Устройство для определения локальных экстремумов

Устройство для определения локальных экстремумов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЕЛИК (я)ю G 06 F 7/06, 15/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMlflTE, ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4658441/24 (22) 30,01.89 (46) 30.08,91. Бюл. М 32 (72) С.A. Елманов (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1287183, кл. 6 06 Н 5/36, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1254468, кл. С 06 F 7/06, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЛОКАЛЬНЫХ ЭКСТРЕМУМОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использованр в системах цифровой обработки сигналов.

Цель изобретения — повышение достоверности определения локальных экстремумов для структурных сигналов в условиях имИзобретение 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.

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. А2, 1674107 А1 пульсных помех за счет сравнения значения текущего отсчета с значениями отсчетов em некоторой окрестности, форма которой адаптируется к характеру сигнала. Устройство содержит и сдвиговых регистров

1, и — 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, Устройство содержит и 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 экстремума, триггер 10, регистр 11 номера канала, информационный вход 12 устройства, тактовый вход 13 устройства.

Блоки 3 и 4 суммирования содержат по (n — 2) сумматоров 14.

Устройство работает следующим образом, Устройство реализует определение локальных экстремумов путем сравнения значения текущего отсчета а с значениями (и»

+ 1 — 2а) отсчетов его некоторой окрестности, форма которой адаптируется к характеру сигнала, Вначале значение текущего отсчета а анализируется на наличие импульсной помехи по методу

1674107

"голосования, Он заключается в том, что каждый отсчет а анализируемой последовательности рассматривается одновременно с некоторым количеством (n — 1) его бли-. жайших соседних отсчетов. Затем значение (n — 1) ближайших соседних отсчетов сравнивается со значением отсчета 8i и определяется количество xi отсчетов, значение которых меньше значения отсчета ai u количество у отсчетов, значения которых больше значения отсчета ai. На основе полученных значений xi u yi определяется положение значения текущего отсчета ai в упорядоченной по возрастанию выборке из (и — 1) значений его ближайших соседних

ОТСЧЕТОВ;

Если значениe текущеГО Отсчета ai 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 a) элементов выборки, отстоящих от ее концов более чем на а элементов и по значениям xi u yi определяется, является ли значение текущего отсчета ài минимальным Mëè максималb ным среди значений элементов для данного подмножества, состоящего иэ а+ 1, а + 2 „... и -а-го элементов упорядоченной выборки. Если да, то считается, что обнаружен локальный экстремум соответствующего типа. На информацконн = .é axoä 12 устройс-ва поступает m-разрядный код очередногодвоичного числа из входной последовательности чисел — отсчетов (выборок) сигнала. Одновременно на вход 13 устройства, поступает управляющий тактовый импульс, который подается на входы управления сдви" à регистров 1.1,...,1,п сдви Га, Сдвиговые регистры 1.1„,1.п представляют собой m синхронно действующих обычных (одиночных) и-разрядных регистров сдвига, rye и — нечетное число. При поступлении импульса на входы управления сдвигом одновременно осуществляется прием кода очередного m-разрядного двоичнОГО числа в первый реГистр 1,1 сдвиГ8, 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 и смежных по номеру отсчетов вход п -- 1> (и — 1 ного сигнала а1 — - — — „.„ai + —, т,е.

r окрестность I ГО Отсчета аь состоящая из и последовательных отсчетов входного сигна25

3P

55 ла. Все n — 1 схемы сравнения одновременно осуществляют сравнение кода отсчета ai с кодами и — 1 отсчетов входного сигнала, расположенных в окрестности и временно хранящихся в сдвиговых регистрах

1.1,...,1 и. 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 х и

yi соответственно, которые затем поступают на соответствующие входы блока 5 памяти.

