Устройство для цифровой двумерной свертки

Устройство для цифровой двумерной свертки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при обработке двумерных массивов данных большой размерности, например при обработке изображений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства 13 IS т путем вьщеления контурных признаков изображения. Устройство содержит мультиплексор 1, блок 2 памяти весовых коэффициентов, группу 3 узлов памяти, группу 4 блоков умножения, блок 5 синхронизации, счетчики 6, 7, дешифраторы 8-10, элементы И 11, 12, информационный вход 13 устройства, вход 14 загрузки весовых коэффициентов устройства, группу 19 накапливающих сумматоров, входы 20, 21 загрузки верхних и нижних порогов устройства , блоки 22, 23 памяти порогов, цифровые компараторы 24, 25, выходы 26, 27 контурных признаков устройства . С помощью блоков 22, 23 памяти и цифровых компараторов 24, 23 на выходах 26, 27 устройства формируются признаки контуров (верхнего и .нижнего) устройства. 4 ил. & (Л ; г; ел г/ N

СОЮЗ СОВЕТСКИ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) G 06 F 11/00, 15/3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

t4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И О1НРЫТИЯМ

ПРИ rHHT СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1196871 (21) 4130292/24-24 (22) 08.10.86 (46) 15.01.89. Бюл. № 2 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) К.И.Кучеренко, !О.Н.Матвеев и Е.Ф.Очин (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 119687 1, кл. G 06 F 11/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ДВУМЕРНОЙ СВЕРТКИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при обработке двумерных массивов данных большой размерности, например при обработке изображений.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства путем выделения контурных признаков изображения. Устройство содержит мультиплексор 1, блок 2 памяти весовых коэффициентов, группу 3 узлов памяти, группу 4 блоков умножения, блок 5 синхронизации, счетчики 6, 7, дешифраторы 8-10, элементы И 11, 12, информационный вход 13 устройства, вход 14 загрузки весовых коэффициентов устройства, группу 19 накапливающих сумматоров, входы 20, 21 загрузки верхних и нижних порогов устройства, блоки 22, 23 памяти порогов, цифровые компараторы 24, 25, выходы

26, 27 контурных признаков устройства ° С помощью блоков 22, 23 памяти и цифровых компараторов 24, 25 на выходах 26, 27 устройства формируются признаки контуров (верхнего и .нижнего) .устройства. 4 ил.

1451694

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при обработке двумерных массивов данных большой размерности, например при обработке иэображений, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. В 1196871.

Цель изобретения — расширение

I функциональных возможностей устройства путем выделения контурных признаков изображения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2-4— функциональные схемы блока памяти порогов, примеры исполнения.

Устройство для цифровой двумерной свертки (ЦДС) содержит мультиплексор 1, блок 2 памяти весовых коэффициентов, группу узлов 3 памяти, группу блоков 4 умножения, блок 5 синхронизации, счетчики б и 7, дешифраторы 8 — 10, элементы И 11 и

12, информационный вход 13 устройства, вход 14 загрузки весовых коэффициентов у=тройства, вход 15 задания режима работы устройства, входы

16 и 17 синхронизации устройства, выход 18 устройства, группу накапливающих сумматоров 19, входы 20 и 21 загрузки верхних и нижних порогов устройства соответственно, блоки 22 и 23 памяти порогов, цифровые компараторы 24 и 25, а также выходы 26 и

27 контурных признаков устройства.

Блок 22 памяти порогов, изображенный на фиг. 2, выполнен в виде двухпортового узла 28 памяти.

Блок 22 памяти порогов, изображенный на фиг. 3, образует группа регистров 29.

Блок 22 памяти порогов, изображенный на фиг. 4, содержит сдвиговый узел 30 памяти.

Функциональная схема устройства (фиг. 1) составлена для варианта реализации блока 22 памяти порогов на двухпортовом узле 28 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно при соответствующем сигнале на входе 15 задания режима работы; устройства через мультиплексор 1 по входу 14 загрузки весовых коэффициентов устройства происходит запись весовых коэффициентов в узлы 3 памяти группы (тактовые цепи, 1обеспечивающие запись информации, .не показаны).

10 к

Б, с. хi-

k=-к =-1.

35

50 зация сдвигов в узлах 3 памяти груп55 пы и запись произведеййй в накаплива!

После загрузки весовых коэффициентов изменяется сигнал на входе 15 задания режима работы устройства, при этом к информационному входу первого узла 3 памяти группы через мультиплексор 1 подключается выход последнего узла 3 памяти группы.

ЦДС иэображения с ядром (2К + 1)х х (2L + 1) выполняется посредством параллельного умножения входной точки изображения х . p на 2К + 1 соответствующих

4 весовых коэффициента х, у„,..., x i ..(Qgp» ° х;; -а„рфоРмирования частичных сумм ЦДС в 2К + 1 накапливающих сумматорах группы 19, сдвига весовых коэффициентов И„у в узлах памяти группы 3 на один элемент при каждом поступлении новой точки изображения, формировании результата ЦДС в одном из накапливающих сумматоров 19 группы после обработки каждой строки изображения.

