Устройство для определения локальных экстремумов Советский патент 1991 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к вычиспитель- ной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов

Цель изобретения - повышение достоверности определения локальных окстрему- мов для структурных сигналов в условиях импульсных помех за счет сравнения значения текущего отсчета со значениями отсчетов его некоторой окрестности, форма которой адаптируется к характеру сигнала. Адаптивное формирование формы анализируемой окрестности позволяет избежать попадания в нее отсчетов, соответствующих импульсным помехам, что в свою очередь повышает достоверность результатов анализа для структурных сигналов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока суммирования.

Устройство содержит п сдвиговых регистров 1.1, 1.2, ,,1.п (п - 1) схем 2.1, 2.2, .,2 п-1 сравнения, блоки 3 и 4 суммирования, блок 5 памяти, элемент И 6 элемент 7 задержки, счетчик 8 номера канала, регистр 9 -чстремума, триггер 10, регистр 11 номерч i-анзла информационный вход 12 устройства, тактовый вход 13 устройства.

Блоки 3 и 4 суммирования содержат по (п - 2) сумматоров 14

Устройство работает следующим образом.

Устройство реализует определение локальных экстремумов путем сравнения значения текущего отсчета ai с значениями (п + 1 - 2а) отсчетов его некоторой окрестности, форма которой адаптируется к характеру сигнала. Вначале значение текущего отсчета ai анализируется на наличие импульсной помехи по методу

о

N

§

голосования. Он заключается в том, что каждый отсчет ai анализируемой последовательности рассматривается одновременно с некоторым количеством (п - 1) его ближайших соседних отсчетов Затем значение (п - 1) ближайших соседних отсчетов сравнивается со значением отсчета а, и определяется количество xi отсчетов, значение которых меньше значения отсчета ai и количество yi отсчетов, значения которых больше значения отсчета ai На основе полученных значений xi и yi определяется положение значения текущего отсчета ai в упорядоченной по возрастанию выборке из (п -- 1) значений его ближайших соседних отсчетов.

Если значение текущего отсчета а, попадает в заданное число а крайних (т.е наибольших или наименьших) значений упорядоченной выборки, то принимается решение о наличии импульсной помехи и анализ текущего отсчета ai прекращается, если нет, то анализируется подмножество, состоящее из (п - 1 - 2 а) элементов выборки, отстоящих от ее концов более чем на а элементов и по значениям xi и yi определяется, является ли значение текущего отсчета ai минимальным или максимальным среди значений элементов для данного подмножества, состоящего из а + 1, а+ 2, ,.,п -а-го элементов упорядоченной выборки. Если да, то считается, что обнаружен локальный экстремум соотеетствующе- го типа. На информационный вход 12 устройства поступает m-разрядный код очередногодвоичногочисла из входной последовательности чисел - отсчетов (выборок) сигнала. Одновременно на вход 13 устройства, поступает управляющий тактовый импульс, который подается на входы

управления сдвига регистров 1.11,п

сдвига.

Сдвиговые регистры 1 11.п представляют собой m синхронно действующих обычных (одиночных) n-разрядных регистров сдвига, где п - нечетное число. При поступлении импульса на входы управления сдвигом одновременно осуществляется прием кода очередного m-разрядного двоичного числа в первый регистр 1 1 сдвига, перезапись содержимого первого регистра 1.1 сдвига во второй регистр 1 2 сдвига и т.д. При этом в каждом такте работы устройства в регистрах 1.1,..., 1.п сдвига временно хранятся п смежных по номеру отсчетов вход(П - 1)(П - 1)

ного сигнала ai - Л-у-- а| Ґ - т е

окрестность 1-го отсчета аи состоящая из п последовательных отсчетов входного сигнала. Все п - 1 схемы сравнения одновременно осуществляют сравнение кода отсчета а с кодами п - 1 отсчетов входного сигнала, расположенных в окрестности и временно хранящихся в сдвиговых регистрах

1.11 п. Первый выход каждой схемы 2 k

сравнения (k 1, п - 1) является выходом Меньше, а второй - выходом Больше. Выходные сигналы Меньше и Больше

схем сравнения поступают соответственно на входы блока 3 суммирования и блока 4 суммирования. Таким образом, на выходах блоков 3 и 4 формируются коды величин xt и yi соответственно, которые затем поступают

на соответствующие входы блока 5 памяти. В ячейках блока памяти таблично реализовано вычисление следующей функции:

Го, если х, «или rt-1-y, а+ 1 hi(xi, yi) {

1 Б противном случае

О, если ( X, - 1 п-1 а или yi a и hi (xi, yi) О

Ыу.У|)

I 1, в противном случае,

где xi, yi - значения количества элементов, значение которых соответственно меньше и больше значения текущего отсчета at.

hi(xu yi) - значение на первом выходе

блока 5 памяти, соответствующее наличию локального минимума (0 - нет, 1 - да)

ha(xi, yi) - значение на втором выходе блока 5 памяти, соответствующее наличию локального экстремума.

