Устройство для экстремальной фильтрации

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах для обработки двумерных массивов данных, например, при обработке изображений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности изменения размерностей апертуры. Устройство содержит блок памяти 1, сумматоры 2, 3, коммутатор 4, блоки сравнения 5, 6, 7, счетчики 8 - 11, регистры 12, 13, 14, триггер 15, генератор импульсов 16, группы элементов И 17, 18, элементы И 19 - 23, элементы ИЛИ 24 - 28, элемент НЕ 29, элементы задержки 30, 31, 32, формирователь импульсов 33, входы задания длины строки 34 и столбца 35 апертуры, вход запуска 36, вход начальной установки 37, вход выбора режима 38, выход синхронизации 39, информационный выход 40, выход окончания работы 41. Операция экстремальной фильтрации (ЭФ) заключается в определении для каждого элемента исходного массива экстремального значения в некоторой окрестности, называемой апертурой данного элемента массива. Перед началом работы в блок памяти 1 заносится исходный массив, а в регистры 13 и 14 - размерности апертуры. При работе устройства происходит последовательный просмотр исходного массива и для каждого элемента этого массива - последовательный поиск экстремального значения в поле апертуры. Результат ЭФ формируется на выходе 40 устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 06 F 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4414086/24-24 (22) 25.04.88 (46) 15.0) .90. Бюл. II 2 (72) А.С.Гуляев, B.В."îãäàíîâ и А.А.Зенченко (53) 681 ° 325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 771665, кл. G 06 Г 7/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1244659, кл. G 06 F 7/04, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Э1(СТРЕИАЛЬНОЙ

ФИЛЬТР AIg% (57) Изобретение относится к вычислительной техникс и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах для обработки двумерных массивов данных, например, при обработке изображений. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воз можности изменения размерностей апертуры. Устройство содержит блок памяти 1, сумматоры 2, 3, коммутатор 4, блоки сравнения 5, 6, 7, счетчики

8 — 11, регистры 12, 13, 14, триггер

„.Я0„„1536371

15, генератор импульсов 16, группы элементов И 17, 18, элементы И 19—

23, элементы ИЛИ 24 — 28, элемент НЕ

29, элементы задержки 30, 31, 32, формирователь импульсов 33, входы задания длины строки 34 и столбца 35 апертуры, вход запуска 36, вход начальной установки 37, вход выбора режима 38, выход синхронизации 39, информационный выход 40, выход окончания работы 41. Операция экстремальной фильтрации (ЭФ) заключается в определении для каждого элемента исходного массива экстремального значения в некоторой окрестности, называемой апертурой данного элемента массива. а

Перед началом работы в блок памяти 1 заносится исходный массив, а в регистры 13 и 14 — размерности апертуры, При работе устройства. происходит пос- C ледовательный просмотр исходного массива и для каждого элемента этого массива - последовательный поиск экс- ® тремального значения в поле апертуры.

Результат ЭФ формируется на выходе 40 (ф устройства. 1 ил. Cb

1536371

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах для обработки двумерных массивов данных, например, для обработки изображений.

Цель изобретения = расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности изменения размерностей апертуры, (На чертеже приведена схема устройства °

Устройство содержит блок . - памяти, сумматоры 2 и 3, коммутатор 4,„ блоки сравнения 5 — I, счетчики 8 — 11, регистры 12 — 14„ триггер 15„ генератор 16 импульсов, группы 17, 18 элементов И, элементы И 19 — 23„ элементы ИЛИ 24 — 28, элемент НК 29, эле- 20 менты 30 — 32 задержки„ формирователь

33 импульсов, входы задания длины строки 34 и столбца 35 апертуры, вход

36 запуска, вход 37 начальной установки, вход 38 выбора режима,, выход 25

39 синхронизации, информационный выход 40, выход 41 окончания. работы.

