Устройство для параллельной записи, хранения и транспонирования изображений Советский патент 1991 года по МПК H03K23/78 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано как запоминающая и обрабатывающая среда в системах обработки изображений, системах распознавания образов, в оптоэлектронных вычислительных системах.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - реализации совокупностей ячеек соответственно с нечетным числом и замкнутыми оптическими связями внутри совокупности и четным числом и замкнутыми электрическими связями внутри совокупности.

Устройство содержит (фиг. I) матрицу 1 оптоэлектронных бистабильных ячеек 2ij, , представляющих собой совокупности 3k, (2n-1), ячеек, причем lt-j-1-k, оптоэлектронный затвор 4, управляющий вход которого соединен с входом Сброс каждой совокупности и образует вход 5 Сброс устройства, генератор 5 импульсов, р-рэзрядный счетчик 7 импульсов, р элементов И 8т и р элементов ИЛИ 9т, где р log2k . Выход генератора 6 импульсов соединен со счетным входом счетчика 7 и с каждым из первых входов элементов И 8т, вторые входы которых соединены с соотоет - ствующими выходами разрядов счетчика 7. а выходы являются первыми входами элементов ИЛИ 9т, вторые входы которых соединены с входом Запись устройства. Совокупности 3k ячеек, находящихся на одинаковом удалении от наибольшей по числу ячеек совокупности 3, объединены в группы общим управляющим тактовым входом Ют.

Совокупность 3k (фиг. 2 и 3) содержит множество ячеек 2ij, таких, что 11 . Каждая ячейка состоит из двух пар, содержащих фототиристоры 11 и 12 и светодиоды 13 и 14. соединенные последовательно причем анодные выводы пар ячее. 2i| соединены вместе и связаны с шиной питания, катодные выводы первых (вторых) пар правой половины () ячеек соединены с катодными выводами вторых (первых) пар ячеек левой половины и образуют первый (второй) вход первого 15k 1 (второго 15k2) прерывателей тока, управляющий вход первого прерывателя 15и соединен со сменным Ют

.совокупности и группы ячеек и первым входом элемента И-НЕ 16, выход которого соединен с управляющим входом второго прерывателя 15k2TOKa, а второй входсоедипен с входом Сброс совокупности и всего устройства, оптический выход ячеек левой половины светодиода 14 соединен с оптическим входом фототиристора 11 той же ячейки, оптический выход светодиода 13 соединен с

оптическим входом фототиригтора 12 предыдущей ячейки, оптический выход ячеек правой половины совокупности светодиода 13 соединен септическим входом фототиристора 12 той же ячейки, оптический выход

саетодиода 14 соединен с оптическим входом фототиристора 11 последующей ячейки, при этом выход све одиода 13 первой ячейки соединен (оптически или электрически) с оптическим входом фототиристора 11 (+2)-й

ячейки, если , или(1+1)-й ячейки, если k-2l, выход светодиода 14 последней jc-й ячейки соединен (оптически или электрически) с оптическим входом фототиристора VI 1-й ячейки.

Устройство работает следующим образом.

Для транспонирования матрицы проецируемого на оптический вход изображения используется последовательный циклический

сдвиг состояний каждой из точек изображения внутри замкнутых согласно описанных оптических связей совокупностей 3k. Осуществляя для каждой такой совокупности нужное число циклических сдвигов, можно

транспортировать матрицу. При этом следует учесть, что диагональные элементы матрицы в сдвигах не участвуют, поэтому соответствующее состояние проецируемой на них точки циклически перезаписывается

с одной пары на другую (динамический способ хранения, не сложно однако организо- D5TS стат ический способ хранения), и, кроме того, соседние совокупности различаются между собой наличием, либо отсутствием

одной ячейки, т. е. существуют совокупности, для обработки которых требуется одинаковое количество циклических шагов. Такие совокупности объединены в группы с общим тактовым входом. Тогда соседние

между собой группы отличаются друг от друга всего лишь одним циклом обработки. Поэтому для достижения максимального быстродействия осуществляется параллельно-последовательный метод обработки, заключающийся в параллельности обработки внутри групп ячеек с последовательным подключением ячеек соседних групп на следующем шаге обработки

Процесс обработки организован начальным вовлечением совокупностей наибольшего числа ячеек, а затем последовательным подключением (достаточно просто организовать управление и обработку всех совокупно стей, организуя на каждом шаге отключение совокупностей с меньшим числом ячеек.

