Устройство для определения медианы

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для определения медианы в системах цифровой обработки изображений. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит п регистров 1, группу элементов И 2, два элемента ИЛИ 3, 14, два элемента И 4, 15, элемент 5 задержки, выходной регистр 6, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, п триггеров 8, шифратор 9, накапливающий сумматор 10, содержащий регистр 11 и сумматор 12, компаратор 13, три элемента НЕ 16-18, информационный вход 19, вход 20 пуска устройства, тактовый вход 21, информационный выход 22. Сущность изобретения заключается в сортировке и упорядочивании отсчетов апертуры путем исключения отсчетов меньших и больших медианы (среднего по величине отсчета). Причем сортировка отсчетов происходит не по значению их параллельного кода, а по значению старшего разряда. Быстродействие устройства при этом не зависит от размера апертуры (количества отсчетов), а определяется лишь разрядностью этих отсчетов и тактовой частотой и выражается простой зависимостью. 1 ил. сл С

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)з G 06 F 15/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " 21

P/ej

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (21) 4663975/24 (22) 21.03.89 (46) 15.12.91, Бюл. N. 46. (71) Научно-исследовательский институт

"РИФ" (72) Н.В.Расин (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1249540, кл. G 06 F 15/36, 1986.

Авторское свидетельство СССР

hh 1278889, кл. 6 06 F 15/36, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕДИАНЫ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для определения медианы в системах цифровой обработки изображений, Цель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит и регистров 1, группу элементов И 2, два

„„ Ц,„„1698896 А1 элемента ИЛИ 3, 14, два элемента И 4, 15, элемент 5 задержки, выходной регистр 6, группу элементов ИСКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛИ 7, и триггеров 8, шифратор 9, накапливающий сумматор 10. содержащий регистр 11 и сумматор 12, компаратор 13, три элемента НЕ

16-18, информационный вход 19, вход 20 пуска устройства, тактовый вход 2 f, информационный выход 22, Сущность изобретения заключается в сортировке и упорядочивании отсчетов апертуры путем исключения отсчетов меньших и больших . медианы (среднего по величине отсчета).

Причем сортировка отсчетов происходит не по значению их параллельного кода, а по значению старшего разряда. Быстродействие устройства при этом не зависит от размера апертуры (количества отсчетов), а определяется лишь разрядностью этих отсчетов и тактовой частотой и выражается простой зависимостью. 1 ил.

1698896

Элемента НЕ 16-18, информационный вход

19, вход 20 пуска устройства, тактовый вход 20

25 через элемент 5 задержки соединен с первыми входами первого и второго элементов 30

35 птриггеров 8,,с соответствующими входами 40 первого элемента Mill 3 и с первыми входами соответствующих элементов ИСКЛЮ45 выход которого соединен с входами обнуле- 50 ния и триггеров 8; выходы которых соединеИзобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в системах цифровой обработки изображений.

Цель изобретения- повышение быстродействия.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства для определения медианы, Устройство для определения медианы содержит и регистров t, группу элементов

И 2, первый элемент ИЛИ 3, первый элемент

И 4, элемент 5 задержки, выходной регистр

6, группу элементов 7 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, и триггеров 8, шифратор 9, накаплива ощий сумматор 10, содержащий регистр 11, сумматор 12, компаратор 13, второй элемент ИЛИ 14, второй элемент И 15, три

21, ин форма цион н ый выход 22.

Информационный вход устройства соединен с параллельными информационными

Ьходами и регистров 1, вход пуска устройства соединен с входами установки и регистров 1, тактовый вход устройства соединен с тактовыми входами регистров 1 и входом первого элемента HE 16, выход которого

И 4 и l5 и тактовым входом выходното регистра 6, последовательный информационный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 13, а выход является выходом устройства, в. 1ды обнуления и регистров соединены с выходами соответствующих элементов И группы 2, а выходы старших разрядов и регистров 1 соединены с установочными входами соответствующих

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 группы, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ 14, а выходы их соединены с первыми входами соответствующих элементов И 2 группы, вторые входы которых соединены с выходом первогг. элемента НЕ

