Устройство для ортогонального преобразования цифровых сигналов по уолшу на скользящем интервале

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использоваяо для цифровой обработки сигналов , четных и нечетных последовательностей , в системах обработки изображений , для цифровой фильтрации, сжатия информации, спектрального и корреляционного анализа, в системах связи и т.д. Целью изобретения является расширение области применения за счет вычисления коэффициентов , упорядоченных по четным и нечетным функциям (для определения чет ЕЫХ и нечетных последовательностей). Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит регистры 1...1, сумматоры-вычитатели к, коммутаторы , регистр 4, реверсивный регистр 5 сдвига, первый 6 и второй 7 коммутаторы. 3 ил. 9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 111) (1), с 06 Р 15/332

Д ц м J 1 4 +1 цг

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BT0PCHGNIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4333497/24 (22) 05.10;87 (46) 07.01.91. Бюл. У 1 (») Институт кибернетики им.В.Y.Ãëóøêîâà (72) Л.A.Ãíàòèâ, И.А.Гнатив и Г.Я.Ширмовский (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 620974, кл. G 06 F 15/332, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 744555, кл. Г 06 F 15/332, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРТОГОНАЛЬНОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ Щ1ФРОВКХ СИГНАЛОВ ПО

УОЛШУ НА СКОЛЬЗЯЩЕМ ИНТЕРВАЛЕ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-.

2 зовано для цифровой обработки сигналов, четных и нечетных последовательностей, в системах обработки изображений, для цифровой фильтрации, сжатия информации, спектрального и кор— реляциочного анализа, в системах связи и т.д. Пелью изобретения является расширение области применения за счет вычисления коэффициентов, упорядоченных цо четнь|м и нечетным функциям (для определения чет" ных и нечетных последовательностей).

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит регистры сумматоры-вычитатели 2 -2, коммутаторы 3 -Зк, регистр 4, реверсивный регистр 5 сдвига, первый

6 и второй 7 коммутаторы, 3 ил.

1619298

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для цифровой обработки сигналов, четных и нечетных последовательностей, в системах обработки изображений, для цифровой фильтрации, сжатии информации, спектрального и корреляционного анализа, в системах связи и 10 т.д.

Цель изобретения — расширение области применения за счет вычисления коэффициентов преобразования, упорядоченных по четным и нечетным 15 функциям (для определения четных и нечетных последовательностей), На фиг. 1 представлен граф быстрого преобразования Уолща с четно-нек четным упорядочением для N(N=2 )= 8 20 от послеловательности (x(l)-:x(8)j, на фиг. 2 — граф быстрого преобразования Уолша с четно-нечетным упорядочением на скользящем интервале для

N = 4 от последовательностей gx(1)-: 25 —:х (4), f õ (2) —:х (5)j, х (3) —:х (6)$; на фиг. 3 — фукнцйональная схема устройства.

Устройство (фиг.3) содержит группу из К регистров 1(-1 у группу из

К сумматоров-вычитателей 2 — 2к, группу из К коммутаторов 3 -31,, регистр

4, реверсивный регистр 5 сдвига и коммутаторы 6 и 7, информационный вход 8, выходы 9 и 10 коэффициента четной и нечетной функции, счетчик 11 и группу элементов ИСКЛ10ЧМ1)ЦЕЕ ИЛИ

12,-12„

Устройство работает слепующим образом. 40

Входная последовательность (х(1)Ф

-;x(N)) представляющая текущие анаие— ния отсчетов преобразуемого цифрового сигнала, с частотой fT,в„тактовых импульсов поступает на второй 4 вход сумматора-вычитателя ? В группы, который срабатывает в каждом такте,и на информационный вход регистра 11 группы, где задерживается на один такт (в регистре группы хранится зна- 0 чение одного отсчета сигнала). На выход коммутатора ЗВ группы в течение каждого такта выводится сумма, а затем разность, сформированные на выходах сумматора-вычитателя 2 группы, 55 начиная с второго такта (в первом такте формируются и выводятся сумма и разность первых двух отсчетов из предыдущей входной последовательности (x(0)+x(N-1)) ) . Регистр 11 группы и коммутатор 3 группы управляются так- .

