Устройство для анализа статистических данных Советский патент 1991 года по МПК G06F15/36 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано длч обработки статистической информации, например изображений.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы в реальном масштабе времени в режиме сокращенного объема выходной инофрмапии о значении яркости элементов изображения .

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит входной регистр 1, блок 2 вычисления модуля разности, триггер 3, мультиплексоры 4 и 5, блок 6 сравнения триггеры 7 и 8, счетчик 9, элементы И 10 и 11, выходной регистр 12, элемент ИЛИ 13, вход 14, входы задания первой 15 и второй 16 пороговой величины, вход 17 синхронизации, вход 18 задания режима работы5 вход 19 запуска, вход 20 установки в исходное состояние, информационный выход 21, выход 22 признака обнаружения объекта, выход 23 признака изменения яркости, выход 24 координат элемента изображения.

Устройство работает следующим образом.

Для установки устройства в исходное состояние активный уровень напряжения подается на вход 20 установки в исходное состояние, сбрасывает в ноль счетчик 9 и устанавливает в единицу синхронный 1К-триггер 8. Одновременно с этим на входы загрузки элементов 14 изображения подается значение яркости первого элемента изображения оЈ00 Положительный перепад сигнала (т.е. переход из состояния логического О в состояние логической 1 на входе 17 синхронизации загружает во входной регистр 1 значение яркости элемента изображения о,;оо, находящееся на входе загрузки элементов 14 изображния. Данный перепад подается на суммирующий вход счетчика 9, однако поскольку на входе 20 установки в исходное состояние еще установлен активный уровень напряжения, то счетчик 9 продолжает находиться в нулевом состоянии. Положительный перепад сигнала на входе 17 синхронизации устанавливает RS-триггер З в состояние логического О,

Уровень логического О с выхода RS-триггера 3 поступает на управляющие входы мультиплексоров 4 и 5 и

обеспечивает коммутацию на выход

мультиплексора 4 содержимого входного регистра 1, а также коммутацию на выход мультиплексора 5 значения первой пороговой величины Д,, находящейся на входе 15 задания первой пороговой величины (подключенного к первому входу мультиплексора 5). Таким образом, на первом входе блока 6 сравнения находится значение

5 яркости первого элемента изображения (У , а на втором входе блока б сравнения - значение пороговой величины Д.,. Если в результате сравнения оказывается , что At то на вы

о ходе признака Больше или равно блока 6 сравнения устанавливается уровень логической 1, а на выходе признака Меньше блока 6 сравнения - уровень логического О.

5 По отрицательному перепаду сигнала (т.е. переходу из состояния логической 1 в состояние логического i О) на входе 17 синхронизации синхронный IK-триггер 7 установлен в

Q состояние логической 1 (поскольку на входе I присутствует уровень логической 1, а на входе К - уровень логического О)„ Если в результате сравнения оказывается, что

5 Д-1 то на вых°де признака

Бо-иьше или равно блока 6 сравнения установится уровень логического О, а на выходе признака Меньше блока 6 сравнения - уровень логической

0 1. По отрицательному перепаду сигнала на входе 17 синхронизации синхронный 1К-триггер 7 установлен в состояние логического О (поскольку на входе I присутствует уровень ло5 гического О, а на входе К - уровень логической 1м.

Одновременно с отрицательным перепадом на входе 17 синхронизации снимается активный уровень напряжения

5 с входа 20 установки в исходное состояние. Далее на вход 19 запуска подается уровень логической 1 тогда, если синхронный 1К-триггер 7 находится в состоянии логической 1, то на выходе элемента И 10 устанавливается уровень логической 1 (так как на всех входах элемента И 10 установлен уровень логической 1). Положительный перепад этого сигнала поступая на вход синхронизации выходного регистра осуществит запись в выходной регистр величины с (которая поступает с выходов входного регистра 1 на информационные входы выходного регистра 12).

Кроме того, сигнал с выхода элемента И 10, проходя через элемент ИЛИ 13, подается на выход 23 устройства, сигнализируя об изменении данных в выходном регистре 12, Уровень логической 1 с выхода синхронного IK-триггера 7 поступает на выход 22

во входной регистр 1 с входов 14 грузки элементов изображения. Это перепад сигнала увеличивает значе счетчика 9 на единицу и устанавли в состояние логического О асинх ный RS-триггер 3, выход которого, управляя мультиплексорами 4 и 5, печивает коммутацию содержимого в ного регистра 1 (значение яркости элемента изображения ) на выход мультиплексора 4 к первый вход бло 6 сравнения., и коммутацию величины Д с входа 15 задания первой порог