16 и.вторым входом первого элемента И 4, ны с информационными входами шифратора 9, информационные выходы которого соединены с первыми входами сумматора 12, вторые входы которого соединены с выходами регистра 11, а выходы — с разрядными информационными входами регистра 12 и. первыми разрядными входами компаратора 13, второй вход которого является входом задания порога уст5

15 ройства, выход компаратора 13 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 14 и входом второго элемента НЕ 17, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 15, третий вход которого соединен с выходом третьего.элемента НЕ 18, вход которых соединен с вторым выходом шифратора 9 и вторым входом второго элемента ИЛИ 14, выход второго элемента И 15 соединен с входом записи регистра 11.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии выходной регистр 6, и триггеров 5, регистр 11 накапливающего сумматора 10 обнулены (входы обнуления не показаны). На входе 20 пуска устррйства установлен уровень логической единицы и в и регистрах 1 по параллельному информационным входам записаны с информационного входа 19 N-разрядные числа соответствующих точек апертуры медианного фильтра.

Процедура определения медианы в предлагаемом устройстве сводится к анализу старших разрядов и регистров 1. Если количество единиц в них больше, либо рави+1 но, то в соответствующий разряд выходного сдвигового регистра 6 записывается уровень логической. единицы, а соответствующие из и регистров 1, где старшие разряды были равны нулю, обнуляются, Если же на каком-либо из N тактов (N— разрядность чисел в регистрах 1) количество и+1 единиц меньше, то в соответствующий разряд выходного регистра 6 записывается уровень логического нуля, а соответствующие из и регистров 1, где старшие разряды были равны единице, обнуляются. Кроме. того, с помощью накапливающего сумматора 10.и компаратора 13 ведется учет количества обнуленных регистров 1 по признаку, равным нулю, При подаче на вход 20 пуска устройства уровня логического нуля регистры 1 переходят в режим последовательного сдвига, т.е. устройство переходит в режим определения медианы, Это происходит следующим образом. Старшие разряды и регистров 1, в которых установлен уровень логической единицы, устанавливают соответствующие из и триггеров 8. Выходы последних подаются на шифратор 9. Шифратор преобразует позиционный п-разрядный код в двоичный код и сопровождает его признаком. Признак зависит от количества единиц, в позиционном коде и равен нулю, если количество единиц меньше, во всех друn+1

1698896

10

30

55 гих случаях он равен единице. Двоичный код с выхода шифратора 9 поступает на вход накапливающего сумматора 10, где суммируется в сумматоре 12 с содержанием регистра 11, Если число на выходе сумматора 12

n+1 меньше tто оно записывается в регистр 11 передним фронтом импульса с выхода второго элемента И, а если больше, или равно, то не записывается. Если количество

n+1 единиц больше,, то признак уровнем логической единицы с шифратора 9 через элемент ИЛИ 14 поступает на первые входы группы элементов 7 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и разрешает обнуление тех регистров 1, старшие разряды которых имеют уровень логического нуля. На последовательный информационный вход выходного регистра 6 через первый элемент ИЛИ 3 поступает уровень логической единицы и с задержкой, определяемой элементом 5 задержки, записывается в соответствующий разряд выходного регистра.

Одновременно с этим происходит сброс триггеров 8. Если же признаки шифратора 9 . и компаратора 13 поступают уровнем логического нуля, то происходит обнуление тех регистров 1, старшие разряды которых имеют уровень логической единицы. На информационный вход выходного регистра 6 поступает уровень логического нуля и с задержкой записывается в соответствующий разряд регистра 6. Одновременно с этим происходит сброс триггеров 8. Через N тактов в выходном регистре 6 фиксируется значение медианы, т.е. время определения медианы равно

Тме=й Т °

Для примера рассмотрим апертуру 3 х 3 элемента и разрядность N = 6.

Ст,р. Мл.р.