1 товым сигналом "1" f. с первого такт,бК тового входа устройства.

Данные с выхода коммутатора 3 группы поступают на второй вход сумматоравычитателя 2 группы и на информационный вход регистра 1 группы, который управляется тактовым сигналом "2" с. первого тактового входа первой группы, с частотой 2fT >> . В регистре 1 группы данные задерживаются на четыре такта. В течение каждого такта работы регистра 1 группы в нечетных тактах на выход коммутатора 3 группы, который управляется сигналом ".3" с первого тактового входа второй группы, выводятся результаты; сумма, затем разность, а в четных тактах — разность, затем сумма, сформированные на выходах сумматора-вычитателя 2 группы:

x(j)+х(j+4), х())-х(j+4), j = 1,3,5,... х())-х(1+4) р х (j)+x(i+4)

j = 2,4,6,... начиная с пятого такта. В течение первых четырех тактов формируются и выводятся результаты сумма и разность, разность и сумма двух пар отсчетов, состоящих из первых четырех отсчетов из предыдущей входной последовательности.

Данные с выхода (1-1)-ro (1=3,К-2) коммутатора ЗВ группы поступают на второй вход сумматора-вычитателя 2р группы и на информационный вход регистра 1 группы с тактовой частотой

2 f>,>> . В регистре 1 группы, -) который управляется тактовым сигналом с (1-1)-ro тактового входа первой егруппы, данные задерживаются на 4 тактов. На выход коммутатора 3)) группы, управляемого сигналом с (1-1)-го тактового входа второй группы, в течение каждого такта работы регистра 1()

Г группы в нечетных тактах выводятся результаты: сумма, затем разность, а в четных тактах — разность, затем сумма, сформированные в соответствии с графом преобразования (фиг.2) на выходах сумматора-вычитателя 2р группы:

x(j)+x(j+4 ), x(j)-x(j+4 ), j = 1,3,5,...

x(j)-x(j+4 ), x(j)+x(j+4 ), j = 2,4,6,...

19298

2О

15

4О

5 16 начиная с 4 +1-го такта. В течение первых 41 тактов формируются и выводятся на выход коммутатора 3 группы сумма и разность, разность и сум< " "1 ма 2., пар отсчетов, состоящих из пер— вых 21 отсчетов из предыдущей входной последовательности.

С выхода (k-1)-гo коммутятopR 3„ группы данные посту-яют ня второй вход сумматора-вычитятеля 21 группы и на информационный вход регистра 1

К-1 группы с тактовой частотой 2 f> HK, K-i где задерживаются на 4 тактов. В течение каждого такта работы регистра

1 группы, управляемого тактовым сиг— налом "7" с второго тактового входа устройства, в ..нечетные такты через коммутатор 3 К группы в регистр 4 заносятся суммы, представляющие собой коэффициенты х (1) преобразования с нечетными номерами, упорядочен— ные по четным функциям Уолыа от г ервой последовательности (х(1)-:-x(N)), а через коммутатор 6 и ренерсивный регистр 5 сдвига заносятся разности, которые представляют собой коэффициенты х (j), преобразования с нечетI ными номерами в обратном порядке их следования, упорядоченные по нечетным функциям, сформированные Hp. выходах с.умматсра-вычитятег я 2 группы: х (j) = x(j)+x(j+ 4 ), х ()+И/2) = x(j)-х(j+4 ), t

1,3,5,...И/2-1 начиная с 4 +1-rn такта. В четные

K-1 такты в регистр 4 заносятся разности, представляющие собой коэффициенты х (1) преобразования с четными номе1 рами, упорядоченные по четным функциям Уолша, а в ренерсивный регистр

5 сдвига заносятся суммы, представляющие собой коэффициенты х (j) преоб разонания " четными номерами н обратном порядке их следования, которые упорядочены по нечетным функциям и сформированы на ньгходах сумматора-нычитагеля 2 к группы."