признака обнаружения объекта на изоб- , вои величины устройства на выходы

ражении устройства, сигнализируя о наличии объекта в точке с координатами (0 0). Если синхронный 1К-триггер находится в состоянии логического О, то на выходе элемента И 11 - уровень логической 1 (поскольку на всех входах этого элемента установлены .уровни логической 1). Этот сигнал поступает на вход сброса выходного регистра 12 и устанавливает на выходах этого регистра нулевой код. Кроме того, сигнал с выхода элемента И 11, пройдя через элемент ИЛИ 13, поступает на выход 23 устройства, сигнализируя об изменении информации в выходном регистре 12. Поскольку IK-триггер 7 находится в состоянии логического О, то на выходе 22 признака обнаружения объекта на изображении установлен уровень логического О, который сигнализирует об

мультиплексора 5 и далее на второй вход блока 6 сравнения. Если выпол няется неравенство tf- Д , то на ходе признака Больше или равно

20 блока 6 сравнения устанавливается уровень логической 1, а на выход признака Меньше блока 6 сравнени уровень логического О.

Отрицательный перепад сигнала н

25 входе 17 синхронизации устанавлива в этом случае синхронный 1К-тригге в состояние логической 1. Уровен логической 1 с выхода синхронног 1К-триггера 7 подайся на выход 22

30 признака обнаружения объекта на из ражении, сигнализируя об обнаружен объекта. Если в результате сравнен выясняется, что #;: Д}, то на вых признака Больше или равно блока

35

сравнения установлен уровень логич

ского -.«

О, а на выходе признака М

ского -.«

отсутствии объекта в точке изображе- ше - уровень /логической 1. Тогда ния с координатами (0; 0). После сня- отрицательный перепад сигнала на тия уровня логической 1 на входе 19 входе 17 синхронизации устанавливает запуска подготовительный этап закон- .Q синхронный IK-триггер 7 в состояние

ние логического

чен и устройство готово к работе, при этом в выходной регистр 12 загружена либо информация о яркости элемента изображения tf.o0 , либо нулевой код.

Далее-устройство может работать в одном из двух режимов.

При работе в режиме порогового обнаружения объекта с сокращением объема выходной информации значения яркостей элементов изображения (г - - 0,1-1, , J-1), представленного в виде матрицы размером I x Л элементов, последовательно один за другим подаются на вход 14 загрузки элементов изображения устройства. По положительному перепаду сигнала на входе 17 синхронизации значение яркости элемента изображения записывается

О. При этом уровень логического О на выходе 22 признака обнаружения объекта на изоб ражении сигнализирует об отсутствии

45 объекта в точке изображения с координатами (i,j). Далее на вход 18 синхронизации устройства подается уровень логической 1, который устанавливает асинхронный RS-триггор З

50 в состояние логической 1.

Сигнал с выхода RS-триггера З управляет мультиплексорами 4 и 5, обеспечивая коммутацию содержимого выходов блока 2 вычисления модуля

55 разности на выходы мультиплексора 4 и первый вход блока 6 сравнения и . коммутацию значения величины А с входа 16 задания второй пороговой величины устройства на выходы муль-

19306

10

во входной регистр 1 с входов 14 загрузки элементов изображения. Этот перепад сигнала увеличивает значение счетчика 9 на единицу и устанавливает в состояние логического О асинхронный RS-триггер 3, выход которого, управляя мультиплексорами 4 и 5, обеспечивает коммутацию содержимого входного регистра 1 (значение яркости элемента изображения ) на выходы мультиплексора 4 к первый вход блока 6 сравнения., и коммутацию величины Д с входа 15 задания первой порого, вои величины устройства на выходы

мультиплексора 5 и далее на второй вход блока 6 сравнения. Если выполняется неравенство tf- Д , то на выходе признака Больше или равно,

блока 6 сравнения устанавливается уровень логической 1, а на выходе признака Меньше блока 6 сравнения уровень логического О.

Отрицательный перепад сигнала на

входе 17 синхронизации устанавливает в этом случае синхронный 1К-триггер 7 в состояние логической 1. Уровень логической 1 с выхода синхронного 1К-триггера 7 подайся на выход 22

признака обнаружения объекта на изображении, сигнализируя об обнаружении объекта. Если в результате сравнения выясняется, что #;: Д}, то на выходе признака Больше или равно блока 6

сравнения установлен уровень логического-.«

О, а на выходе признака Меньше - уровень /логической 1. Тогда отрицательный перепад сигнала на входе 17 синхронизации устанавливает синхронный IK-триггер 7 в состояние

ше - уровень /логической 1. Тогда отрицательный перепад сигнала на входе 17 синхронизации устанавливает Q синхронный IK-триггер 7 в состояние

ние логического

О. При этом уровень логического О на выходе 22 признака обнаружения объекта на изображении сигнализирует об отсутствии

5 объекта в точке изображения с координатами (i,j). Далее на вход 18 синхронизации устройства подается уровень логической 1, который устанавливает асинхронный RS-триггор З

0 в состояние логической 1.