При включенном питании на устройства подачей сигнала Сброс происходит обнуление всех ячеек матрица и одновременно открывается оптоэле лрсн- ный затвор 4, через который ча матрицу 1 ячеек проецируется входное изображение При наличии сигнала Сброс подается сигнал Запись, причем интервалы этих сигналов перекрываются сигнал Сброс заканчивается раньше. При этом замыкаются прерыватепи 15ki всех совокупностей, освещенные входным изображением фототиристору 11 12) право- (левой) половины совокупности переводятся в проводящее состояние, све- тодиоды 13 (14) начинают излучать свет, подготавливая работу фототирис горов 12 (11) противоположных пар этих ячеек

После снятия сигнала запись поерыва тели 15ki размыкаются, а прерьватели замыкаются, что приводит к перезаписи состояний левых (правых) пар ячеек правой (левой) половины в правые(левые) пэры этих же ячеек. При подаче первого сигнала с генератора 6 импульсов младший разряд счетчика 7 импульсов устанавливается в единичное состояние, все остальные разряды остаются в нулевом состоянии Это означает, что только совокупности наибольшего числа ячеек, входящие в одну группу, будут подвержены преобразованию на первом шаге обработки. Наличие сигнала на входе Юр размыкает второй прерыватель 15k2 и замыкает первый прерыватель 15н. что приводит к сдвигу состояний ячеек правой половины совокупности вправо, а состояния ячеек левой половины сдвигаются влево, причем сдвиг этот циклический, согласно описанным оптическим связям внутри совокупности. Состояния же остальных совокупностей ячеек за первый шаг работы устройства не изменяются. Подача второго тактового сигнала приводит к появлению 1 во втором разряде счетчика 7, что позволяет вовлечь в преобразования на втором шаге соседних совокупностей ячеек, входящих уже во вторую группу, не отключая ячеек первой группы.

Таким образом, производя описанный циклический процесс за к шэгов или тактов, где k(n-1)/2 или , возможно выполнить транспонирование всей матрицы изображения. Переполнение счетчика 7 сигнализирует об окончании обработки. Легко достичь обработки нового изображения. Для этого достаточно ввести сигнал Сброс на вход 5 устройства и обнулить счетчик.

0 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для параллельной записи, хранения и транспонирования изображений, содержащее матрицу nx n разрядных ячеек, каждая из которых содержит прраый

5 и второй светодиоды, первый и второй фототиристоры, причем оптические выходы первого и второго светодиодов оптическисвязана соответственно с оптическими входами первого и второго фототирш,горов, аьоды пер0 вого фототиристзра и первого светодиода соединены с шиной питания, катоды которых соединены соответственно с анодами вторых светодиода и фототиристора, катоды которых соединены соотаегственно с пер5 вым и вторым тактовыми, управляющими входами ячейки, прерыватели тока, двухвхо- довые элементы И-НЕ, элемент ИЛИ и элемент И, счетчик импульсов, генератор импульсов, оптоэлектронный зчтвор, опти0 еский вход которого является оптическим входом устройства, а оптический вь- од соединен г. оптическим входом матрицы разрядныхячеек,образованным совокупностью информационных входов за5 писи всех ячеек матрицы, совокупность информационных выходов- ячеек которой образует оптический выход матрицы и является оптическим выходом устройства, выход генератора импульсов соединен со счетным

0 входом счетчика импульсов и первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика импульсос выходы элементов И соединены с первыми входами

5 соответствующих элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с входом Запись устройства, отличающееся тем. что, с целью повышения быстродействия, информационные выходы связи ячеек

