Устройство для формирования гистограмм Советский патент 1991 года по МПК G06F15/36 

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для анализа бинарных изображений.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет формирования двумерных гистограмм.

Предлагается следующий алгоритм формирования двумерной гистограммы бинарного изображения.

Одномерную гистограмму бинарного изображения можно представить в виде

G G°G1

где G и G - соответственно числа нулевых и единичных элементов в бинарном изоображении.

По аналогии представим двумерную гистограмму бинарного изображения следующим образом:

G°°G011 ,(1)

.G10Ј11

G LG

где G°°, G01, d10, G11 - соответственно числа пар элементов 0-0,0-1,1-0,1-1, содержащихся в данном бинарном изображении. Элементы матрицы (1) представляют собой

интегральную оценку числа пар элементов определенной яркости, подсчитанных независимо от пространственного расположения этих пар, т.е. значений (г, 0). При учете пространственного расположения пар каждый элемент матрицы (1), в свою очередь, представляется набором значений чисел grg пар 0-0, 0-1, 1-0, 1-1 с параметрами (г, в.

Поскольку элементы бинарного изображения X xj.j, где х| Ј{0,1}, (i,j)6{lx3} задаются на прямоугольном растре, то параметры г, 6 можно выразить в декартовой системе координат через относительные смещения элементов пары по оси абсцисс (т) и оси ординат (п):

в/m2 -Hi2arctg Ј.

сл

с

Оч

ел

10

ю

V4

Для нахождения общего числа пар определенного типа с заданным смещением m и п необходимо вычислить следующие выражения:

-00 Зт,п

п Ј 2i - т, J -n,

$. Ј Ј Xlj.X|-m, J-m

ff t 1i 1

JL

xij.xi - m. J-n,

9.п- 2, 2,

i

f

X|j xi - m, J - n,

где(1-т, J-n)e-lxJ.

Вычисление отсчетов гистограммы бинарного изображения по формуле (2) позволяет формировать как одномерные, так и двумерные гистограммы.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит адресные счетчики 1 и 2, элементы ИЛИ 3 - 5, блоки 6 и 7 сложения, элемент И 8, блоки 9 и 10 памяти, элемент НЕ 11, группы 12 и 13 элементов И, элементы НЕ 14 и 15, группу 16 накапливающих счетчиков, группу 17 информационных выходов, информационный вход 18, вход 19 задания режима, входы 20 и 21 задания ординаты и абсциссы смещения изображения, выход 22- запуска, выход 23 окончания вычислений, вход 24 синхронизации и тактовый вход 25.

Устройство для формирования гистограмм работает следующим образом.

Предварительно по информационному входу 18 производится загрузка отсчетов бинарного изображения X xij. При этом на входах 21 и 20 устанавливаются значения m 0. n 0. а на входе 19 задания режима устройства устанавливается сигнал О (режим загрузки). При подаче сигнала запуска разрешается поступление синхроимпульо- сов на вход устройства. Сигналом запуска производится обнуление адресных счетчиков 1 и 2 при наличии импульса на входе 24 синхронизации. Сигнал запуска сбрасывается по спаду первого импульса на входе 24 синхронизации. При загрузке отсчетов исходного бинарного изображения адреса вырабатываются с помощью адресных счетчиков 1 и 2, счетчик 1 вырабатывает значение адреса I -1J. счетчик 2 вырабатывает значение I ТдГ. На счетный вход адресного счетчика 2 поступают тактовые импульсы с входа 25. При переполнении счетчика 2 происходит его обнуление и увеличение на единицу состояния счетчика 1. При каждом импульсе на входе 25 на адресных входах блоков 9 и 10 устанавливаются одинаковые пары адресов. Запись в блоки 9 и 10 памяти входных отсчетов, поступающих по входу 18, производится в соответствии с поступлением синхронизирующих импульсов по входу 24. При формировании наибольших адресов записи I и 3 счетчики 1 и 2 устанавливаются одновременно в О и на выходе 23 формируется сигнал окончания вычислений.