Сигнал с выхода RS-триггера З управляет мультиплексорами 4 и 5, обеспечивая коммутацию содержимого выходов блока 2 вычисления модуля

5 разности на выходы мультиплексора 4 и первый вход блока 6 сравнения и . коммутацию значения величины А с входа 16 задания второй пороговой величины устройства на выходы муль-

716

типлексора 5 и второй вход блока 6 сравнения. При этом на первую группу входов блока 2 вычисления модуля разности подается содержимое входного регистра 1 на текущий момент времени о(м (О , а на вторую группу входов содержимое выходного регистра 12, сформированное в предыдущий момент времени (до прихода синхросигнала на первый вход 17 синхронизации) 0(.(t-1) . При этом на выходах блока вычисления модуля разности формируется величина ;. (t)- (t-1)/. В за- от результата сравнения и й/ в

висимости от результата сравнении величины j &.{} - ((t-O/ и А2 блоке 6 сравнения устанавливается информация на выходах признаков Больше или равно и Меньше. Если выполняется неравенство / $;. (t4)- P( (t-1)/ Ь и, то на выходе признака Больше или равно устанавливается уровень логической 1, а на выходе признака Меньше - уровень логического О

Отрицательный перепад сигнала на входе 18, в этом случае устанавливает синхронный 1К-триггер 8 в состояние логической 1 (поскольку, на его I-входе установлен уровень логической 1, а на выходе К - уровень логического О) . Если выполняется неравенство / Oi (t)- oi (t-1)/ -Ьг , то на выходе признака Больше или равно блока 6 сравнения установится уровень логического О, а на выходе признака Меньше - уровень логической 1. Тогда отрицательный перепад сигнала на входе 18 сбрасывает синхронный 1К-триггер 8 в состояние логического О (так как на его I-входе установлен уровень логического О, ic входа К - уровень логической 1). После этого на входе 19 устанавливается уровень логиче-- ской 1 и в зависимости от состояния синхронных IK-триггеров 7 и 8 выполняются следующие действия.

Если содержимое обоих триггеров 7 и 8 равно единице, т.е. выполнялись условия o(;J (t) Д( и/otjj -oi(t-D/ Ая то на выходе элемента И 10 формируется уровень логической 1 (так как на все входы элемента И 10 поданы уровни логической 1), положительный перепад которого переписы

8

0

0

5 30

35 вает содержимое входного регистра 1 в выходной регистр 12, т.е. выполняется операция oi(t): tf }j (t) . При этом на выходе элемента И 11, соединенным с входом.сброса выходного регистра 12, - пассивный уровень логического О (так как на первом входе элемента И 11 уровень логического О), При этом импульс с выхода элемента И 10 через элемент ИЛИ 13 подается на выход 23 устройства, что сигнализирует об изменении информации в выходном регистре 12 (и на выходах амплитудной информации 21 устройства) . Если синхронный IK-триггер

7установлен в единицу, а 1К-триггер

8- в ноль, т.е. выполняются условиях

tfjj(t)i &, и /tffj(t)- oi(t-i) A2 ,

то на выходах элементов И 10 и 11 уровни логического О (поскольку на втором входе элемента И 10 и первом входе элемента И 11 установлены уровни логического О). При этом импульс с входа 19 не проходит на входы синхронизации и сброса выходного регистра 12 и его состояние не изменяется, т.е. выполняется операция od (t) : p(,(t-1) Поскольку на обоих входах элемента ИЛИ 13 установлены уровни логического О, то на выходе 23 отсутствует сигнал, что говорит об отсутствии изменений в выходном регистре 12 и на выходах 21 амплитудной информациии устройства.

Если синхронный 1К-триггер 7 находится в состоянии логического О, т.е. выполняется неравенство oil (t) С Д,, то независимо от состояния синхронного 1К-триггера 8 на выходе элемента И 10 устанавливается уровень логического О (поскольку на первом входе присутствует уровень логического О), а на выходе элемента И 11 формируется уровень логической 1, положительный перепад которого сбрасывает выходной регистр 12 в нулевое состояние, т.е. выполняется операция 06(t(: 0. Кроме того, сигнал с выхода элемента И 11 через элемент ИЛИ 13 подается на выход 23.

