Устройство для экстремальной фильтрации Советский патент 1990 года по МПК G06F7/06 G06F17/18 

1

(21)4414319/24-24

Г22)25.04.88

(46)07.06.90. Бюл. № 21

(72)А. В. Василькевич, А.

Г. Дмитриев, С. А. Елманов и И. ВТ. Михайлович

(53)681.325(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР К 771665, кл. G 06 F 7/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1244659, кл. G 06 F 7/04, 1984.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

(57)Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных в реальном масштабе времени. Устройство содержит схемы 1 сравнения, коммутаторы 2, регистры 3,.которые объединены в блоки 4 анализа, элементы задержки, коммутаторы. Двумерная экстремальная фильтрация выполняется следующим образом. В двумерном скользящем окне (апертуре) определяется экстремальное значение, и центральный элемент апертуры заменяется экстремальным значением. 2 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных в реальном масштабе времени. Устройство содержит схемы 1 сравнения, коммутаторы 2, регистры 3, которые объединены в блоки 4 анализа, элементы задержки, коммутаторы. Двумерная экстремальная фильтрация выполняется следующим образом. В двумерном скользящем окне (апертуре) определяется экстремальное значение, и центральный элемент апертуры заменяется экстремальным значением. 2 ил.

3

(Л

Фиг.2

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - схема блока анализа.

Устройство содержит KxL схем I.1,...,1.KxL сравнения коммутаторов 2.1,...,2.KxL, регистров 3.1,..., З.КхЪ, которые объединены в блоки 4.1,...,4.KxL анализа, где KxL - размер двумерной апертуры, L-1 элементов 5.1,...,5.L-1 задержки, каждая длиной

фильтрации в окне KxL. Коммутаторы 6.1,. ..,6.L-1 обеспечивают прохождение входного сигнала через элементы 5.1,...,5.L-1 задержки. Элементы задержки задерживают отсчеты на (N-K) тактов, где N - количество отсчетов в строке. Объясним работу устройства на примеры формирования произвольного отсчета y(n, m). В i-м такте на вход устройства поступает отсчет X(m+L - 1, п), который подается на блоки 4.1,...,4.К и на элемент 5.1 задержки.

В (i+N-K)-M такте сигнал пройдет через элемент задержки и поступит на блоки 4 .К-Н , . .. ,4. 2хК и на элемент 5.20 задержки. В (i+(L-l) X (N-K)-M такте сигнал X(ri+L-l , п) поступает

10

5

(N-K), где N - количество отсчетов на 2Q на ВХ°ДЫ блоков 4 ,K(L-I) + 1,...,4.KxL, в строке двумерного массива, L-1 ком-В такте (i+(L-l)x(N-K)+K) на выходе

мутаторов 6.1,...,6.L-1.

Устройство работает следующим образом.

блока 4.KxL получают максимальное значение для сигналов X(m+L-l, 1) X(n+L-l, 2),...,X(n+L-l, К). В такте

В зависимости от управляющего сиг- 25 (i+(L-l)x(N-K)+(L-l)xK с выхода блонала устройство выполняет одномерную или двумерную фильтрацию.

Рассмотрим работу, устройства при определении текущего максимального значения из одномерной входной последовательности. Коммутаторы 6.1,..., 6.L-I в этом рек«ме э-акорэчивают элементы 5 . 1 , . . . ,5.L-1 задержки. В n-м такте на входы всех блоков анализа поступает отсчет Х(п) . Этот сигнал проходит на первые входы коммутатора 2.q и схемы 1.q сравнения. На их вторые входы подается значение у(п), которое является максимальным для предыдущих отсчетов. Выход схемы сравнения А 5- В управляет коммутатором таким образом, чтобы на выходе коммутатора было максимальное из двух пришедших на него чисел. С приходом тактового импульса это значение запишется в регистр 3.q и поступает на выход блока 4.q анализа. В следующих тактах на входы всех блоков анализа поступают сигналы X(n+2), X(n+3),...,X(n+KxL). В такте (п+1) на выходе блока анализа 4.К х x(L-l)+l появляется значение Х(п), в такте (п+2) - на выходе блока 4.К х x(L-l)+2 появляется максимальное из двух чисел Х(п) и Х(п+1). В такте (n+K+L) на выходе блока 4.К появляется максимальное значение из Х(п), Х(п+1),...,X(n+KxL).

Рассмотрим работу устройства при выполнении двумерной экстремальной

698204

фильтрации в окне KxL. Коммутаторы 6.1,. ..,6.L-1 обеспечивают прохождение входного сигнала через элементы 5.1,...,5.L-1 задержки. Элементы задержки задерживают отсчеты на (N-K) тактов, где N - количество отсчетов в строке. Объясним работу устройства на примеры формирования произвольного отсчета y(n, m). В i-м такте на вход устройства поступает отсчет X(m+L - 1, п), который подается на блоки 4.1,...,4.К и на элемент 5.1 задержки.

В (i+N-K)-M такте сигнал пройдет через элемент задержки и поступит на блоки 4 .К-Н , . .. ,4. 2хК и на элемент 5.20 задержки. В (i+(L-l) X (N-K)-M такте сигнал X(ri+L-l , п) поступает

10

5

на ВХ°ДЫ блоков 4 ,K(L-I) + 1,...,4.KxL, В такте (i+(L-l)x(N-K)+K) на выходе

блока 4.KxL получают максимальное значение для сигналов X(m+L-l, 1) X(n+L-l, 2),...,X(n+L-l, К). В такте

ка 4.2хК поступает максимальное значение для сигналов Х(п+1, 1), Х(га + + 1 , 2), ...,Х(т + .1 , К),.. .,Х(т + +2, 1), Х(т + 2, 2),...,Х(п + 2, К), , ...,Х(т + L-1, К). В такте (i + + (L-l)x(N-K) + (LxK) на выходе вычислительного устройства появляется текущее максимальное значение у(тп, 12). Для определения текущего минимального значения необходимо использовать выход схемы сравнения .

Формула изобретения

Устройство для экстремальной фильтрации, содержащее элемент задержки, блок анализа, причем блок анализа содержит коммутатор и схему сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены группы из К-1 блоков ана лиза, L-1 групп по К блоков анализа (KxL - размер окна обрабатываемого массива чисел), группа из п-1 элементов задержки, L-2 групп из п элементов задержки (п - разрядность числа), L-1 коммутаторов, в первый блок анализа первой группы введен регистр, остальные блоки анализа также содержат коммутатор, схему сравнения и регистр, в каждом блоке анализа выход схемы сравнения подключен к управляющему входу коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами регистра, причем информационные

входы устройства подключены к входам первой группы первого коммутатора, к входам первых групп коммутаторов и с схем сравнения всех блоков анализа первой группы, через элементы задержки первой группы к входам второй группы первого коммутатора, выходы 1-го коммутатора (i l,...,L-2) подключены к входам первой группы (1 + 1)-го ,д дам вторых групп коммутатора и схемы коммутатора, через элементы задержки сравнения первого блока анализа (j - (i + I)-й группы к входам второй труп- )й группы, выходы К-го блока анали- пы (i + 1)-го коммутатора, к входам за первой группы являются выходами у первых групп коммутаторов и схем срав- устройства

нення всех блоков анализа (i + 1)-х групп, выходы регистра Р-го (Р к 1,...,К-1) блока анализа q-й группы (q « IL) подключены к входам вторых групп коммутатора и схемы сравнения (К + 1)-го блока анализа 1-й группы, выходы регистра К-го блока j-fl группы (j 2,...,L) подключены к вхо

1

-эиим