1-ый RG 0 1 0 1 0 1

00100.1

1 1 0000

01.1 001

9ARG 000101

На первом такте лишь в трех регистрах

1 (4-M. 5-м, 7-м) старшие разряды имеют уровень логической единицы. Соответствующие им триггеры 8 установлены. Поскольку признак на выходе шифратора 9 равен

+1 «9+1 нулю, так как 3 < — = — 5, то указанные

2 2 регистры обнуляются и в старший разряд выходного регистра 6записывается уровень нуля. В накапливающем сумматоре (регистре 11) формируется код 3 и триггеры 8 сбрасываются. На втором такте происходит сдвиг во всех регистрах 1. В старших разрядах первого и шестого регистров установлены уровни логической единицы.

Соответствующие им триггеры 8 установлены. На выходе шифратора 9 код 2, который суммируется в сумматоре 12 с кодом 3 на выходе регистра 11 дает на выходе сумматора 12 код 5, т,е. признак на выходе компаратора равен единице. Происходит обнулениетех регистров 1, где старшие разряды имеют нулевой уровень, Поскольку на выходах первого и шестого регистра уровни единицы, то во второй разряд выходного регистра 6 запишется уровень единицы, триггеры 8 сбросятся. Содержимое регистра 11 не изменяется, поскольку сигнал записи в него блокирован единичным уровнем с выхода компаратора 13, поступающего нулем через третий элемент НЕ 18 на второй вход второго элемента И 15, На третьем такте происходит сдвиг во всех и регистрах

1, Так как все регистры 1, за исключением первого и шестого, обнулены, то имеется в старших разрядах только одна единица (6-й регистр), т.е. признак равен нулю и произойдет обнуление шестого регистра 1, а в третий разряд выходного регистра 6 запишется уровень нуля. Содержимое регистра 11 накапливающего сумматора 10 увеличивается на единицу (станет равным 4). После четвертого сдвига только в старшем разряде ïåðвого регистра 1 будет единица. На выходе шифратора 9 признак равен нулю. Однако обнуление указанного регистра не произойдет, так как на выходе сумматора 12 код будет равен "5" (код "4" в регистре 11 и код

"1" при установленном первом триггере 8 на информационном выходе шифратора 9), т.е.

n+1 9+1 он равен

2 2 — 5 и на выходе ком- ° паратора 13 появляется уровень единицы, который блокирует запись в регистр 11. В четвертый разряд регистра 6 запишется уровень единицы. Далее работа устройства аналогична предыдущим тактам. Через шесть тактов в регистре 6 зэфиксируется код 010101, а это и есть код медианы для указанной апертуры.

Формула изобретения

Устройство для определения медианы, содержащее прегистров,,где п — длина анализируемой выборки, группу элементов И, два элемента ИЛИ, два элемента И, элемент задержки, выходной регистр, три триггера, компаратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него

1698896 8

Составитель Д.Ухтверов

Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова

Редактор И.Шитев

Заказ 4397 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 введены группе элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и-3 триггеров, шифратор, накапливающий сумматор, состоящий из регистра и сумматоре. и три элемента НЕ, причем информационный вход устройства соединен с параллельными информационными входами и регистров, вход пуска устройства — с входами установки л регистров, тактовый вход — с тактовыми входами A регистров и входом первого элемента НЕ, выход которого через элемент задержки соединен с первыми входами первого и второго элементов И и тактовым входом выходного регистра, последовательный информационный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход является выходом устройства, входы обнуления и регистров соединены с выходами соответству ющих элементов И группы, а выходы старших разрядов и регистров соединены с установочными входами соответствующих и триггеров, с сцртветствующими входами . первого элемента ИЛИ и с первыми входами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента

ИЛИ, а выходы —. с первыми входами соответствующих элементов И группы, вторые входы которых соединены с выходом перво5 го элемента НЕ и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входами обнуления и триггеров, выходы которых соединены с информационными входами шифратора, информационные вы10 ходы которого соединены с первыми входа ми сумматора, вторые входы которого . соединены с.выходами регистра, а выходы— с разрядными информационными входами регистра и первыми разрядными входами

15 компаратора, второй вход которого является входом задания порога устройства, выход компаратора соединен с первым входом ,второго элемента ИЛИ и входом второго ,элемента НЕ, выход которого соединен с

20 вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом третьего элемента WE, вход которого соединен с вто рым вйходом шифратора и вторым входом . второго элемента ИЛИ, выход второго эле25. мента И соединен с входом записи регист1ра