Устройство для экстремальной фильтрации Советский патент 1988 года по МПК G06F7/04 

JjHtt-lat-И

.... ,.,«

4 ю ел

о ел

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных, например, при обработке изображений. Цель изобретения - повьшение быстродействия. Устройство содержит блоки памяти 1-3, счетчики 4-6, сумматоры 7, 8, регистры 9-12, сдвиговый регистр 13, блок сравнения 14, коммутатор 15, генератор импульсов 16, делитель частоты 17, триггеры 18-20, элементы И 21-24, элементы ИЛИ 25,26, элементы НЕ 27, 28, одновибраторы 29, 30, элементы задержки 31, 32. При работе устройства происходи г последовательный просмотр исходного массива, а для каждого элемента массива - последовательный поиск экстремального значения в пале апертуры. Цель изобретения достигается путем конвейер..ной обработки определения экстремумов с запоминанием в буферных регист. pax адреса элемента массива в поле апертуры и значения этого элемента массива. 1 ил. § (Л

JS V3S

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных, например, при обработке изображений.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блоки 1--3 памяти, счетчики 5-6, сумматоры 7 и В, регистры 9-12, сдвиговый регистр 13, блок 14 сравнения, коммутатор 15, reнератор 16 импульсов, делитель 17 частоты, триггеры 18-20, элементы И 21-24, элементы ИЛИ 25 и 26, элементы НЕ 27 и 28, 9ДНовибраторы 29 и 30, элементы .31 и 32 задержки, вхо ды запуска 33, начальной установки 34, выбора типа экстремума 35, выходы синхронизации 36, окончание работы 37, информационный вькод 38.

Операция экстремальной фильтрации ,над двумерным массивом А размерностью пхт заключается в следующем. Для каждого элемента массива А, где I ,2-п, j 1,2-n, определяется экст- I ремум среди элементов матрицы pxq I (p,q - нечетные), называемой аперту- рой, с центром в ajj . ; Устройство позволяет производить I экстремальную фильтрацию двумерных

;массивов, для которых числа п и m - iцелые степени двойки, т.е. , т . «

Счетчик 4 имеет емкость , т.е. количество точек в апертуре. Счётчики 5 и 6- имеют соответственно :1„ И 1 разрядов. В блоке 3 памяти хранится исходный массив А, в блоках 1 и 2 памяти - смещения координат элементов матрицы апертуры относи- тельно ее центра. Знаковый разряд сумматоров 7 и 8 представлен двумя разрядами.

Устройство работает следующим образом.

При выполнении максимальной фильтрации на вход 35 подается логический нуль и по сигналу начальной установки по входу 34, которьй проходит через элементы ИЛИ 25 и И 23 регистр 9 устанавливается в нулевое состояние. При выполнении минимальной фильтрации на вход 35 поступает логическая единицы и регистр 9 устанавли

5- 0

5

0

5

Q 5

Q

вается в состояние, при котором во всех его разрядах записаны единицы.

Генератор 16 импульсов формирует импульсы синхронизации, частота поступления которых делится на два с помощью делителя 17 частоты.

По сигналу пуска по входу 33 по переднему фронту импульса с делителя 17 частоты триггер 18 устанавливается в единичное состояние и разре-г шает прохождение импульсов с делителя 17 частоты через элемент И 21 (на третий вход элемента И 21 поступает уровень логической единицы с выхода элемента НЕ 28).

Содержимое счетчика 4 поступа ет на адресные входы блоков 1 и 2 памяти, из которых выбираются смещения координат соответствующих элементов матрицы апертуры. Эти смещения з атвм складываются сумматорами 7 и 8 с координатами текущего значения ац , находящимися в счетчиках 5 и 6. Вычисленные значения представляют собой адреса элементов массива aij в блоке 3 памяти.

Если при сложении в каком-либо сумматоре сумма оказалась отрицательной или произошло переполнение, значит данный элемент матрицы апертуры находится за границей массива А.

По импульсам первой последовательности (с выхода элемента И 21) значение адреса элемента массива заносится в регистры 10 и 11. По импульсам второй последовательности, сдвинутым на такт, которые поступают

с выхода второго разряда сдвигового регистра 3, значения элементов массива aij , считанные из блока 3 памяти, заносятся в регистр 12. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 26 запоминается в триггерах 19 и 20. Если элемент находится за границей массива, то с выхода элемента ИЛИ 26 поступает единичный сигнал, который задерживается на два такта-в триггерах 19 и 20 и поступает на управляю- щий вход коммутатора 13, при этот на его выходах значение а изменяется значением, установленным на входе 35, т.е. нулем при поиске максимума и максимальным числом при поиске минимума. На выходе блока 14 сравнения формируется уровень логической единицы, если число на выходе коммутатора 15 больше (меньше при поиске минимума), чем в регистре 9.

