Устройство для цифровой двумерной свертки Советский патент 1985 года по МПК G06K9/62 

первый выход которого с.оединен со стробирующим входом второго дешифратора, группа выходов которого является первой группой выходов блока синхронизации, последний выход первого дешифратора соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и стробирующим входом третьего дешифратора, группа выходо которого является второй группой

выходов блока синхронизации, выход первого элемента И является первым выходом блока синхронизации, выход второго элемента Иявляется вторым выходом блока синхронизации, выход переполнения первого счетчика соединен со счетным входом второго , счетчика, инфомационный выход которого соединен с адресными входами Bjoporo и третьего дешифраторов.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ДВУМЕРНОЙ СВЕРТКИ, содержащее блок памяти весовых коэффициентов, мультиплексор, блок синхронизации, группы накапливающих сумматоров и группу блоков умножения, причем выходы накапливающих сумматоров группы объединены и являются выходом результата устройства, выходы первых сомножителей блоков умножения группы объединены и подключены к информационному входу устройства, от л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, блок памяти весовых коэффициентов содержит группу узлов памяти, входы вторых сомН(эжителей блоков умножения группы соединены с выходами соответствующих узлов памяти группы, выход каждого узла памяти группы, кроме последнего, соединен с информационным входом последующего узла памяти группы, выход последнего узла памяти группы соединен с первым информационным входом мультиплексора, второй информационный вход которого является входом загрузки весовых коэффициентов устройства, информа- ционный вход первого узла памяти группы соединен с выходом мультиплек- сора, управляющий вход которого является входом задания режима работы устройства, выход результата каждого .блока умножения группы соединен с информационным входом соответствующего накапливающего сумматора группы, входы начальной установки накапливающих сумматоров группы соединены с соответствующими выходами первЬй группы выходов блока синхронизации входы считывания накапливающих сумматоров группы соединены с соответствующими выходами второй группы : ВЫХОДОВ блока синхронизации, такто(Л вые входы узлов памяти группы и входы записи накапливающих сумматоров групцы объединены и подключены к первому выходу блока синхронизации, тактовые -входы блока умножения группы объединены и подключены к второму выходу блока синхронизации со первый и второй входы, блока синхроСГ) низации являются первым и вторым вхо00 дами синхронизации.устройства соот ветственно.. 2. Устройство по п.1, о тличаю щ е е с я тем, чтр блок синхронизации содержит два счетчика, три дешифратора и два элемента И, причем первый вход первого элемента , И является первым входом блока син. хронизации, первый вход второго элемента И объединен со счетным входом первого счетчика и является вторым входом блока синхронизации, информационный выход первого счетчика соединен с входом первого дешифратора.

Изобретение относится к вычислительной, технике и может быть использовано при обработке двумерных массивов данных большой размерности, например для обработки изображений.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На чертеже приведена.функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для цифровой двумерной свертки (ЦЦС) содержит мультиплексор 1, блок 2 памяти весовых коэффициентов, группу 3 узлов памяти, группу 4 блокор умножения, блок 5 синхронизации, счетчики 6 и 7, дешифраторы , элементы И 11 и 12, информационный вход13 устройства,вход 14 загрузки весовых коэффициентов устройсва, вход 15 задания режима работы устройства, входы 16 и 17 синхронизации устройства, выход 18 устройства, группу 19 накапливающих сумматоров. Узел памяти группы 3 представляет собой группу регистров, причем выход каждого предыдущего регистра, кроме последнего, соединен с инфор.мационным входом последующего регистра. При подаче импульса на тактовый вход узла памяти происходит :сдвиг информации в группе регистров.

Уменьшение затрат оборудования становится возможньм благодаря использованию алгоритма вычислений, ЦЦС, основанного на параллельном умножении входной точки изображения на 2К + 1 соответствующих весовых коэффициентов,параллельном вычислении частных сумм в группе из . 2К + 1 блоков умножения с накоплением сдвиге весовых коэффициентов

в узлах памяти группы 3 на один элемент при каждом поступлении новой точки изображения ,4-. -и фор- мировании.результата ЦЦС в одном

из накапливающих сумматором группы 19 после о.бработки каждой строки изображения (с помощью соответствующего блока умножения группы 4). Устройство для ЦЦС работает

следующим образом.

.Предварительно при соответствующем сигнале на вход 15 задания режима работы устройства через мультиплексор 1 по входу 14 загрузки весовых коэффициентов устройства происходит запись весовых коэффициентов в узлы памяти группы 3 (тактовые цепи, обеспечивающие запись информации не показаны).

После загрузки весовых коэффициентов изменяется сигнал на входе 15 задания режима работы устройства, при этом к информационному входу первого узла,памяти группы 3 через

мультиплексор 1 подключается выход последнего узла памяти группы 3.

ЦЦС изображения с ядром (2К+1) (2L + 1)

Ui

W,

Kt

выполняется посредством параллельного умножения входной точки изображения DI.K, j-t на 2К+1 соответствующих весовых коэффициента

Pi-K,i.f

. Pi.-K,j-E Kt L-K, i-t ,,e ,формирования частичных сумм ЦЦС в 2К+1 накапливающих сумматорах группы 19, сдвига весовых коэффициентов w 3 узлах памяти группы 3 на один элемент при каждом поступлении новой точки изображения, формирования результата ЦДС в одном из накапливающих сумматоров группы 19 после обработки каждой строки изображения. Считывание результата ЦЦС из накапливающих, сумматоров группы 19 осуществляется с помощью управляющего сигнала:, поступающего на входы считывания с соответствующего выхода дешифратора 10. Обнуление содержимого накапливающего сумматора группы 1.9, сформировавшего результат ЦЦС, осуществляется путем подачи нулевого управляющего сигнала на вход нулевых установок с соответствующего выхода дешифратора 9. Счетчик 6 осуществляет цикл счета до 2 L + 2, последний такт служит для считывания, результата ЦЦС из накапливающего сумматора группы 19, сфор.мировавшего выходное значение ЦДС. Дешифратор 8 на основе деформации сигналов состояния счетчика 6 формирует сигналы, соответствующие первому и2 +2 состояниям счетчика б.

С помощью сигналов, поступающих по -первому входу 16 синхронизации

устройства, осуществляется синхронизация сдвигов в узлах памяти груп-. пы 3 и запись произведений в накапливающие сумматоры группы 19. С помощью сигналов,поступающих по второму входу 17 синхронизации устройства, осуществляется синхронизация работы блоков умножения группы 4. Первьй и второй элементы И 11 и 12 осуществляют запрет поступ0ления синхронизирующих сигналов на узлы памяти группы 3, блоки умножения группы и сумматоры группы 19 при 2 L +2;состоянии счетчика 6. После обработки, каждой строки изоб5ражения, т.е. поступления. 2L + 2 синхронизирующих сигналов, счетчик 6 вырабатывает на выходе завершения цикла сигнал синхронизации счетчика 7. Сигналы состояния счетчика 7

0 дешифрируются дешифраторами 9 и 10, которые на первом такте осуществля. ют обнуление предыдущего результата в сумматоре группы 19, а

на 2L + 2. такте - считьюание результата ЦЦС из сумматора группы 19 , сформировавшего результат ВДС. Цикл счетчика 7 равен 2К+Г.