Логическая ячейка для распознающей матрицы Советский патент 1988 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для параллельной обработки информации в устройствах распознавания.

Цель изобретения - расширение об- применения за счет обеспечения возможности сдвига информации в распознающей матрице для преобрс зования изображений. . На фиг. 1 представлена функциональная схема одной логической ячейки, распознающей матрицы; на фиг.2 - функциональная схема структурной матрицы.

Логическая ячейка (фиг.1) имеет управляющие входы 1-5 информационный вход 6, информационные выходы 7-11, информационные входы 12-15.

Логические ячейки 16 подключены к управляющим входам 17-21 распознающей матрицы (фиг.2).

Каждая логическая ячейка 16 содержит с первого по пятый элементы ИЛИ 22-26 с первого по третий элементы И 27-29 и элемент НЕ 30.

Распознающая матрица (фиг.2) состоит из множества одинаковых логических ячеек 16.и организована следующим образом. Управлякяцие входы 1-5 каждой ячейки подключены соответ .ственно к управляющим входам 17-21 распознанлдей матрицы. Информационные вход 6 и выход 7 каждой ячейки служат соответственно для ввода и вывода данных от внешних источников или к внещним приемникам информации, а информационные выходь: 8-11 каждой ячейки подключены соответственно к информационным входам 12-15 ячеек, являющихся соседними сверху, справа, снизу и слева.

Логическую функцию, которую реализует предлагаемая ячейка, можно записать в виде

Z (xfvf)(aVy)(bvy)() (dvy«)

(1

де f, d, с, b, а управляющие сигналы, поступающие на управляющие входы 1-5 ячейки;

информационные сигналы, поступающие соответственно на информационные входы

-

10

15

20

25

30

35

40

45

)

6, 12-15 ячейки;

Z- состояние информационного вЬко- да 7 ячейки.

Распознающая матрица, организованная из предлагаемых логических ячеек в виде однородной структуры, обеспечивает параллельную обработку двухградационных цифровых изображений, реализуя операции селекции элементов изображения и его пространственные преобразования. Для выполнения операций обработки двухградаци- онного цифрового изображения х- элементов изображения вводятся в распознающую матрицу по информационным входам 6 соответствующих ячеек матрицы, результат обработки формируется в виде двухградационного цифрового изображения на множестве информационных выходов 7 ячеек матрицы.

Распознакяцая матрица может работать в различшлх режимах, в зависимости от значения управляющего сигнала f.

В режиме селекции элементов изображения на управляющий вход 17 распознающей матрицы подается управляющий сигнал f 1.Функция (1), реализуемая каждой ячейкой распознающей матрицы, принимает вид

Z x(av y)(bv y)(cv у„) (2)

При этом распознающая матрица обеспечивает выполнение операций селекции элементов двухградациониого цифрового изображения.

При поступлении на управляющие входы 18-21 распознающей матрицы с сигналов управления а О, b О, с О и d О ввиду наличия соединений с управляющими входами ячеек матрицы эти сигналы поступают одновременно на управляющие входы 2-5 каждой ячейки матрицы. При этом только в тех логических ячейках раслознакщей матрицы, для которых

У, УП У

1, что соответствует точкам пересечения. Таким образом, на группе выходов 7 распознающей матрицы сигнал 1 присутст-. вует на выходе только тех ячеек, на вход которых поступил элемент цифро- в,ого изображения, являющийся точкой пересечения.

При поступлении команды управления 1 сигнал

- u

Z 1 появляется на выходах 7 только ячеек, для которых вьшолняет- ся Уд Yj УП 1 чч о соответствует точкам разветвления вверх.

При поступлении команды управления 1 сигнал Z 1 появится на йыходах 7 только тех ячеек, для которых выполняет ся у у у 1, что соответствует точкам разветвления вниз и т.д. Аналогично выполняются операции селекции угловых и линейных точек.

В табл. 1 приведены сочетания уп авляющих сигналов при вьшолнении всех операций селекции, а также условные обозначения вьщеляемых элементов изображения.

В режиме преобразования структур данных на вход 17 распознакяцей матрицы подается управляющий сигнал f 0 Функция (1), реализуемая каждой ячейкой матрицы, принимает при f О вид

Z (aV Y)(bv yg)(cvyj,)(dv у„) (3)

Таким образом, в этом случае на выходе 7 каждой ячейки формируется результат логического умножения значений соседних элементов в массиве. Это свойство обеспечивает возможность вьшолнения операции пространственного сдвига элементов обрабатываемого массива без изменения их значений. В частности, можно вьшолнить сдвиг двумерного булевого массива в плоскости распознающей матригцз на один элемент дискретного поля в направлениях: вправо, влево, вверх и вниз.

Устройство работает следуницим об- разом.