Операция экстремальной фильтрации над двумерным массивом А размерностью

m « и заключается в следующем, Для каждого элемента массива а;;, где — 1,2,...,m, j = 1,2,„...n, определяется экстреяум среди элементов матрицы р «q (р, q — не .етные), называемой апертурой„ с центром в а;

*5

Устройство позво-:лет производить экстремальную фильтра..„.ю двумерных массивов, для которых числа m « n ецелые степени двойки, т.е. m =: 2 п 2 ", Счетчики 9 и 10 имеют соот40 ветственно 1„„и 1„разрядов, В бло— ке 1 памяти хранится исходный массив Л. В регистры 13 и 14 записываются приведенные размерности р u q матрицы-апертуры (максимальные смеще45 ния от центра апертупы),. а именно (р — 1)/2; q = q — 1) /2. Чис= ла из регистров 13 и i4 перецаются в счетчики 8 и 11 с инвертированием.

Счетчики 8 и 11 имеют дополнительный разряд по сравнению с регистрами 13 и 14 для представления знака числа.

Сумматоры 2 и 3 выполнены с представлением знака числа двумя разрядами.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства счетчики 9 и 10 и триг= åð 15 находятся в нулевом состоянии. При выполнении максимальной (минимальной) фильтрации на вход 38 выбора типа экстремума подается нулевой (единичный) уровень и сигналом начальной установки по входу 37 все разряды регистра 12 устанавливаются в нуле- " вое состояние; 1(роме того, сигнал начальной установки через элементы

ИЛИ 26 и 28 устанавливает знаковые разряды счетчиков 8 и Il в единичное состояние и открывает группы 17 и 18 элементов И, разрешая запись в счетчики 8 и 11 обратных кодов чисел, записанных в регистрах 13 и 14. Затем этот же сигнал начальной установки через элемент задержки 32 прибавляет единицу к содержимому счетчика !1 для корректировки содержимого счетчика 11 с целью обеспечения просмотра ровно q строк матрицы-апертуры.

После сигнала пуска по входу 36, который устанавливает триггер 15 в единичное состояние, импульсы от генератора 16 импульсов через элемент

И 22 поступают на счетный вход счетчика 8, Значения, находящиеся в счетчиках 8 и 11, поступают на сумматоры

2 и 3 соответственно. Иа эти же .сумматоры поступают и значения со счетчиков 9 и 10. Вычисленные сумматорами 2 и 3 значения представляют собой соответственно младшие и старшие разряды адреса элемента апертуры с центром в а;- (i и j — записаны в счетчиках 9 и 10). По данному адресу из блока 1 памяти выбирается значение, которое поступает на первую группу входов коммутатора 4, Если при сложении в каком-либо сумматоре сумма оказалась отрицательной или произошло переполнение, то это означает, что данный элемент апертуры находится за границей массива А, Об этом свидетельствует сигнал с выхода элемента ИЛИ 25, который поступает на управляющий вход коммутатора 4.

При этом значение текущего элемента апертуры с первой группы входов коммутатора 4 на его выход не поступает, а заменяется значением, установленным на входе 38, т.е, нулем при поиске максимума или максимальным числом при поиске минимума . Блок 5 сравнения выдает через элемент И 21 сигнал записи в регистр 12 числа, находяще" гося на выходе коммутатора 4, если

6371 6.5

5 153 это число больше (меньше — при поиске минимума) числа, находящегося в регистре 12.

В случае, когда при поступлении очередного импульса с генератора 16 содержимое счетчика 8 совпадает с содержимым регистра 13, сигнал с выхода блока 6 сравнения поступает на формирователь 33, который формирует импульс, записывающий повторно (через элемент 31 задержки, элемент ИЛИ

28 и группу 17 элементов И) в счетчик 8 обратный код числа (-р ). Этот же импульс с выхода элемента задержки 31 добавляет единицу в счетчик 11, что обеспечивает переход к просмотру следующей строки матрицы-апертуры.

