Устройство для определения медианы Советский патент 1990 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, с помощью которых решается задача нахождения медианы.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем .вычисления взвешенной медианы.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для определения медианы.

Устройство для определения.медианы содержит первую группу из п регистров 1, группу из устанавливающих элементов И 2, первый элемент ИЛИ 3, первый элемент И 4, элемент 5 задержки, выходной регистр 6, rpyni- пу. из п .элементов 7 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, п триггеров 8, шифратор 9, накапливающий сумматор 10, содержащий регистр 11 и сумматор 12, схему 13 сравнения, второй элемент ИЛИ 14, второй элемент И 15, три элемента НЕ 16-18, первый информационный вход 19, вход 20 режима, тактовый вход 21 информационный выход 22, вход 23 записи, второй информационньй вход 24, вторую грппу из п регистров 25, п групп по К элементов И 26 в группе.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии выходной регистр 6, п триггеров 8, регистр 11 накапливающего сумматора 10 обнулены (входы обнуления на схеме не показаны) , В первой группе из п регистров 1 записаны по их параллельным информационным входам N-разрядные числа соответствующих точек апертуры медианного фильтра. Режим параллельной записи определяется уровнем логической единицы на входе 20 режима. Во второй группе из п регистров 25 записаны веса каждой точки апертуры медианного фильтра в виде позиционного кода. Уровни логическо единицы на выходе этих регистров 25 разрешают прохождение выхода старшего разряда соответствующих из п регистров 1 первой группы через соответствующие К элементов И 26. Максимальный вес точки апертуры медианного фильтра равен количеству единиц на выходе соответствующего регистра 25 второй группы. Размер апертуры равен п. Форма апертуры произвольная.

Процедура определения медианы в предлагаемом устройстве сводится к анализу старших разрядов п регистров 1. Если количество единиц в них

2

: больше или равно

(к г вес от

5

0

5

0

0

5

0

5

счета), то в соответствующий разряд выходного сдвигового регистра 6 записывается уровень логической единицы, а соответствующие из п регистров 1, где старшие разряды были равны нулю, обнуляются. Если на каком-либо из N тактов (N-разрядность чисел в п регистрах 1) количество

единиц меньше --г-, то в соответствующий разряд выходного регистра 6 за- письшается уровень логического нуля, а соответствующие из п регистров 1, где старшие разряды были равны единице, обнуляются. Кроме того, с помощью накапливающего сумматора 10 и схемы 13 сравнения ведется учет количества обнуленных регистров 1 по признаку, равному нулю.

При подаче на вход 20 режима уровня логического нуля регистров 1 переходят в режим последовательного сдвига, т.е. устроство переходит в режим определения медианы. Это происходит следующим образом.

I

Старшие разряды п регистров 1,

I. в которых установлен уровень логи- ; ческой единицы, устанавливают соответствующие из п триггеров 8. Выходы последних подаются на шифратор 9 (в качестве шифратора, например, может быть использовано ПЗУ) через те элементы И 26 соответствующей группы, на вторых входах которых присутствуют уровни логической единицы с выходов соответствующих регистров 25 второй группы. Шифратор преобразует позиционный п-разрядный код в двбичный код и сопровождает его признаком. Признак зависит от количества единиц в позиционном коде и равен нулю, если количество единиц

меньше - о ° других случаях он равен единице. Двоичный код с выхода шифратора 9 поступает на вход накапливающего сумматора 10, где суммируется в сумматоре 12 с содержимым регистра 11. Если число на

выходе сумматора меньше

п«К+1

то

оно записывается в регистр 11, ли больше, то не. записывается.

