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

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

Цель изобретения - повьшение быстродействия .устройства.

На фиг.1 изображена схема устрой- ства, на фиг. 2 - схема бло-ка селекции экстремума.

Устройство содержит регистры 1,2 схему 3 сравнения, коммутатор/4, К + L - 3, блоков 5 q селекции экст- ремума, L - 1 блоков сдвигающих регистров 6, информационные входы 7 устройства, вход 8 типа экстремума устройства, тактов ый вход 9 устройства и информационные выходы 10 уст- ройства.

. Каждый блок 5. (i 1, K+L-3) селекции экстремума (KxL - размеры двумерного прямоугольного окна) содержит схему 11 сравнения, коммута- тор 12 и регистр 13.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от сигнала на входе 8 типа экстремума устройство выпол-, няет максимальную или минимальную фильтрацию.

При выполнении максимальной фильтрации на входах схем 3 и 11 сравнени будет высокий уровень, если число на вторых входах схемы 3(1t) сравнения |болвше числа на первых входах, и это сигнал разрешает прохождение через .коммутатор 4(12) числа, поступающе |го на его вторые входы. В противном случае коммутатор 4(12) пропускает число, поступающее на первые входы схем 3(11) сравнения и коммутатора 4(12).

В режиме минимальной фильтрации н выходах схем 3, 11 сравнения будет высокий уровень, если число на вторых входах схемы 3 (11) сравнения ме.ньше числа на первых входах.

Для определенности рассмотрим работу устройства в режиме максимально фильтрации при размере апертуры К L 5.

По Цервому тактовому импульсу, поступающему по входу 9, первое число, поступившее по входу 7, заносится в регистр Т и сравнивается с помощью схемы 3 сравнения с вторым элё

Q

Q

Б

0

5

ментом массива, поступающим по информационному входу 7 устройства. Если второе число больше первого, то на выходе схемы 3 сравнения формируется единичньА сигнал, который разрешает прохождение через коммутатор 4 (через вторую группу входов) второго числа. Если же второе число меньше или равно первому, то на выходе схемы 3 сравнения формируется нулевой сигнал, который разрешает прохождение через коммутатор 4 (через первую группу входов) первого числа из регистра 1 .

По второму тактовому импульсу второе число заносится в регистр 1, а большее число (первое или второе) заносится через коммутатор 4 в регистр 2, и производится сравнение второго и третьего числа с помощью схемы 3 сравнения, а также третьего числа с большим числом из пары - первое и второе - с помощью схемы 11 сравнения блока 5,1 селекции экстремума.

Ло третьему тактовому импульсу третье Число заносится в регистр 1 , большее число из пары - второе или третье ЧИСЛО - заносится в регистр 2, а Наибольшее из первых трех чисел заносится через коммутатор 12 в регистр 13 первого блока 5.1 селекции экстремума и производится сравнение третьего и четвертого чисел с помощью схемы 3 сравнения, четвертого и большего из пары чисел - в торое и третье - с помощью схемы 11 сравнения первого блока 5.1 селекции экстремума, а также четвертого с наибольшим из первых трех чисел с помощью схемы Т1 сравнения второго блока 5.2 селекции.

По четвертому тактовому умпульсу четвертое число заносится в регистр 1, большее число из пары - третье или четвертое число - заносится в регистр 2, наибольшее из трех чисел - с второго по четвертое - заносится в регистр 8 первого блока 5.1 селекции, наибольшее из четырех чисел - с первого по четвертое - заносится в регистр 13 второго блока 5.2 селекции и производится сравнение четвертого и пятого чисел с помощью схемы 3 сравнения , пятого с большим из пары - третье и четвертое число - с помощью , схемы 11 сравнения первого блока 5.1 селекции, пятого с наибольшим из трех чисел - с второго по четвертое - с

1605224

5,7 селекции экстремума число из наибольших чисе следних строках апертуры большее число в окрестно В каждом такте производи ление наибольшего числа щей вдоль строк окрестно

помощью схемы 11 сравнения второго блока 5.2 селекции, и с помощью схемы сравнения третьего блока 5.3 се- I лекции сравнивается пятое число с

наибольшим из чисел с первого по . четвертое.

По пятому тактовому импульсу пятое число заносится в регистр 1, большее из пары чисел - четвертое или пятое -ю Формула изобр заносится в регистр 2, наибольшее из трех чисел с третьего по пятое зано- сится в регистр 13 блока 5.1, наибольшее из четырех чисел - с второго по пятое - заносится в регистр 13 блока 5.2, а наибольшее из первых пяти чисел заносится в регистр 13 третьего блока 5.3 селекции экстремума. Оно и является наибольшим в строке апертуры и поступает на вход блока 6.1 сдвигающих регистров. Далее производится сравнение шестого числа с пятым числом с помощью схемы 3 сравнения-, шестого числа с большим из пары - четвертое и- пятое число - и т.д.

По шестому тактовому импульсу в регистр 1 заносится шестое число, в регистр 2 - большее число из пары - пятое и шестое число - и т.д., а в регистр 13 третьего блока 5.3 селекции экстремума зан.сится наибольшее из пяти чисел - с второго по шестое.