Сигнал на выходе блока 7 сравнения появляется с переходом к просмотру последней строки апертуры. После окончания просмотра этой строки сигнал с выхода блока 6 сравнения, преобразуемый в импульс формирователем

33, через элемент задержки 31 и открытый элемент P. 23 формирует синхроимпульс на выходе 39 устройства, по которому с выходов 40 выводится результат, а также через элемент 30 задержки происходит установка регистра 12 в состояние, определяемое сигналом на входе 38 выбора типа экстремума, По этому же сигналу с выхода элемента И 23 происходит запись в счетчик 11 дополнительного кода числа (-q ), что подготавливает устройство к просмотру апертуры следующего элемента исходной матрицы А, 1(роме того, этот же импульс с выхода элемента И 23 прибавляет единицу в счетчик 9, переходя, таким образом, к следующему элементу матрицы А.

После просмотра всех элементов матрицы A сигнал переполнения с выхода счетчика 10 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние и поступает на выход 41 окончания. работы устройства. формула изобретения

Устройство для экстремальной фильтрации, содержащее блок памяти, два сумматора, коммутатор, первый блок сравнения, первый регистр, первый, второй и третий счетчики, генератор импульсов, триггер, элемент НЕ, четыре элемента И, первый и второй элементы ИЛИ, формирователь импульсов и первый элемент задержки, причем вход начальной установки устройства соединен с первым входом первого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первоГо и второго элементов И, выходы которых соединены с входами установки разрядов первого регистра соответственно в единичное и нулевое состояние, вход синхронизации которого подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого блока сравнения, выход генератора импульсов соединен с синхровходом триггера и первым входом четвертого элемента И, вход запуска устройства соединен с D-входом триггера, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и счетным входом первого счетчика, вход задания режима устройства соединен со всеми информационными входами первой группы коммутатора, вторым входом первого элемента И и через элемент ИЕ с вторым входом второго элемента И, выход переполнения второго счетчика соединен со счетным входом третьего счетчика, выход переполнения которого является выходом окончания работы устройства и соединен с R-входом триггера, выходы разрядов второго и третьего счетчиков соединены с первыми группами входов соответственно первого и второго сумматоров, выходы разрядов которых соединены с группами соответственно младших и старших разрядов адреса блока памяти, группа выходов которого соединена с второй группой информационных входов коммутатора, выходы которого соединены с входами первой группы первого блока сравнения и информационными входами первого регистра, выходы разрядов которого являются информационными вьгходами устройства и соединены с входами второй группы первого блока сравнения, выходы знаковых разрядов первого и второго сумматоров соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, выход синхронизации устройства объединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью расширения функциональных

1536371

Составитель В. "îðîõîâ

Редактор И. Недолуженко Техрсд М. Коданнч

Корр ект ор С . Черни.

Заказ 108

Тираж 551

Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101 в зможностей за счет обеспечения вфзможности изменения, размерностей апертуры, в него введены второй и третий регистры, четвертый счетчик, второй и третий блоки сравнения„ пятый элемент И, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ, второй и третий э1пементы задержки, первук и вторую группы элементов И, причем группы взводов задания длины строки и столб а апертуры устройства соединены с руппами информационных входов соотетственно второго и третьего регистов, инверсные выходы соответственно

-го и j-го разрядов которых„ где ю1.рв 3 — 1ю ;» в1 в рэ, аксимальные длины строки и столбца пертуры соответственно, соединены оответственно с i-м и j-м входами ервой группы соответственно второго третьего блоков сравнения и с перыми входами соответственно i-го и

-ro элементов И соответственно перой и второй группы, выходы которых 25 оединены с информационными входами "оответственно i-го u j-ro разрядов соответственно первого и четвертого четчиков, выходы разрядов которых соединены с вторыми группами входов 30 соответственно первого и второго сумматоров и соответственно второго и третьего блоков сравнения, выходы которых соединены с входами соответственно формирователя импульсов и пятого элемента И, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, счетным входом второго счетчика и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами всех элементов И второй группы, информационным входом старшего разряда четвертого счетчика и, через второй элемент задержки— с первым входом четвертого элемента

ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом четвертого счетчика; выход формирователя импульсов соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, вторым входом четвертого элемента ИЛИ и первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом старшего разряда первого счетчика и вторыми входами всех элементов И первой группы, вход начальной установки устройства соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов ИЛИ.