Устройство для скользящей модификации гистограмм

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки цифровых сигналов, в том числе радиолокационных и видеосигналов. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Устройство содержит информационный вход 1, блок 2 памяти, М резисторов 3 (М-количество столбцов обрабатываемого фрагмента), М блоков 4 сравнения, М счетчиков 5, М ключей 6, блок 7 нормирования, блок 8 преобразования закона распределения, блок 9 управления. Операция скользящей модификации гистограмм выполняется за один просмотр цифрового сигнала и не требует построения гистограмм фрагментов, что позволяет увеличить быстродействие устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 1608692 щ) G 06 F 15/36

ГОС ДА

ПО ЗО

ПРИ П4

TOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н В

К) РСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

БРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

НТ СССР

98 549 / 24 — 24

6.10.88 .11.90. Бюл. № 43 енинградский институт точной ки и оптики .Н. Матвеев

81.3 (088.8) вторское свидетельство СССР

898, кл, С 06 F 15/36, 1984. е P.Ý., Гонсалес P.Ñ. Цифровые улучшения изображений в реальемени. ТИИЭР, 198 1, т. 69, № 5, рис. 6.

СТРОЙСТВО ДЛЯ СКОЛЬЗЯЩЕЙ НОЦИИ ГИСТОГРАММ зобретение относится к вычислий технике и может быть использо (21) 44 (22) 2 (46) 23 (71) Л меха и (72) И (53) 6 (56) А №116

Вд мето ы ном р с. 12 (54) У

ДИФИ (57) тель о

2 вано для обработки цифровых сигналов, в том числе радиолокационных и видео- сигналов. Цель изобретения — увеличение быстродействия. Устройство содержит информационный вход 1, блок 2 памяти, M регистров 3 (М вЂ” количество столбцов обрабатываемого фрагмента), М блоков 4 сравнения, М счетчиков 5, М ключей 6, блок 7 нормирования, блок

8 преобразования закона распределения, блок 9 управления. Операция скользяцей модификации гистограмм выполняется за один просмотр цифрового сигнала и не требует построения гистограмм фрагментов, что позволяет увеличить быстродействие устройства.

1 . з. и. ф-лы, 2 ил.

1608692

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использо вано для обработки цифровых сигналов, г в том числе радиолокационных и видео- 5 сигналов.

Цель изобретения — увеличение быстродействияя.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для скользящей моди- 10 фикации гистограмм; на фиг.2 — структурная схема блока управления.

Устройство для скользящей модификации гистограмм содержит информационный вход 1, блок 2 памяти, M регистров 3 (M — количество столбцов обрабатываемого фрагмента), М блоков

4 сравнения, М счетчиков 5,,M ключей

6, блок 7 нормирования, блок 8 преоб-; разования закона распределения, блок

9 -управления.

Блок управления (фиг.2) содержит первый 10 и второй 11 триггеры, третий 12, второй 13 и первый 14 элемен ! ты И, первый элемент ИЛИ 15, первый счетчик 16, четвертый элемент И 17, второй 18 и третий 19 счетчики, первый 20 и второй 21 дешифраторы, вто рой элемент ИЛИ 22.

Операция модификации гистограммы цифрового сигнала может выполнять-; ся следующим образом. Сначала выполняется операция скользящей эквализации (выравнивания) гистограммы, а

-затем по заранее вычисленной таблице производится преобразование цифрового сигнала с выровненной гистограммой к цифровому сигналу с заданной гистограммой.

Скользящая эквалИзация гистограм- 40 мы цифрового сигнала состоит в том, что каждое значение х цифрового сигнала преобразуется по гистограмме Н, построенной по некоторой его окрестности из L элементов:

Х у = —, н(к) (1) к=o где у — преобразованное значение циф50 р овог о сигнала (с выр овненн ой ги ст ог р аммой) .

При скользящем преобразовании каждая следующая окрестность сдвигается относительно предыдущей на один элемент, поэтому каждый элемент цифровога сигнала вносит вклад в гистограммы M (при Ь=ФМ) соседних окрестностей и про. цесс скользящей эквализации гистограмм распараллеливается на М независимых частей.

С целью ускорения вычислений выражение (1) переписывается в следующем виде:

1 k,ð = К . „Ч(хk- e-j-х,Е)

О, х,"у где с((х (у)

1, х -у

Такое представление позволяет параллельно вычислять М = 2т + 1 преобразованных значений без предварительного формирования гистограммы цифрового сигнала: и

z „= (p(x<, р х,,+„„), 1=- Tl и г-m+1 -m + ЕЮ(хk-,Å = " Е ))

lm -n (2)

h г, „= гп,, + > 41 (хg ° ах p „„), 1

1= — n а преобразование значения цифрового сигнала (с заданной гистограммой) получается следующим образом:

У„=Т(- z ), 1 (3) где Т - таблица преобразования.

