Устройство для ранговой фильтрации Советский патент 1992 года по МПК G06F7/04 

вого порядка 2, блок вычисления момента второго порядка 3, блок вычисления степенной функции 4, блок извлечения корня 6 и блок хранения весовых коэффициентов 8. Расширение функциональных возможностей достигается формированием оценок

результатов операции ранговой фильтрации путем аппроксимации результатов операции ранговой фильтрации по результатам выбора соответствующих пороговых значений при сегментации значений элементов текущей выборки сигнала. 5 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах при обработке массивов данных в реальном масштабе времени,в частности.в автоматизированных системах обработки изображений, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления оценок результата операции экстремальной фильтрации. Устройство содержит вычитатель 5, умножитель 7, сумматор 9, блок элементов задержки 1, блок вычисления момента перУ/лакл) 11 (Л с VI VJ N со 3

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке массивов данных в реальном масштабе времени, в частности, в автоматизированных системах обработки изображений.

Наиболее близким техническим решением является устройство для экстремальной фильтрации, содержащее вычитатель, сумматор и умножитель, выходы которого соединены с входами первой группы сумматора, а также три регистра и элемент ИЛИ.

Устройство реализует метод вычисления оценок результата операции экстремальной фильтрации путем аппроксимации результатов операции определения экстремальных значений по совокупности непересекающихся интервалов выборки сигнала.

Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности,. т. к. оно не позволяет формировать оценки ранговой фильтрации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления оценок результата операции ранговой фильтрации.

На фиг. 1 представлена блок-схема заявляемого устройства; на фиг. 2 - схема блока вычисления момента второго порядка; на фиг. 3 - схема вычисления момента первого порядка; на фиг. 4 - пример аппроксимации упорядоченной последовательностей {xj} значений текущей выборки ступенчатой функцией при сегментации; на фиг. 5 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит блок 1 элементов задержки, блок 2 вычисления момента первого порядка, блок 3 вычисления момента второго порядка, блок 4 вычисления степенной функции, вычитатель 5, блок б извлечения корня, умножитель 7, блок 8 хранения весовых коэффициентов, сумматор 9, вход 10 текущей выборки устройства, вход 11 значения ранга устройства, тактовый вход 12 устройства, выход 13 устройства.

0

5

Блок 3 вычисления момента второго порядка содержит блоки 14 возведения в квадрат и блок 15 суммирования.

Блок 2 вычисления момента первого порядка содержит сумматор 16 и блок деления.

Устройство реализует метод вычисления оценок результатов операции ранговой фильтрации путем их аппроксимации по результатам выбора соответствующих пороговых значений при сегментации значений элементов текуш.ей выборки сигнала.

Значение Расценки k-й порядковой статистики (k I, N) определяется согласно выражению;

Hi, если k 1

Rk (Hk-1 + Hk)/2, если 2 Ј k Ј N-1 Нм-1, если k N

20

N mi 2) xi

1 I

v

ГП2 2, ХГ

I 1

где xi - значение 1-го элемента текущей выборки сигнала;

mi, ГП2 - значения моментов первого и второго переходов соответственно;

k - номер искомой локальной порядковой статистики;

Hk - значение пороговой сегментации;

Rk - оценка значения k-й локальной порядковой статистики.

Устройство работает следующим образом. В текущем J-м такте работы код текущего отсчетах сигнала поступаете входа 10 текущей выборки устройства на вход блока 1 элементов задержки. На соответствующих выходах блока 1 элементов задержки формируются задержанные на соответствующее количество тактов значения xf (I 1, N) эле- 5 ментов текущей выборки сигнала. Значения xi параллельно поступают на соответствующие входы блока 2 вычисления момента

5

0

5

0

первого порядка и блока 3 вычисления момента второго порядка. Значения элементов текущей выборки со входов блока 2 вычисления момента первого порядка по-, ступают на вход блока 16 суммирования, на выходе которого формируется код суммы