С. К-T х (j) = x(j)-x(j+4 ), х I (j+N/2) = x(j).+x(j+4 ), j = 2,4,6. ..N/2

K-I начиная с 4 +1-ro такта. В течение

К-1 первых 4 тактов формируются и выводятся на выход коммутатора Зк группы коэффициенты преобразования по четным функциям, я HB выход коммутатора 6 — коэффициенты преобразования

IIo нечетным функциям от предыдущей

В Х ОД Н Ой П О С Л ЕД O Н d т Е Л Ь П 0 С ". т ь *

Таким образом, текущие знячен .я

N/2 коэффициентов, упорядоченных по четным функциям, формируются на выходе коммутатора 3 к группы по и,"тпходу

N-го отсчета входногo cHrHRJ,à и заносятся в регистр 4. Остальные И/2 коэффициентов, упорядоченных пс не-.етным функциям, формируются на выходе коммутатора б и заносятся в реверсинный реги тр 5 сдвига. По приходу слепующего N+1-го отсчета входного сигнала проис:ходит одновременно считывание коэффициентов преобразования по четным функциям с реги -.тра

4 и с-.итывание в обратнсм порядке с реверсивного регистра 5 сдвига коэффициентов преобразования по нечетным функц;ям, которые выводятс на выход коммутатора 7 с такговой частотой к-I

2 f> ex. Одновременно с этим происходит занесение и регистр 4 и реверсивный регистр 5 сдвига ноны. . текущих значений коэффициенгсн пресбразоня 1ия от следующей последонательт ности x(2)-:;(N+i)) н т.с.

Управление сдвигом реверсивного регистра 5 сдвига и коммутатором 7 осуществляется сигналом "6" r третьего тактового входя устройства.

Ф о р м у л а и . о б р е г е н и я

Устройство для ортогонального преобразования цифровых сигналов по

Уолшу на скользящем интервале, содержащее группу из К (2 — рязмерK ность преобразования) регистров, группы из К сумматоров-вычитятелей, группу из К коммутаторсн. причем выход k-го (k = 1,К) регистра группы подключен к первому входу k-rn сумма-. тора-вычитятеля группы, выходы суммы и разности которого подключе"- .-оот- ветственно к первому и нтсрому информационным входам k-го коммутатора группы. выход р-ro (p = 1,К вЂ” 1) коммутатора группы подключен к инфор1 мационному входу (k+1) -го регистра группы и второму входу (К+1)-гс сумматора-нычитятеля группы, а второй вход первого сумматора-вычитятеля группы соединен с информационным входом первого регистра группы и является информационным входом устройства, 1619298

Х®

Х0) Х p) о

Я X (4)

X(5)

ХМ (8) Х (8) 1 сложение — — — — вычитание отличающееся тем, что, с целью расширения области применения эа счет вычисления коэффициентов, упорядоченных по четным и нечетным функ5 циям, в него введены регистр, первый и второй коммутаторы и реверсивный регистр сдвига, информационный вход которого подключен к выходу первого коммутатора, первый и второй информационные входы которого подключены к выходам соответственно суммы и разности К-го сумматора-вычитателя группы, выход К-го коммутатора группы подключен к информационному входу регистра, выход которого является выходом коэффициента четной функции устройства, выходом коэффициента нечетной функции которого является выход второго коммутатора, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к прямому и обратному выходам реверсивного регистра сдвига, тактовый вход первого регистра группы соединен с управляюшим входом первого коммутатора группы и является первым тактовым входом устройства, вторым тактовым входом которого являются соединенные между собой тактовые входы К-rn регистра группы, регистра и реверсивного регистра сдвига и управляюшие входы

К-ro коммутатора группы и первого коммутатора, вход управления сдвигом реверсивного регистра сдвига со.единен с управляющим входом второго коммутатора и является третьим тактовым входом устройства, m-ми(ш=1,К-2) тактовыми входами первой и второй групп являются соответственно тактовый вход (m+t)-го регистра группы и управляющий вход (m+1)-го коммутатора группы.

Х ®:Х <4> =,é." о х и

ХР)" х (6) Кй

Х (7) Л

1619298

X(1)

)(,(а)

5 Ю

) () ((4)

)((3} Д хР", LA

Ф.

g 1 о

aR

Э д Я

kf

/ о

Х(4) «3 о х

Р"о

X(»

Фиг. 2

Составитель А. Баранов

Техред М.Моргентал

Корректор А.Осауленко"

Редактор Н.Тупица

Заказ 50 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101