Устройство для вычисления порядковых статистик Советский патент 1992 года по МПК G06F15/36 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки двумерных сигналов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет формирования операции двумерной ранговой фильтрации.

На чертеже представлена схема заявляемого устройства.

Устройство содержит блок 1 сдвиговых регистров, дешифраторы 2,3, группу сумматоров 4.1, 4.2...4.к, группу блоков 5,1,5,2,...5.к сдвиговых регистров, группу блоков 6.1,6,2...,6.к вычитания, группу накапливающих сумматоров 7.1,7,2...7.к, группу блоков 8.1,8.2...8.к сравнения, шифратор 9, информационный вход 10, тактовый вход 11, вход 12 задания номера порядковой статистики, выход 13.

Информационный вход 10 устройства соединен с информационным входом блока 1 сдвиговых регистров и входом дешифратора 2. Выход блока 1 сдвиговых регистров подключен к входу дешифратора 3. Выходы дешифраторов 2 и 3 соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматоров 4.1,4.2...4.k группы. Выход сумматора 4J 0 соединен с информационном входом j-ro блока 5.J сдвиговых регистров группы. Выходы последних разрядов каждого блока 5.J сдвиговых регистров группы соединены с соответствующими разрядами третьего входа соответствующего сумматора 4.J группы. Выходы первых разрядов и (N+1)x разрядов блока 5.J сдвиговых регистров группы подключены к соответствующим разрядам входов уменьшаемого и вычитаемого одноименного блока 6.J вычитания группы. Выход блока 6.J вычитания группы соединен с информационным входом соответствующего накапливающего сумматора 7.J группы. Выход накапливающего сумматора 7.J группы подключен к первому входу одноименного блока 8.J сравнения группы. Вторые входы блоков 8.1.8.2...8,к сравнения

vj

§

Ј 00

группы соединены с входом 12 задания номера порядковой статистики устройства. Выходы блоков 8.1,8.2...8.k сравнения соединены с соответствующими входами шифратора 9. Выход шифратора является выходом 13 устройства. Тактовые входы блока 1 сдвиговых регистров, блоков 5.1,5.2.,.5.k сдвиговых регистров группы, накапливающих сумматоров 7.1,7.2...7.k группы объединены и соединены с тактовым входом 11 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Устройство реализует вычисление значения заданной r-й порядковой статистики по двумерному скользящему окну размером MxN элементов.

Значение r-й порядковой статистики по выборке

х {х|}(1 1-г)обьемаг (1 )х,, k-1 (k - количество значений (градаций) входного сигнала, k 2Ч, где q - разрядность входного сигнала) равно значению г-го члена неубывающего ряда, построенного для значения элементов выборки X. Для определения значений r-й порядковой статистики по элементам выборки X строится интегральная, функция распределения ) вида

fl(X))}.(k-1),

hjtXJ-Zd (Xm.j),

0J(Xm,J) JO, если Xm j ,,. 1. если XTT, I

где hj(X) - значение j-го интегральной функции распределений Н. равное количеству элементов хгт выборка .- -. значен -1.-; которых не больше J.

На основе значений понучеч- ноп таким обрадо иг.тегра ;. функции распределения Н(Х) определяемся значение уискомой г-й псрядкоьсйстати:-, - Л ИЗ БЫрЗЖ. гНИЯ

y l:hj-1{X} г h; X

hj-i(X)-0,.k-1.

Формирование значений К X, и тегральной функции Н(Х; определяется поокн

MxN элементов, осуществляется рекурентно.

hj(Xi) - hjfXn) + lhj(Q,) - hfQi-м}:(1) h,(Qi)-hXQi-0 + h,fxi)-hj{xi-f/.0: (2) hj(xi) « f0. если x j j 0 - (k-1) (3)

M. если hi j,

Xa при a 0(4) hjpQz ) 0 при а О (5) при Ј-0 (5) да 0; (7) Хд - fr при а О (8) hj(Xa)-0, j-0, k-1. (9)

L - количество отсчетов в строке.

В начальный момент блоки 5.1,5.2...5.k сдвиговых регистров и накапливающие сумматоры 7.1,7.2...7.k установлены в ноль, блок 1 сдвиговых регистров установлен в единичное состояние (т.е. в его ячейках записано значение 2k-1). Такая начальная установка обеспечивает выполнение условий

(4Н9).