N mi 2 xi значений элементов текущей вы1 1

борки. Затем значение гщ с выхода 16 суммирования поступает на вход блока 17 деления, в котором осуществляется деление

на константу N. Код величины -TJ- с выхода

блока 17 деления поступает на выход блока 2 вычисления момента первого порядка. Значения {xi} I 1, N элементов текущей выборки поступает также со входов блока 3 вычисления момента второго порядка на входы соответствующих блоков 14 возведения в квадрат. Коды квадратов значений элементов текущей выборки поступают затем на соответствующие входы блока 15 суммирования.На выходе блока 15 суммирования формируется код суммы

N та У хг квадратов значений элементов

i 1

текущей выборки, который затем поступает на выход блока 3 вычисления момента второго порядка.

Значение t/(k) с выхода блока 8 хранения весовых коэффициентов поступает на второй вход умножителя 7, Значение

VOO

ГП2 т N

с выхода умножителя 7

поступает на первый вход сумматора 9, на выходе которого формируется код величины Rk оценки значения k-ой порядковой статистики для текущей выборки. Значение Rk с выхода сумматора 9 поступает на выход 13 устройства. Устройство работает в конвейерном режиме и в каждом такте работы на его выходе 13 будет формироваться значение оценки соответствующей локальной порядковой статистики, номер которой задается на входе 11 значения ранга, т. е. в каждом такте работы на выходе 13 устройства будет формироватся соответствующий

50

JTM

N

Код величины -гг- с выхода блока 2 по5

ступает на второй вход сумматора 9 и вход блока 4 вычисления степенной функции. В блоке 4 реализуется табличное вычисление значений функции (р (у) Ny2 и на его выхоГПк дЯ N

торое затем поступает на вход вычитаемого вычитателя 5. На вход уменьшаемого вычи- тателя 5 поступает код величины та с выхода блока 3 вычисления момента втррого

де формируется значение

/мк p(-W-i.

коm

ГП2 - -Nс выхода

порядка. Код величины

вычитателя 5 поступает на вход блока 6 извлечения корня, на выходе которого форми

руется код величины(гп2 -

m ТТ

который за

тем поступает на первый вход умножителя 7. Параллельно номер k искомой порядковой статистики со входа 11 значения ранга устройства поступает на вход блока 8 хранения весовых коэффициентов. В блоке 8 осуществляется табличное вычисление значений весовой функции t/.(k) вида

AJ(k-ll-N (N-k4)

результат аппроксимации результатов операции ранговой фильтрации.

Формула изобретения Устройство для ранговой фильтрации, содержащее вычитатель, сумматор и умножитель, выходы которого соединены с входами первой группы сумматора.о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет вычисления оценок результата операции экстремальной фильтрации, в него введены блок элементов задержки, блок вычисления момента первого порядка, блок вычисления момента второго порядка, блок вычисления степенной функции, блок извлечения корня и блок хранения весовых коэффициентов, причем входы текущей выборки устройства соединены с входами опока элементов задержки, выходы коюрого соедийены с соответствующими входами блоков вычисления моментов первого и второго порядков,выходы блока вычисления момента первого порядка соединены с входами второй группы сумматора и входами блока вычисления степенной функции, выходы которого соединены с входами вычитаемого вычитателя, выходы блока вычисления момента второго порядка соединены с входами уменьшаемого вычитателя, выходы которого соединены с входами

А

L

Фиг. з

блока извлечения корня, выходы которого соединены с вторым входом умножителя, входы значения ранга устройства соединены с входами блока формирования весовых коэффициентов, выходы которого соединены с входами второй группы умножителя, выходы сумматора являются выходами устройства, тактовые входы блока элементов задержки и умножителя соединены с тактовым входом устройства.

а#

V

I

ft

SI йЈ

/«/

V 7f

Ъ сл

i f

2

ft}

-Т---

/V tw

ft

UXbLLi