Аналогично в седьмом такте определяется наибольшее из пяти чисел - с третьего по седьмое. Блоки сдвигающих регистров 6.1 - 6.4 (L 5) и блоки 5.4 - 5.7 селекции экстремума служат для выбора, максимального числа из пяти наибольших чисел в строках апертуры, т.е. наибольшего числа в апертуре.

С помощью блока 5,4 сравнивается наибольшее число в текущей строке апертуры и наибольшее число предыдущей строки, задержанное на Р тактов jB блоке сдвигающих регистров 6.1, где Р - количество отсчетов в строке изображения. С помощью блока 5.5 сравнивается наибольшее число в текущей i-й строке и (1-1)-й строке апертуры с наибольшим числом в (1-2)-й строке апертуры, задержанное на (Р+1) такт в блоке сдвигающих регистров 6.2. С помощью блока 5.6 ;сравнения выбирается наибольшее чис- |ло из наибольших в х етырех последних строках апертуры, а с помощью блока

1. Устройство для двум ремальной фильтрации, сод гистр, схему сравнения и 15 причем выходы разрядов ре динены с входами первой г сравнения, входы второй торой соединены с информа входами регистра, вход ти 20 ма устройства соединен щим входом схемы сравнени личающееся тем, целью повышения быстродей него введены второй регис 25 сдвигающих регистров, (К блоков селекции экстремум (КХ L)i - размеры двумерно причем информационные вхо ства соединены с информац 30 входами первого регистра, первой группы KONMyTaTopa первых групп с первого по блоками селекции, выходы вого регистра соединены с j онными входами второй гру тора, управляюшдй вход ко динен с выходом схемы сра ходы коммутатора соединены второго регистра, выходы к 40 соединены с входами второй первого блока селекции экс выходы i-ro блока сдвигающ ров, где i 1, .,., L-1 ны с входами.(j + 1) 45 ющих регистров и входами п пы (K+j-2)-ro блока селекц мума, выходы j-ro блока се экстре 1ума, где j 1,..., соединены с второй группой 50 (j+1)-ro блока селекции эк выходы (К-2)-го блока селе ремума соединены с входами блока сдвигающих регистров (K+L-3)-Го блока селекции являются выходами устройст типа экстремума устройства с управляющими входами все селекции экстремума, такто регистров, блоков селекции

55

1605224

5,7 селекции экстремума - наибольшое число из наибольших чисел в пяти последних строках апертуры, т.е. наибольшее число в окрестности 5x5. В каждом такте производится определение наибольшего числа в скользя- . щей вдоль строк окрестности.

Формула изобр

е т е н и я

ю Формула изобр

1. Устройство для двумерной экстремальной фильтрации, содержащее регистр, схему сравнения и коммутатор, 15 причем выходы разрядов регистра соединены с входами первой группы схемы сравнения, входы второй группы которой соединены с информадионньп га ; входами регистра, вход типа экстрему-- 20 ма устройства соединен с управляющим входом схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй регистр, (L-) 25 сдвигающих регистров, (К + L - 3) блоков селекции экстремума, где (КХ L)i - размеры двумерного окна, причем информационные входы устройства соединены с информационными 30 входами первого регистра, входами первой группы KONMyTaTopa и входами первых групп с первого по (К-2)-й блоками селекции, выходы разрядов первого регистра соединены с информаЦи- j онными входами второй группы коммутатора, управляюшдй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, выходы коммутатора соединены с входами второго регистра, выходы которого 0 соединены с входами второй группы первого блока селекции экстремума, выходы i-ro блока сдвигающих регистров, где i 1, .,., L-1 соединены с входами.(j + 1)-ro блока сдвига- 5 ющих регистров и входами первой группы (K+j-2)-ro блока селекции экстремума, выходы j-ro блока селекции экстре 1ума, где j 1,..., К+1,-4, соединены с второй группой входов 0 (j+1)-ro блока селекции экстремума, выходы (К-2)-го блока селекции экстремума соединены с входами первого- блока сдвигающих регистров, выходы (K+L-3)-Го блока селекции экстремума являются выходами устройства, вход типа экстремума устройства соепинен с управляющими входами всех блоков селекции экстремума, тактовые входы регистров, блоков селекции экстрему5

1605224

регистров обт-т тактовым вхо

в м с вы к та в в з с

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок селекции содержит схему сравнения, коммутатор и регистр, причем входы первой и второй групп чисел блока соединены соответственно с входами первой и

8

второй групп схемы сравнения и коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выход которого является выходом блока, тактовый вход регистра является тактовым входом блока, управляющий вход блока соединен с управляющим входом схемы сравнения, выход результата сравнения которой соединен с управляющим входом коммутатора.

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. Устройство содержит регистры 1, 2, схему 3 сравнения, коммутатор 4, блоки 5 селекции экстремума, блоки 6 сдвигающих регистров, информационные входы 7 устройства, вход 8 типа экстремума устройства, тактовый вход 9 устройства, информационные выходы 10 устройства. Каждый блок 5 селекции экстремума содержит схему сравнения, коммутатор и регистр. Устройство производит определение в каждом такте наибольшего (наименьшего) числа в скользящей вдоль строк окрестности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

77

Ф(г.2

12

7J