При наличии этого сигнала разрешается прохожден не импульсов последовательности с выхода четвертого разряда сдвигового регистра 13 через элемент И 24 на синхровход регистра 9, в который записывается экстремальное значение. По k-му импульсу на выходе переполнения счетчика 4 формируется сигнал, по которому одновибра- тор 29 формирует импульс, который поступает через элемент НЕ 28 на вход элемента И 21, обеспечивая исключение одного импульса из последовательности. По импульсу переполнения счетчика 4 одновибратор 30 формирует короткий импульсч, который после задержки элементом 32 задержки поступает на выход 36 синхронизации устройства. По этому сигналу с выходов 38 считывается первь й результат. Импульс, сформированный одновибрато- ром 30 после задержк и элементом 31 задержки на время, достаточное для считывания результата, вновь устанавливает регистр 9 в состояние, определяемое сигналом на входе 35 выбора типа экстремума. Импульс с выхода одновибратора 30 поступает на счетный вход счетчика 5, обеспечивая переход к следукдему элементу массива А. После просмотра всех элементов массива сигнал переполнения с выхода счетчика 6 устанавливает триггер 18 в нулевое состояние и поступает на выход 37 окончание работы устройства.

Формула изобретения

Устройство для экстремальной фильтрации, содержащее три блока памяти, три счетчика, блок сравнения, коммутатор, первый регистр, два сумматора генератор импульсов, первый триггер, первый одновибратор, первый элемент задержки, четыре элемента И, два элемента ИЛИ и первый элемент НЕ, причем вход запуска устройства сое- динен с информационным входом первого триггера, прямой выход и вход синхронизации которого подключен соответственно к первому и второму входам первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выходы разрядов которого соединены с адресными входами первого и второго блоков памяти, информационные выходы которых

o

5

0

5

соединены с первыми группами входов соответственно первого и второго сум-. маторов, выходы знаковых разрядов которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход переполнения первого счетчика соединен с входом первого одновибратора, выход которого через первый элемент задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов. И, выходы которьгх соединены соответственно с входами установки первого регистра в единичное и нулевое состояния, выходы разрядов которого являются информационными выходами устройства и соединены с первой группой информационных входов блока сравнения, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации первого регистра, информационные входы которого подключены к второй группе входов блока сравнения и выходу коммутатора, информационные входы первой группы которого объединены и подключены к управляющему входу блока Q сравнения, второму входу второго элемента И, входу выбора типа экстремума устройства, и через первый элемент НЕ - к второму входу третьего элемента И, выход переполнения второго счетчика соединен со счетным входом третьего счетчика, выход переполнения которого является выходом окончания работы устройства и соединен с входом установки первого триггера в нулевое состояние, выходы разрядов второго и третьего счетчиков соединены с вторыми группами входов соответственно первого и второго сумматоров, вход начальной установки устройства соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, о т- личающеесн тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены делитель частоты,второй и третий триггеры, второй, третий и четвертый регистры, сдвиговый регистр, второй одновибратор, второй элемент задержки и второй элемент НЕ, причем выход первого элемента И соединен с входами cинxpoнизaI ии второго и третьего регистров и второго триггера и с установочным входом первого разряда сдвигового регистра, выход второго разряда которо5

0

5

О

5

:ff соединен с входами синхронизации fjp.eTbero триггера и четвертого ре- (Щстра, выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации ,|сдвигового регистра и черед делитель |частоты - с входом синхронизации первого триггера, выход четвертого разряда сдвигового регистра соединен с вторым входом четвертого элемента Л, выходы разрядов второго и третьего регистров соединены соответственно с группами младших и старших разрядов адресного входа третьего блока памяти, информационные входы которо го соединены с информационными входами четвертого регистра, выходы азрядов которого соединены с вторы- м информационными входами коммутато5а, управляюи91й вход которого подклю- 20 и третьего регистров.

5

чен к прямому выходу третьего триггера, информационный вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, информационный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, выход первого одновибра- тора соединен со счетным входом второго счетчика и входом второго элемента задержки, выход которого является выходом синхронизации устройства, выход переполнения первого счетчика соединен с входом второго одно- вибратора, выход которого через второй элемент НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, выходы мантисс первого и второго сумматоров , соединены с информационными входами соответственно второго