Считывание результата ЦДС из накапливающих сумматоров 19 группы осуществляется с помощью управляющего сигнала, поступающего на входы считывания с соответствующего выхода дешифратора 10 ° Обнуление содержимоro накапливающего сумматора 19 группы, сформировавшего результат ЦДС, осуществляется путем подачи управляющего сигнала на вход нулевых установок накапливающих сумматоров 19 группы с соответствующего выхода дешифратора 9. Счетчик 6 осуществляет цикл счета до 2Ь + 2, последний такт служит для считывания результата

ЦДС из накапливающего сумматора 19 группы, сформировавшего выходное значение ЦДС, на выход 18 устройства ° Дешифратор 8 на основе дешифрации сигналов состояния счетчика 6 формирует сигналы, соответствующие первому и (2L + 2) -му состояниям счетчика 6.

С помощью сигналов, поступающих по первому входу 16 синхронизации устройства, осуществляется синхрониющие сумматоры 19 группы. С помощью сигналов, поступающих по второму входу синхронизации устройства, осу14516 ществляется синхронизация работы блоков 4 умножения группы. Первый и второй элементы И 11 и 12 осуществляют запрет поступления синхрони5 зирующих сигналов на узлы 3 памяти группы, блоки 4 умножения группы и сумматоры 19 группы при (7L + 2) -м состоянии счетчика 6. После обработки каждой строки изображения, т.е. поступления 2L + 2 синхронизирующих сигналов, счетчик 6 вырабатывает на выходе завершения цикла сигнал синхронизации счетчика 7. Сигналы состояния счетчика 7 анализируются дешифраторами 9 и 10, которые в первом такте осуществляют обнуление предыдущего результата в сумматоре

19 группы, а на (2L + 2)-м такте— считывание результата ЦДС из сумма- 20 тора 19 группы, сформировавшего результат ЦДС. Цикл счетчика 7 равен

2К+ 1.

Выделение контурных признаков изображения с ядром (2К + I) х (2L + 25

+ 1) выполняется посредством последовательного сравнения результатов вычисления свертки в точках с соответствующими нижним и верхним пороговыми значениями в данных точках.

Загрузка пороговых значений в блоки

22 и 23 памяти порогов емкостью (2К + 1) слов каждый начинается после загрузки весовых коэффициентов в узлы 3 памяти группы и производит35 ся с началом обработки каждой очередной строки изображения. По окончании обработки строки изображения, т.е. при (2Ь + 2)-м состоянии счетчика 6, одновременно со считыванием результата ЦДС на выход устройства

18 и первые входы цифровых компараторов 24 и 25, на вторые входы цифровых компараторов 24 и 25 соответственно из блоков 22 и 23 памяти по45 рогов считываются соответствующие данному результату ЦДС значения верхнего и нижнего порогов. Результаты сравнения с выходов цифровых компараторов 24 и 25 передаются на соответствующие выходы 26 и 27

50 контурных признаков.

При реализации блоков 22 и 23 памяти порогов в виде сдвигового узла 30 памяти считывание значений порогов на выходы блоков 22 и 23 производится одновременно с записью новых значений на входы блоков 22 и

94

23 памяти порогов с последнего выхода первого дешифратора (фиг. 4) .

При реализации блоков 22 и 23 в виде двухпортового узла 28 памяти сигналы состояния счетчика 7 параллельно подаются на адресные входы обоих каналов двухпортового узла 28 памяти, причем в (2L + 2)-м такте работы устройства осуществляется считывание значений порогов по вторым каналам двухпортовых узлов 28 памяти на вторые входы цифровых ком" параторов 24 и 25, а в первом такте следующего цикла по этому же адресу осуществляется запись по первым каналам двухпортового узла 28 новых значений порогов.

При реализации блоков 22 и 23 памяти порогов согласно фиг. 3 необходимо использовать для управления этими блоками сигналы с выходов дешифраторов 9 и 10.

Формула из обре те ния

Устройство для цифровой двумерной свертки по авт. св. 9 1196871, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет выделения контурных признаков иэображения, в него введены два блока памяти порогов и два цифровых компаратора, причем информационные входы первого и второго блоков памяти порогов являются состветственно входами загрузки верхних . и нижних порогов устройства, информационные выходы первого и второго блоков памяти порогов соединены с первыми информационными входами соответственно первого и второго цифровых компараторов, вторые информационные входы которых объединены и подключены к выходу устройства, адресные входы первого и второго блоков памяти порогов объединены и соединены с информационным выходом второго счетчика блока синхронизации, входы записи и входы считывания первого и второго блоков памяти соединены соответственно с первым и последним выходами первого дешифратора блока синхронизации, выходы первого и второго цифровых компараторов являются соответственно первым и вторым выходами контурных признаков устройства.

1451694

Фиг. Г

Составитель В.Гречнев

Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Огар

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7081/47 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5