Выполнение операции скользящей модификации гистограмм (СМГ) по формулам (2) и (3) не требует построения гистограммы фрагментов, что позволяет распараллелить процесс вычислений и тем самым увеличить быстродействие устройства.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на установоч-. ный вход устройство переводится в начальное состояние. При этом производится обнуление содержимого счетчиков

16, 18 и 19. Первый триггер 10 устанавливается в состояние "О" и тем самым блокирует блок 8 преобразования и запрещает прохождение сигналов с тактовых входов устройства соответственно через третий 12 и четвертый

17 элементы И. Через первый элемент

ИЛИ 15 второй триггер 11 устанавливается в состояние "1" и тем самым разрешает прохождение тактовых сигналов соответственно через второй 13 и первый 14 эл ементы И на входы р а зр ешения дешифраторов 20 и 21.

5 160869 2

Цикл работы устройства состоит из рового сигнала ч тырех тактов, последовательно выпол.и емых по сигналам с тактовых входов ся одно значен

L-1 устройства. В течение первых — — цик2 л в осуществляется загрузка в блок 2 ти половины первого фрагмента ци рового сигнала: по сигналам на перво тактовом входе устройства проиэится запись в блок памяти очередо значения цифрового сигнала, посившего на информационный вход 1 ройства, а по сигналам на втором товом входе устройства производитинкрементирование содержимого перо счетчика 16, задающего адрес бло2 памяти. Кроме того, в течение

L-1 вых — — циклов работы устройства

1I II налом О с выхода первого триг г е1 О блокируется работа блока 8 пр еа з ования закона распределения, пому остальные операции, выполняемые сигналам с тактовых входов, н е вл яют на результаты вычислений .

В (Ь + 1 ) / 2-м цикле работы устройа завершается загрузка в блок 2 овины первого фрагмента цифрового нала . При этом первый счетчик . 1 6, щест вляющий цикл счета д о (Ь+ 1 ) / 2 сигналу с второго тактового вх оустройства вырабатывает сигнал п еолнения, который переводит первый гер 10 в состояние "1". С этого ента разрешается выборка из блопреобразования и прохождение алов с четвертого тактового вхоерез элемент И 17 на счетный второго счетчика 18. Одновременэтим разрешается прохождение ала с третьего тактового входа ойства через элемент И 12 на установки в "0" второго триг11. С (L+1)/2-го цикла начинавыполнение операции скользящей фикации гистorpамм

m rl

Е = Т(Ь- с (хk g õyg) р

1= - !!! = -и

Г па во но т ус та ся во ка пе си ра об эт по ст по си ос

1 у „= т(- у„)по да ре тр

В каждом цикле работы устройства

35 по первому такту осуществляется запись значения цифрового сигнала с информационного входа 1 устройства в блок 2 по адресу, задаваемому первым счетчиком 16, а по второму такту осу»

40 ществляется инкрементирование содержимого этого счетчика. В третьем и четмо ка сиг да вхо но сиг вертом тактах через второй элемент

ИЛИ 22 разрешается чтение на входы . схем 4 сравнения значения цифрового

45 сигнала из блока 2 памяти по адресу, задаваемому первым счетчиком 16.

Инкрементирование счетчиков 5 осу- ществляется по результатам сравне» ния. Считывание промежуточного ре50 зультата СМГ из счетчиков 5 через соответствующие ключи 6 выполняется одновременно с загрузкой нового значения центрального элемента в соответствующий регистр 3 и осуществля55 ется в первом такте с помощью управляющего сигнала, поступающего на входы управления ключей 6 и входы записи регистров 3 с соответствующих выходов второго дешифратора 21 в первом уст хо гер гс мод

О, х>у, ((х6 у)

1, х у, где при ск

= N дом обр сканировании цифрового сигнала ьзящим окном размерности L =

М = (2n + 1)х(2ш + 1). стройство СМГ работает с перио- . из N циклов,в течение которых батывается очередной столбец циф6 (х „; Д и формирует=-л ие результата Период работы устроиства задает второй счет5 чик 18 блока 9 управления, осуществляющий цикл счета до N = 2п + 1 ° Операция CMI выполняется посредством сравнения значения цифрового сигнала х,, задержанного в блоке 2 на полt0 фрагмента (т, е. на (I. + 1) /2 отсчетов), параллельно на М блоках 4 сравнения с M центральными элементами соседних фрагментов, хранящимися в регистрах 3: (g(xk ес х е, ), g (х ; е(15 гх- ), +т!! х g Е,,),..., (p (x) с х e) !