В ячейках блока памяти таблично реализовано вычисление следующей функции

О, если х > а иг и и-1-у < а+ 1

h > (хь у ) =

1, в противнсь:., случае у

" О, если (х; + 1> и-1 а или yi >а иh>(xi, у ) =О п2 (xi у )

1, в противном случае, где хь у — значения количества элементов, значение которых соответственно меньше и больше значения текущего отсчета а, h>(xi, у) — значение на первом выходе блока 5 памяти, соответствующее наличию локального минимума (Π— нет, 1 — да), h2(xi, yi) — значение на втором выходе блока 5 памяти, соответствующee наличлю локального экстремума, Значение h1(xi, у ) признака наличия локального минимума поступает с первого выхода блока 5 памяти на информационный вход триггера 10. Значение h2(xi, у ) 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 " задержки осуществляет задержку импульса на время выполнения сдвига информации в буферных регистрах

1.1,...,1,п, срабатывания cxevi 2,1,...,2.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 на входы синхронизаций регистра 11 номера канала, триггера 10 и регистра 9 экстремума, Тогда в регистр 9 экстремума переписывается из сдвигового регистра 1.

8+1 п1-разрядный код локального экстремума, 1674107 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 нахо- 5 дится в единичном состоянии, то был обнаружен локальный минимум в такте работы устройства, номер которого записан в регистре11 номера канала. Еслитриггер10типа экстремума находится в нулевом состоянии, 10 то был обнаружен локальный максимум.

При поступлении на тактовый вход 13 устройства следующего тактового импульса выполняется проверка условий наличия локального экстремума относительно отсчета 15 а! + 1, а содержимое счетчика 8 номера канала увеличивается на единицу.

Таким образом, определение локальных экстремумов сигнала осуществляется путем сравнения значения текущего отсчета 20 с значениями отсчетов его некоторой окрестности, состоящей из (n — 1 — 2 а) отсчетов, форма которой адаптируется к характеру сигнала и позволяет избежать попадания в нее импульсных помех, что в свою очередь 25 повышает достоверность определения локальных экстремумов структурных сигналов в условиях импульсных помех.

Это позволяет повысить точность и качество обработки различного рода структур- 30 ных сигналов, в частности, телевизионных изображений, Формула изобретения

Устройство для определения локальных экстремумов, содержащее и сдвиговых ре- 35 гистров, (и — 1) схему сравнения, элемент И, элемент задержки, счетчик номера канала, регистр экстремума, триггер, регистр номера канала, причем информационный вход устройства соединен с входом младшего 40 разряда первого сдвигового регистра, выход старшего разряда К-го сдвигового (К =

=1,...,п — 1) регистра соединен с выходом младшего разряда (К + 1)-го сдвигового регистра, выходы разрядов!-го сдвигового регистра, где = 1, 2,. „(и — 1)/2, соединены с входами первой группы 1-й схемы сравнения, выходы разрядов j-ro сдвигового регистра, где J = (n + 3) / 2, „n, соединены с входом первой группы (j — 1)-й схемы сравнения, выходы разрядов (и + 1) /2-го сдвигового регистра соединены с входами вторых групп всех схем сравнения и с информационными входами регистра экстремума, тактовый вход устройства подключен к входам сдвига сдвиговых регистров, счетному входу счетчика и через элемент задержки к первому входу элемента И, выход которо — î соединен ". синхровходами триггера, регистров экстремума и номера канала, выходы счетчика номера канала соединены с информационными входами регистра номера канала, выходы которого являются выходами номера канала устройства, выходы регистра экстремума являются выходами экстремума устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения достоверности определения локальных экстремумов для структурных сигналов в условиях импульсных помех, в него введены два блока суммирования и блок памяти, причем выходы

"Меньше" схем сравнения соединены с входами первого блока суммирования, выходы

"Больше" схем сравнения соединены с входами второго блока суммирования, выходы 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.

1б74107

К о 3

Фм. 2

8ыл-од

Составитель В. Козлов

Редактор М. Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 2922 Тираж 378 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

i(!

I !

1