Для реализации операции пространственного сдвига вверх достаточно на управляющие входы 18-21 матрицы подать сигналы 1 При этом на выходе 7 каждой ячейки распознающей матрицы формируется сигнал Z у„, т.е. значение элемента массива данных, поступающего на вход 6 соседней снизу ячейки. Таким образом, на выходе i, j-й ячейки формируется значение (i,j+1)-ro элемента массива, на выходе (i,j+1)- ячейки - значение (i,j+2)-ro элемента массива и т.д. Тем самым элементы .исходного массива перемещаются на одну позицию вверх,что и требуется для решения поставленной задачи.

Аналогично операции сдвига вверх в распознающей матрице выполняются

1789

также операции сдвига вниз, влево и вправо, соответственно каждому перечисленному преобразованию соответствуют сочетания управляющих сигналов, подаваемых на входы 18-21 распознающей матрицы,

В табл. 2 приведены сочетания управляющих сигналов, подача кото- 0 рых на входы 18-21 матрицы обеспечивает вьшолнение соответствующих операций преобразования данных. I

По сравнению с известным устройством предлагаемое имеет более широкую область применения, так как может быть использовано также в качестве матричного сдвигового коммутатора в широком спектре систем с параллельной обработкой двумерных структур данных.

Предлагаемая ячейка позволяет строить на единой логической и технологической основе решающие поля и коммутационные структуры для двумерных параллельных процессоров. Следовательно, интегральная схема, реализующая матрицу из данных ячеек, имеет большую применяемость, что является одним из основных требованиях

5

0

5

0

к современным БИС.

Дополнительным преимуществом предлагаемой ячейки является то, что расширение области применения достигается по существу без .увеличения числа выводов распознающей матрицы - добавляется только один управляющий вход, общий для всех ячеек данной БИС.

Формула изобретения

Логическая ячейка для распознающей матрицы, содержащая первый, второй, третий и четвертый элементы

ИЛИ, выходы которых подключены к входам первого элемента И, первые входы первого,,второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ являются соответственно первым, вторым, третьим четвертым управляющими входами ячейки, вторые входы элементов ИЛИ являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым информационными входами ячейки, отличаюаяся тем, что, с целью расширения области применения за счет обесечения возможности сдвига информаии в распознающей матрице для прёоб5

разования изображений, в нее введены второй и третий элементы И, пятый элемент ИЛИ и элемент НЕ, вход которого является пятым управляющим вхсцом ячейки и подключен к первому входу второго элемента И, выход эл« мента НЕ соединен с первым вхо- догг третьего элемента И, второй вх(|Д которого подключен к вькоду первого элемента И и второму входу

117896

второго элемента И, третий вход которого является пятым информацкон- ным входом ячейки, выходы второго и третьего элементов И соединены с входами пятого элемента ИЛ, выход которого является первым информационным выходом ячейки, второй, тре- ТИЙ5 четвертый и пятый информацион- Q ные выходы которого подключены к третьему входу второго элемента И„

Изобретение относится к вычисли- т ельной технике и предназначено для параллельной обработки двумерных массивов данных в устройствах распознавания. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности сдвига информации в распознающей матрице для преобразования изображений. Указанная цель достигается тем,- что в логическую ячейку для распознающей матрицы дополнительно введены второй и третий элементы И, пятый элемент ИЛИ и элемент НЕ, вход котог рого является пятым управляющим входом ячейки, а его выход соединен с первым входом трётьег о элемента И, второй вход которого подключен к второму входу второго элемента И и выходу первого элемента И, выход второго элемента И подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И подключен к входу элемента НЕ, третий вход второго элемента И является первым информационным входом ячейки, выход третьего элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого является первым информационным выходом ячейки, второй, третий, четвертый и пятый выходы ячейки подключены к третьему входу третьего элемента И. При этом в ячейке для распознакщей матрицы реализуется логическая функция Z (xfvf) (av улХЬу yj)(cV Уп)(ауу„), где f, d, с, Ь, а- сигналы, поступающие на управляющие входы ячейки для распознающей матрицы, Z - информацион- ный выход ячейки, ах, уд, Уц, У у - сигналы, поступающие на инфор- ь ационные входы ячейки. Однородная вычислительная среда, организованная из таких ячеек, может быть использована в качестве решающего поля, в матричных процессорах, предназначенных для массовой обработки информации в системах цифровой обработки видео- информации, обработки матричных структур данных в САПР и т.п. 2 шт., 2 табл. сл s3 СХ) со

Точки пересечения

Точки разветвления .вверх

вниз влево вправо,

Углы

нижний правьй

верхний правьй нижний левый верхний левьй Линии

точка горизонтал точка вертикали

Таблица 1

О

е ф

1 о 1

о 10

«W ;j/y,; 1ч1уп) 15{д„)

Фи9.1

U11789

Таблица 2

71г) 891011

ГЛ ; ш J 2

V. «У

ФМ8.2