а есПризнак уровнем логической единицы с шифратора 9 через второй элемент ИЛИ 1А поступает на первые входы группы элементов 7 ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛ и разрешает обнуление тех регистров 1, старшие разряды которых имеют уровень логического нуля. Кроме того, происходит обнуление триггеров 8. На последовательный информационный вход выходного р егистра 6 через первый элемент ИЛИ 3 поступает уровень логической единицы и с задержкой, определяемой элементом 5 задержки, записывается в соответствующий разряд выходного регистра 6. Если признаки с шифратора 9 и схемы 13 сравнения поступают уровнем логического нуля, то происходит обнуление тех регистров 1, старшие разряды которых имеют уровень логической единицы, триггеры 8 не обнуляются. На информационный вход выходного регистра 6 поступает уровень логиче ского нуля и с задержкой записывается в соответствующий разряд регистра 6. Через N тактов в выходном регистре 6 фиксируется значение взве- шенньй медианы.

Формула изобретения

Устройство для определения медианы, содержащее группу п регистров, п групп элементов И, два элемента ИЛИ,.два элемента И, элемент задержки, выходной регистр, три триггера, причем выходы разрядов регистров группы соединены с информационными входами соответствующих элементов И соответствующих п групп, в кавдой группе .управляющие входы элементов И объединены, отличающеес тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет вычисления взвешенной медианы, в него дополнительно введены группа из п элементов ИСКЛЮЧАКЯЦЕЕ ИЛИ, п-3 тригг геров, шифратор, три элемента НЕ, . вторая группа из п регистров, группа устанавливающих элементов И, схема сравнения, накапливающий сумматор, включающий регистр и сумматор, шэи-

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чем первые информационные входы уст- ройства подключены к соответх:твую- щим информационным входам регистров второй группы, входы режимов и синхровходы которых соединены соответственно с входом режима и тактог вым входами устройства, тактовьй вход устройства через элемент НЕ соединен с управляющими входами элементов И группы, с первыми входами первого и второго элементов И и через элемент задержки - с синхровходом выходного регистра, последовательньй информа- ционньй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы разрядов являются выходами устройства, входы установки в О регистров второй группы соединены с выходами соответствующих устанавливающих элементов И группы, выходы старших разрядов и регистров второй группы соединены с входами установки в 1 соответств5пощих триггеров, с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и с первыми входами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИПИ группы, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ и вторым входом первого элемента И, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы соединены с информационными входами соответствующих устанавливающих элементов И группы, вы- .;, ход первого элемента И соединен с входами установки в О всех триг- Г€;ров группы, выходы которых соеди- . нены с управляющими входами элементов И соответствующих групп, выходы которых соединены с соответствующими входами шифратора, выходы которого соединены с входами первой группы сумматора, входы второй группы которого соединены с выходами разрядов регистра, а выходы - с информационными входами регистра и входами первой группы схемы сравнения, входы второй группы которой являются входами задания порога устройства, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и через второй элемент НЕ - с вторым входом второго элемента И, второй вход которого соединен через третий элемент НЕ с вькодом признака шифратора и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с входом записи регистра, входы записи регистров первой труппы

715998688

объединены и соедннены с входом за- входы являются вторыми информацион- писи устройства, а информационные ньии входами устройства.

Изобретение решает задачу определения взвешенной медианы и может быть использовано в системах цифровой обработки изображений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет вычисления взвешенной медианы путем параллельно-последовательного анализа всех точек апертуры старшими разрядами вперед. Устройство содержит первую группу из N регистров 1, группу устанавливающих элементов И 2, первый элемент ИЛИ 3, первый элемент И 4, элемент 5 задержки, выходной регистр 6, группу из N элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, N триггеров 8, шифратор 9, накапливающий сумматор 10, содержащий регистр 11 и сумматор 12, компаратор 13, второй элемент ИЛИ 14, второй элемент И 15, три элемента НЕ 16 ... 18, первый информационный вход 19, вход 20 режима, тактовый вход 21, информационный выход 22, вход 23 записи, второй информационный вход 24, вторую группу из N регистров 25, N групп элементов И 26. Устройство сортирует и упорядочивает отсчеты 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 и веса отсчетов. С помощью второй группы из N регистров 25 и N групп по K элементов И 26 в группе происходит преобразование апертуры из N элементов в апертуру N K элементов. 1 ил.