При формировании значений гистог- рамм устройство работает в соответствии с

выражением (2). При этом на входе 19 устанавливается значение 1 (режим работы), которое при поступлении синхроимпульсов по входу 24 разрешает считывание данных

из блоков памяти. На входах 21 и 20 значения тип устанавливаются в дополнительных кодах. Формирование значений гистограммы начинается с момента подачи сигнала по входу 22. При этом происходит

обнуление счетчиков 1 и 2, а также запись первых значений в накапливающие счетчики группы 16. На выходах счетчиков 1 и 2 формируются адреса для считывания отсчетов xi.j из блока 9, а на выходах блоков 6 и 7

сложения вырабатываются адреса для счи- тывания отсчетов xi-mj-n из блока 10. При этом, если значение Q-n) становится отрицательным, то сигналом с выхода знакового разряда блока 7 сложения производится обнуление счетчика 2 Q 0) и увеличение на единицу состояния счетчика 1, если значение (f-m)становится отрицательным, то происходит обнуление обоих счетчиков и выработка сигнала окончания вычислений.

8 результате формирования адресов считывания на выходе блока 9 получено значение xij, а на выходе блока 10 - xi-m,j-n. При выработке сигнала окончания вычислений процесс вычисления заканчивается и по

выходам 17 производится считывание значений гистограммы. Вычисление значений гистограммы первого порядка производится (на входе 19 устанавливается 1) при m 0, n 0.

Формула изобретения Устройство для формирования гистограмм, содержащее первый адресный счетчик, первую группу элементов И, группу

выходных счетчиков, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И первой группы, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задан за счет формирования двумерных гистограмм, оно дополнительно содержит второй адресный счетчик, два блока сложения, два блока памяти, вторую группу элементов И, три элемента НЕ, три элемента ИЛИ, элемент И, причем первый вход первого элемента И второй группы подключен к входу запуска устройства, а выход первого элемента И второй группы подключен к первому входу первого элемента ИЛИ vt к входам разрешения параллельной записи начального состояния выходных

счетчиков группы, втооой вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом знакового разряда первого блока сложения, первый вход второго элемента ИЛИ и вход обнуления первого адресного счетчика подключе- ны к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ и первый вход третьего элемента ИЛИ соединены с выходом знакового разряда второго блока сложения, выходы третьего и второго элементов ИЛИ подключены, соответственно, к счетному входу первого адресного счетчика и входу обнуления второго адресного счетчика, счетный вход второго адресного счетчика является тактовым входом устройства, выход переполнения второго адресного счетчика соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ. выходы признака обнуления первого и второго адресных счетчиков подключены соответст- венно к первому и второму входам элемента И, выход которого является выходом окончания вычислений устройства, первые входы первого и втооого блоков сложения соединены, соответчтвенно, с первым и вто- рым адресными входами первого блока памяти и информационными выходами соответственно первого и второго адресных счетчиков, вторые входы первого и второго блоков сложения являются соответственно входами задания абсциссы смещения изображения и ординаты смещения изображения, входы разрешения считывания первого и второго блоков памяти подключены к выходу второго элемента И второй группы, ин

формационные входы первого и второго блоков памяти подключены к информационному входу устройства, первый и второй адресные входы блока памяти подключены соответственно к информационным выходам первого и второго блоков сложения, входы разрешения записи первого и второго блоков памяти подключены к выходу третьего элемента И второй группы, первый вход второго элемента И второй группы соединен с входом первого элемента НЕ и является входом задания режима устройства, выход первого элемента НЕ подключен к первому входу третьего элемента И второй группы, первые входы первого и второго элементов И первой группы подключены к выходу второго элемента НЕ. вход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И первой группы и информационным выходам второго блока памяти, вторые входы второго и четвертого элементов И первой группы подключены к выходу третьего элемента НЕ. вход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И первой группы и информационным выходом первого блока памяти, счетный вход каждого выходного счетчика группы подключен к входу задания начального состояния одноименного выходного счетчика, информационные выходы выходных счетчиков группы образуют группу информационных выходов устройства, вторые входы элементов И второй группы под- ключены к входу синхронизации

устройства.

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и, в частности, может быть использовано для анализа бинарных изображений. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет формирования двумерных гистограмм. Устройство содержит счетчики 1 и 2, группы 12 и 13 элементов И, группу 16 счетчиков, блоки 6 и 7 сложения, блоки 9 и 10 памяти, элементы НЕ 11,14 и 15, элементы ИЛИ 3-5, элемент И 8. 1 ил.

22

23 27 20