Таким образом, содержимое выходного регистра формируется следующим образом:

Of ;j , если ij(t) Д(, /iX jj (t) Ot(t-1)

Oi(t) j O6(t-1), если Х;|ьД;, / tf;j (t)- oi(f1)/-cA2 ;

если o(;j (t) Д , ,

0,

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для решения з.адачи обнаружения объектов при цифровой обработке изображения. Устройство содержит регистры, 1,12,блок 2 вычисления модуля разности, мультиплексоры 4, 5, триггеры 3, 7, 8, блок 6 сравнения, элементы И 10, 11, элемент ИЛИ 13, счетчик 9. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы в реальном масштаба в режиме сокращенного объема выходной информации о значении яркости эле- мент . изображения „ Элементы изображения записываются во входное регистр и сравнивчгатся с псрвог юро- говой величиной в блоке сравнения, на основании результата сравнения принимается решение о наличии объекта в данной точке изображения. После этого модуль разности значения яркое ян текущего элемента изобпажен я и содержимого выходного регистра сравнивается с второй пороговой величиной в том же блоке сравнения. По результату сравнение принимается решение о наличии изменения яркости объекта в данной точке и целесообразности изменения содержимого выходного регист-,) ра. 1 ил о § I

В режиме погогового обнаружения объекта без сокращения объема выходной информации после подачи сигнала установки в исходное состояние подается последовательность синхросигналов только по входам 17 и 19, сигналы на вход 18 не подаются. При этом асинхронный RS-триггер З на- ходится в состоянии логического О что обеспечивает постоянное подключение к входам блока 6 сравнения содержимого входного регистра 1 и величины Д,, заданной на вхоле 15 задания первой пороговой величины, Синхронный 1К-триггер 8 устанавливается в единицу сигналом установки в исходное состояние по входу 20 и в дальнейшем в процессе работы OOCTO- яние не меняет. Таким образом, на втором входе элемента И 10 постоянно установлен уровень логической 1 и он не оказывает влияния на

работу схемы. В рассматриваемом сежи- 30 первсг. триггера и синхровход треть- ме содержимое входного регистра фор- его триггера подключены к входу за- мируется следующим образом:дания режима рабсты устройства, первые входы первого и второго элементов И подключены к входу запуска устtfjj(t), если 06 ;j (t);s&f,

JA; ройства, вход асинхронной установки в 1 третьего триггера подключен к входу установки в исходное состояние устройства, выход выходного регистра соединен с вторым входом блока вычисeUt)

О,

если

0(jj (t)A,

К выбору значений пороговых величин предъявляется требование Д, Да , поскольку в противном случае может возникнуть пропуск объекта на изображении .

Формула изобретения

Устройство для анализа статистичских данных, содержащее блок сравнения и счетчик, причем счетный вход счетчика является входом синхронизации устройства, вход сброса счетчика является входом установки в исходное состояние устройства, выход счетчика является выходом координат элемента изображения устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы в реальном масштабе времени в режиме сокращенного объема выходкой информации о

значении яркости элементов изображения, в ьагс дополнительно введены входной регис р, блок вычнстчшя мор ул. , два гульэттлексора, трч триггера, два элемента И, элемент ИЛИ и выходной регистр, информационный гход входного регистра яг легся информационным входоь уст- , ВЫУОГТ ЕХИДНОГО регистра соединен с информационным входом выходного регистра, jiepsia-i входом блока вычистения, модуля разности и первым информационным входом первого мультиплексора, первый и второй информационные входы второго мультиплексора являются соответственно входами зада- кия и второй пороговых величин устройства, вход установки в О первого триггера и сиьхгозходы входного регистра и второго триггера подключены к входу сикх чнчзацни загрузки ус1ройства, вход установки в 1(

ройства, вход асинхронной установки в 1 третьего триггера подключен к входу установки в исходное состояние устройства, выход выходного регистра соединен с вторым входом блока вычисления модуля разности и является выходом значения амплитуды яркости устройства, выход блока вычисления модуля разности устройства соединен с вторым информационным входом первого мультиплексора, выход которого соединен с первым входом блока сравне

ния, второй вход которого соединен с выходом второго мультиплексора, vn- равляющий вход которого соединен с управляющим входом первого мультиплексора и с инверсным выходом первого триггера, выход Boxfbme или равно блока сравнения соединен с зходами установки в 1 второго F третьего триггеров, входы установки в О которых соединены с выходом Меньше блока сравнения, пррмоь выход второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И и является выхо11161930612

дом признака обнаружения объектаходкого регистра и первым входом устройства, инверсный выход первогоэлемента ИЛИ, выход второго элемен- триггера соединен с вторым входомта И соединен с входом сброса выход- второго элемента И, прямой выходного регистра и вторым входом эле- третьего триггера соединен с треть-мента ИЛИ, выход.которого является им входом первого элемента И, выходвыходом признака изменения яркости которого соединен с синхровходом вы-устройства.