Устройство скользящей эквализации гистограмм

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки цифровых сигналов, в том числе радиолокационных и видеосигналов. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. В устройство, содержащее группу из Q сумматоров, введены R P -входовых параллельных счетчиков (где R - ближайшее большее целое к Q/P) и древовидный сумматор. Это позволяет распараллелить процесс вычислений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН гt с, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4131909/24-24 (22) 08,10.86 (46) 23,04.89, Вюл. У 15 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) К.И.Кучеренко, Ю.Н.Матвеев и Е.Ф.Очин (53) 681. 325 (088. 8)

{56) Вудс P . Э., Гонсалес Р. С. Цифровые методы улучшения изображения в реальном времени. — ТИИЭР, 1981 т. 69, М 5, с. 176-!90, Авторское свидетельство СССР

В 1196898, кл. С 06 F 15/36, 1984.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки цифровых сигналов, в том числе радиолокационных и видеосигналов, Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет изменения алгоритма его функционирования, а также введения новых элементов и новых связей между ними.

Операция скользящей эквализации гистограмм (СЭГ) относится к классу адаптивных амплитудных преобразований и позволяет реализовать нелинейную фильтрацию цифрового сигнала, Скользящая эквализация гистограмм распределения значений цифрового сигнала состоит в том, что каждое значение х ° . цифрового сигнала х ) преобразуется но гистограмме h;,1, построенной по некоторой окрестнос(51)4 G 06 F 15/36, 15/62 (54) УСТРОЙСТВО СКОЛЬЗЯЩЕЙ ЭКВАЛИЗАЦИИ ГИСТОГРАММ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки цифровых сигналов, в том числе радиолокационных и видеосигналов. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. В устройство, содержащее группу из q сумматоров, введены r P-входовых параллельных счетчиков (где r — - ближайшее большее целое к q/Р) и древовидный сумматор, Это ,позволяет распараллелить процесс вычислений. 1 ил.

2 ти точки х;; из (2L+1) х (2K+1) элементов

1 > l у;. (2L+1) (2К+1) 8=a где у, .— преобразованный элемент

lt J иэображения х.

В прототипе для ускорения вычисления выражения (1) используется алгоритм с поразрядным поиском результата, основанный на параллельном формировании грубых и точных отсчетов гистограмм и последующем вычислении в течение q тактов по построеНным гистограммам результата операции эквализации, т.е. время вычисления одного значения по формуле (1) равно

t,=t +qt», где t,=2(2L+1)t „ — время формирования гистограммы фрагмента изображения h;;; t » — время цикла устройства. В результате t,=42(2Ь+1)+

+q3t .

1474675

Предложенный алгоритм выполнения операции эквализации основан на следующем. Выражение (1) переписывается в виде

1 " к (2L+1) (2К+1) „ ..q sgn(x;„-х; e,> «) (2)

О, у-х тО;.

1, у-х < О. (3) где sgn(y-х)=

Для сравнения: при L=K=15; q=P= 40

=8 и t„=t =,„=,„имеют t,=70 t< и

"ч °

Таким образом, использование предложенного алгоритма позволяет распараллелить выполнение операции эквализации и, следовательно, повысить быстродействие устройства, На чертеже изображена функциональная схема устройства скользящей эквализации гистограмм, 50

Выполнение операции эквализации по формуле (2) не требует построения гистограмм фрагментов, что позво- 15 ляет распараллелить процесс вычислений и тем самым увеличить быстродействие устройства ° Максимальное распараллеливание вычислений но формуле (2) достигается при параллельном вы- 20 числении всех q=(21.+1)"(2К+1) значений (3) с последующим суммированием этих значений в древе суммирования из г=Гц/P1 P-входовых параллельных счетчиков и г-1 сумматоров, где

Г 1 — операция округления до ближайшего большего целого, Время вычисления одного значения результата в этом случае равно t<=t + с„+ 1оp r1t„„ где t — время выполнения операции выделения инверсного знака разности сравниваемых чисел (3); t „ — время выполнения операции счета в параллельном счетчике; t „- время выполнения операции сложения в сумматоре. 35

Нормирование результатов вычислений производится во внешнем устройстве.

Устройство скользящей эквализации гистограмм состоит из информационного входа 1, входа 2 центрального элемента, группы сумматоров 3, r P-входовых параллельных счетчиков

4, сумматоров 5, образующих древовидный сумматор, и информационного выхода 6 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В моменты времени, определяемые внешним устройством, на информационный вход 1 параллельно подаются элеL менты .(х;,, „ 1 к,, на вход 2 центрального элемента — элемент х

Инверсные значения знаков разности с выходов сумматоров 3 группы параллельно подаются на входы P-входовых параллельных счетчиков 4, и далее информация с выходов параллельных счетчиков подается в древовидный сумматор. Результаты вычислений с выхода 6 передаются во внешнее устройство.

Формула изобретения

Устройство скользящей эквализации гистограмм, содержащее группу из

qсумматоров,,о т л и ч а ю щ ее с я тем„ что, с целью повышения быстродействия, в него введены r

Р"входовых параллельных счетчиков (где r — ближайшее большее целое к

q/Р), древовидный сумматор, причем первые входы сумматоров группы являются информационным входом устройства, вторые входы сумматоров группы объединены и являются входом центрального элемента изображения устройства, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих параллельных счетчиков, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами древовидного сумматора, выход результата которого является информационным выходом устройства.

Составитель А,Пак

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Заказ. 1896/48 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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