В 1-м такте работы устройства код текущего 1-го отсчета xi сигнала с информационного входа 10 устройства поступает на вход дешифратора 2 и вход блока 1 сдвиговых регистров. На выходе блока 1 сдвиговых регистров формируется значение задержанного на M-L тактов работы отсчета XI-M-L сигнала, которое поступает на вход дешифратора 3. На J-м выходе . k-1) дешифратора 2 формируется значение величины (7(xi; J). На J-м выходе дешифратора 3 формируется значение величины d(xi-M-L;J). Знёчения с J-x выходов дешифраторов 2 и 3 поступают на первый и второй входы сумматора 4.J группы, на третий вход которого поступает значение hj(Qi-i) с выхода последних разрядов блока 5.J сдвиговых регистров длины L Код величины hj(Qi) hj(Qi-t) + hj(xi) - hj(xi-M-0 согласно выражению (2) поступает с выхода сумматора на информационный вход блока 5.J сдвиговых регистров группы. В следующем такте работы значения hj(Qi) и hj(Qi-N) с выходов первых разрядов и (N+1}-x разрядов блока 5.J сдвиговых регистров поступают на вход-- ..-:;,:гс и вычитаемого блока 5.J БЬ, гругпы. Код величины

hj(Qi) - hj(Q..:,; с вьг-.одр блока 6.J вычитания поступает на ин огмациочный вход накапливающего с, vMcicг-г. . гт;у -ы. в котором фор .; ,-Ј-.:: . -екг hj(X.) h/X, 0 Т : - Ь,;0|-к)

согласно (... Знгчичие hj(Xj) с

,s Hf. --;:. cyt r r c;r 7. roс у-аст и- r-:.-f ; - : - :..;г 8 j сргьнен;:я

rpynr,c . из EToroi 1..сд которого поступает

значение г искомой порядковой статистики

с еходч 12 гйдлн;-р sc.-:;; порядковой статистики устрг-йствз. Результат сравнения величии I :;Xi) иге BL --сдэ блока 8J сравнения поступает на соотвгтструющий вход шифратора 9. на выходе которого формируется значение у искомой порядковой стати CTi ,- элементов текущего окна Xi размерами WxN элементов. Значение у с выхода ши4 ратора 9 посыпает на выход 13 устррйстаэ.

УстроЛствс работает в конвейерном режиме, и з следующем тгкте работы на его выходе 12 формируется значение r-й порядковой статистики по элементам следующего окна размерами MxN элементов,

Формула изобретения

Устройство для вычисления порядковых статистик, содержащее блок сдвиговых регистров, тактовый вход которого подключен к тактовому входу устройства, группу блоков сравнения, первый дешифратор и шифратор, отличающееся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования операции двумерной ранговой фильтрации, в него введены группы блоков сдвиговых регистров, группа блоков вычитания, группа накапливающих сумматоров, второй дешифратор и группа сумматоров, причем информационный вход блока сдвиговых регистров соединен с входом первого дешифратора и является информационным входом устройства, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами накапливающих Сумматоров группы и блоков сдвиговых регистров группы, выход блока сдвиговых регистров подключен к входу второго дешифратора, выходы первого и второго дешифраторов соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматоров группы, выходы которых подключены к информационным входам блоков сдвиговых

регистров группы, выходы последних разрядов каждого блока сдвиговых регистров группы соединены с соответствующими разрядами третьих входов одноименного сумматора группы, выходы первых разрядов и (N+1)-x разрядов каждого блока сдвиговых регистров группы подключены к соответствующим разрядам входов уменьшаемого и вычитаемого одноименного блока вычитания группы, выход каждого из

которых соединен с информационным входом соответствующего накапливающего сумматора группы, выход каждого из которых подключен к первому входу одноименного блока сравнения группы, вторые входы

блоков сравнения группы являются входами задания номера порядковой статистики, а выходы подключены к входам шифратора, выход которого является выходом устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки цифровых двумерных сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет формирования операции двумерной ранговой фильтрации. Устройство содержит группу блоков 5.1-5.К сдвиговых регистров, блок 1 сдвиговых регистров, группу блоков 6.1-6k вычитания, группу накапливающих сумматоров 7.1-7.К, дешифраторы 2. 3 группу сумматоров 4.1-4.к, шифратор 9 и группу блоков 8.1-8.К сравнения. 1 ил.

10

ьп

/ Г ii

-1-. иЭ С& ЩЗ