апертуры и поступает на адресные входы блока 2 памяти, из которого выбираются смещения координат соответствующих элементов матрицы апертуры, Эти смещения затем складываются сумматорами 6 и 7 с координатами текущего значения элемента массива а", на.ходящимися в счетчиках 4 и 5. Вычисленные значения представляют собой младшие и старшие разряды элемента массива, а", который выбирается из » У блока 1 памяти и поступает на первую группу входов коммутатора 9, Если при сложении в каком-либо сумматоре

6 или 7 сумма оказалась отрицательной или произошло переполнение, (для фиксации которого в сумматорах предусмотрено два знаковых разряда), то 25 данный элемент матрицы апертуры находится за границей массива,А. Сигнал об этом с выхода элемента ИЛИ 21 поступает на управляющий вход каммутатоI .ра 9, при этом на его выходах значе- g{) ние а" заменяется значением устаl1

Э новленным на входе 25, т,е. нулем при поиске максимума и максимальным числом — при поиске минимума. Блок 11 сравнения выдает через элемент И 18

I сигнал записи в регистр 12 числа, находящегося на выходе коммутатора 9, если это число больше (меньше — при поиске максимума), чем в регистре 12.

По окончании поиска экстремума сре @O ди всех элементов матрицы апертуры из блока памяти 2 выбирается слово, в старшем разряде которого единица, поступающая на вход одновибратора 16.

Одновибратор 16 вырабатывает синхроимпульс на выходе 34 устройства,по которому с выходов 35 может быть считая результат, Этот же импульс обнулит счетчик 3 и через элемент 24 задержки вновь установит регистр 12 в состояние, определяемое сигналом на входе 27, и прибавит единицу в счетчике 4, переходя, таким образом, к следующему элементу а „ . После про1,»»+» смотра всех элементов массива А сигнал переполнения с выхода счетчика 6 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние и поступает на выход 36 устройства.

621

Формула изобретения устройство для экстремальной фильтрации, содержащее два блока памяти, три счетчика, два су-мматора, первый коммутатор, блок сравнения, первый регистр, генератор импульсов, триггер, одновибратор, элемент задержки, четыре элемента И, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И и входом синхронизации триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с синхровходом первого регистра, выходы разрядов которого являются выходами результата устройства и соединены с информационными входами первой группы блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход одновибратора является выходом синхроимпульсов устройства и через элемент задержки соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и счетным входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом третьего счетчика, выход переполнения которого является выходом окончания работы устройства и соединен с входом установки в нулевое состояние триггера, информационный вход которого подключен к входу запуска устройства, выходы разрядов второго и третьего счетчиков соединены с входами первых групп соответственно первого и второго сумматоров, знаковые выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, выходы первого блока памяти соединены с информационными входами первой группы первого коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами первого регистра и информационными входами второй группы блока сравнения, управляющий вход которого объединен с первым входом третьего элемента И, входом элемента НЕ, информационными входами второй группы первого коммутатора и подключен к входу выбора режима устройства, выход элемента НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И, вход

Составитель В. Горохов

Техред H. Верес Корректор Л. Пилипенко

Реда.ктор М. Келемеш

Заказ 3786/51 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенич и открытий

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

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

5 14136 начальной установки устройства соединев с вторым входом первого элемента

ИПИ, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого эле5 ментов И, выходы которых соединены с входами установки первого регистра соответственно в единичное и нулевое состояния, выходы младших разрядов второго блока памяти соединены с вхо-1п дами второй группы первого сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности динамического изменения апер-15

1 туры, в него введены третий сумматор, второй коммутатор и второй регистр, причем входы задания апертуры и управления записью апертуры устройства соединены соответственно с информат ,ционными входами и входом синхрониза;ции третьего регистра, выходы разрядов третьего регистра и первого счетчика соединены с входами соответственно первой и второй групп третьего т сумматора, выходы которого соединены с адресными входами второго блока па21 6 мяти, выход старшего разряда которого соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с входом устаковки в нулевое состояние первого счетчика, выходы старших разрядов второго блока памяти, кроме самого старшего разряда, соединены с входами второй группы второго сумматора, выходы разрядов мантисс первого и второго сумматоров соединены соответственно с информационными входами первой группы младши и старших разрядов второго коммутатора, выходы которого соединены с адресными входами первого блока памяти, информационные входы второй группы и управляющий вход второго ком-мутатора являются соответственно адресными входами и входом управления вводом исходных данных устройства, ин= формационные входы и вход управления записью первого блока памяти являются соответственно входами исходных данных и входом синхронизации исходньгх данных устройства, вход начальной установки устройства соединен с входами установки в нулевое состояние всех счетчиков.