0 матрицы с индексом (I, j),l,.n. где ,2, ,п и ,2n - номера ячеек в матрице по строкам и столбцам соответственно, для которых l J, соединены со своими информационными входами связи, информационные

5 выходы связи ячеек (I. J). для которых l+ J k;k 3,п + 1 и l+ J р; р п-И2n-1; ,

если к, р - нечетные числа и KJ, соединены с информационными входами связи ячеек (1-1, J+1), при этом информационные выходы связи ячеек (1, j и I. n) соединены с информационными входами связи ячеек (t+1,t), где t-j/2, (n+l-1)/2, при , информационные выходы связи ячеек (I, J) соединены с информационными входами связи ячеек (1+1, J-1), при этом информационные выходы 5 связи ячеек (1,1) и (п, j) соединены с информационными входами связи ячеек (t, t+1), где соответственно t(l+1)/2 и (n+j-1)/2, для ячеек, у которых k, p - четные, при KJ, информационные выходы связи ячеек (I, j)coe- 10 инены с информационными входами связи ячеек (M.J+1), при этом информационные входы Связи ячеек (1, J) и (I, п) соединены с информационными входами связи ячеек (t+1, t-1), где )/2 и (n+l)/2, при , информацион- 15 ные выходы связи ячеек (i, j) соединены с информационными входами связи ячеек (1+1, J-1), при этом информационные выходы связи ячеек (I, 1) и (n, j) соединены с информационными входами связи ячеек (t-1, t+1), 20 где t(l+ 1)/2 и (n+ J)/2, ячейки, для которых |n+ 1-I-JI изменяется в пределах (2г-2)-(2г-1). образуют (г+1)-ю группу ячеек, ,(п-1)/21 с общим первым и вторым тактовыми управляющими входами при п - не- 25 четное, а при n-четном. ячейки которых п+ + 1 i+j образуют первую группу ячеек, ячейки, для которых ln+ 1-I-JI изменяется в пределах (2г-1)-2г. образуют (г+ 1)-ю группу чеек, ,(п/2-1)с общими .первым и вторым 30 тактовыми управляющими входами, для каждой группы ячеек катоды первых свето- диодов ячеек с индексами соединены с

катодами вторых фототиристоров ячеек с индексами и образуют первый тактовый управляющий вхоД данной группы, катоды первых светодиодов ячеек с индексами соединены с катодами вторых фототиристоров ячеек с индексами i j и образуют второй тактовый управляющий вход данной группы, первый тактовый управляющий вход каждой группы ячеек соединен с первым выводом первого прерывателя тока данной группы ячеек, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, а управляющий вход соединена выходом соответствующего элемента ИЛИ и первым элементом И-НЕ данной группы ячеек, второй вход которой соединен с входом Сброс устройства, выход элемента И-НЕ соединен с управляющим входом второго прерывателя тока данной группы ячеек, первый вывод которого соединен с вторым тактовым управляющим входом данной группы ячеек, а второй вывод соединен с шиной нулевого потенциала, для ячеек, у которых , информационный вход записи соединен с оптическим входом второго фототиристора данной ячейки, для ячеек, у которых I J, информационный вход записи соединен с оптическим входом первого фототиристора данной ячейки, совокупности оптических выходов первого и второго светодиодов каждой ячейки образуют информационный выход связи каждой ячейки матрицы.

Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики и может быть использовано как запоминающая и обрабатывающая среда в системах обработки изображений, системах распознавания образов, в оптоэлектронных вычислительных системах. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Разбиение апертуры устройства на диагональные сдвиговые структуры позволило упростить устройство, повысить его быстродействие. Устройство содержит матрицу 1 бистабильных ячеек 2 IJ, представляющих собой объединение совокупности 3 K ячеек, затвор 4, генератор 6 импульсов, счетчик 7 импульсов, P элементов И 8 M, P элементов ИЛИ 9 M. 3 ил.

Фиг. 2