Значение hi(xi, yi) признака наличия локального минимума поступает с первого выхода блока 5 памяти на информационный вход триггера 10. Значение h2(xu yi) признака наличия локального экстремума поступает на первый вход управляющего элемента И 6, на второй вход которого через элемент 7 задержки поступает тактовый импульс с тактового входа 13 устройства.

Элемент 7 задержки осуществляет задержку импульса на время выполнения сдвига информации в буферных регистрах

1 11 п, срабатывания схем 2.12.п-1

сравнения, блоков 3 и 4 суммирования и считывания из блока 5 памяти. В случае

наличия локального экстремума на выходе управляющего элемента И 6 появляется управляющий импульс, который подается ча входы синхронизации регистра 11 номера канала, триггера 10 и регистра 9 экстремума.

Тогда в регистр 9 экстремума переписывается из сдвигового регистра 1, -it-A m-разрядный код локального экстремума.

содержимое счетчика 8 номера канала переписывается в регистр 11 номера канала и в триггере 10 запоминается значение с первого выхода блока 5 памяти

Если триггер 10 типа экстремума находится в единичном состоянии, то был обнаружен локальный минимум в такте работы устройства, номер которого записан в регистре 11 номера канала. Если триггер 10 типа экстремума находится в нулевом состоянии, то был обнаружен локальный максимум,

При поступлении на тактовый вход 13 устройства следующего тактового импульса выполняется проверка условий наличия локального экстремума относительно отсчета ai + 1, а содержимое счетчика 8 номера кэ- налэ увеличивается ча единицу,

Таким образом, определение локальных экстремумов сигнала осуществляется путем сравнения значения текуще оотсчега с значениями отсчетов его некоторой окрестности, состоящее из (п - 1 - 2 и отсчетов, форма которой адаптируется к характеру сигнала и позволяет избежать попадания в нее импульсных помех, что в свою очеоедь повышает достоверность определения локальных экстремумов структурных сигна;- эв в условиях импульсных помех.

Это позволяет повысить точность и качество обработки различного рода структурных сигналов, в частности, телевизионных изображений.

Формула изобретения

Устройство для определения локальных экстремумов, содержащее п сдвиговых регистров, (п - 1) схему сравнения, элемент И, элемент задержки, счетчик номера канала, регистр экстремума, триггер, регистр номера канала, причем информационный вход устройства соединен с входом младшего

разряда первого сдвигового регистра, вы ход старшего разряда К-го сдвигового (К --1п - 1) регистра соединен с выходом

младшего разряда (К + 1)-го сдвигового ре

гистра, выходы разрядов 1-го сдвигового пе

гистра, где i 1, 2(п - 1)/2 соединены с

входами первой группы 1-й схемы сравнения, выходы разрядов J-ro СДВИГОРЮГО регистра, где J (п + 3) / 2.. п, соединены с

входом первой группы 0 1)-й схемы сравнения, выходы разрядов (п + 1} /2-го сдвигового регистра соединены с входами вторых групп всех схем сравнения и с информаци онными входами регистра экстремума, тактоаый вход устройства подключен к входам сдвига сдвиговых регистров, счетному входу счетчика и через элемент задержки у геряо- му входу элемента И, выход которого |°ен с синхровходэми триггера, регис- ов

экстремума и номера канала, е -ходы чика номера канала соединены с информационными входами регистра номера канала, выходы которого являются выходами номера канала устройства, выходы регистра экстремума являются выходам экстремума устройства, отличающееся тем, что с целью повышения достоверна..- определения локальных экстрему-or длг структурных сигналов в условиях и-пульсных помех, в него введены два блока сумми рования и блок памяти, причем выходы 1 Меньше схем сравнения соединены с вхо дами первого блока суммирования, выхсцзь Больше схем сравнения соединены с еходами второго блока суммирования, выхсды блоков суммирования соединены соответственно с входами блока памяти, первый выход которого соединен с информационным входом триггера, второй выход блока памяти соединен с вторым входом элемента И

Mwwmu

Е

зт

l.

и и Е

l.n

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - повышение достоверности определения локальных экстремумов для структурных сигналов в условиях импульсных помех за счет сравнения значения текущего отсчета со значениями отсчетов его некоторой окрестности, форма которой адаптируется к характеру сигнала. Устройство содержит N сдвиговых регистров 1, N - 1 схем сравнения 2, блоки 3 и 4 суммирования, блок 5 памяти, элемент И 6, элемент 7 задержки, счетчик 8 номера канала, регистр 9 экстремума, триггер 10, регистр 11 номера канала, информационный вход 12, тактовый вход. Адаптивное формирование формы анализируемой окрестности позволяет избежать попадания в нее отсчетов, соответствующих импульсным помехам, что, в свою очередь, повышает достоверность результатов анализа для структурных сигналов. 2 ил.

,,,, X

I д I LH

Входы

Ьь/ход

Фиг. 2