1 (х, Еа х ) параллельного формирования частичных сумм в M счетчиках 5, По окончании очередного периода из

N циклов, т.е. после обработки оче) Yl редного столбца х ; II I, в одном i=-и из счетчиков 5 сформируется промежуточный результат!! !! у,е =. > У(",",е- =,е) °

=- Г!! — д который после нормировки в блоке 7 нормирования подается на вход блока

8, с выхода которого снимается результат СМГ

160869 2 цикле каждого периода работы устройства.

В этом же цикле выполняется обнуление содержимого счечтика 5, сформировавшего промежуточный результат, путем подачи во втором такте управляющего сигнала на вход начальной установки с соответствующего выхода первого дешифратора 20. В третьем такте первого цикла очередного периода работы устройства второй триггер 11 устанавливается в состояние

"0" и в течение последующих N-1 циклов блокирует работу дешифраторов

20 и 21. В N-м цикле периода по четвертому такту второй счетчик 18 выдает сигнал переполнения, который через элемент ИЛИ 15 устанавливает второй триггер 11 в состояние "1", а также инкрементирует содержимое третьего счетчика 19 ° Последний осуществляет цикл счета до M что позволяет циклически просматривать все ка нал ы ус тр ой с т ва СМГ.

15

25

Формула изобретения

1. УстРойство pJIH скользящей моди фикации гистограмм, содержащее три регистра, счетчик, блок памяти, блок преобразования закона распределения и блок управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены М-3 регистров (М вЂ” количество столбцов обрабатываемого фрагмента), M блоков сравнения, М-1 счетчиков, M ключей и блок нормирования, причем информационный вход блока памяти и информационные входы регистров объединены и яв- 0

40 ляются информационным входом устройства, выход блока памяти подключен к первым информационным входам блоков сравнения, выход i-ro регистра (i

1М) соединен с вторым информационным входом i-го блока сравнения, выход "Равно" которого подключен к счетному входу i-го счетчика, разрядный выход которого соединен с ин50 формационным входом i-гр ключа, выхо" ды ключей через схему МОНТАЖНОГО ИЛИ подключены к входу блока нормирования, выход которого соединен с информационным входом блока преобразования закона распределения, выход

55 которого является выходом устройства, первый, второй, третий и четвертый тактовьк:. входы блока управления являются соответственно первым, вто рым, третьим и четвертым тактовыми входами устройства, причем первый тактовый вход устройства соединен с тактовым входом блока памяти, четвертый тактовый вход устройства подключен к тактовым входам блоков сравнения, установочный вход блока управления является установочным входом устройства, адресный выход и выход

"Запись-считывание" блока управления подключены соответственно к адресному входу и входу "Запись-считывание" блока памяти, выходы первой группы блока управления подключены к входам сброса счетчиков, выходы второй группы блока управления соединены соответственно с управляющими входами ключей и с тактовыми входами регистров, выход разрешения считывания блока управления соединен с входом разрешения считывания блока преобразования закона распределения.

2. Устройство по п.i, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит три счетчика, два триггера, четыре элемента И, два дешифратора и два элемента ИЛИ, причем установочный вход блока соединен с входами сброса счетчиков, первого триггера и первым входом первого элемента

ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго триггера, выход которого соединен с первыми входами п ер в ог о и вт ор or о эл ем ент ов

И, второй тактовый вход блока подключен к второму входу первого элемента И и к счетному входу первого счетчика, разрядный выход которого является адресным выходом блока, а выход переполнения соединен с установочным входом первого триггера, выход которого является выходом разрешения считывания блока и подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, третий тактовый вход блока подключен к второму входу третьI его элемента И и к первому входу вто" рого элемента ИЛИ, выход которого является выходом "Запись-считывание" блока, четвертый тактовый вход блока соединен с вторыми входами второго элемента ИЛИ и четвертого элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, выход переполнения которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и со счетным входом третьего счетчи160369 2

10 ка, р сиф иво рых я вто о так о

Фцг.2

Составитель Е. Хурджин

Н. Тупица Техред А.Кравчук Корр ектор Э. Лончакова

P едакт

3 19 Тираж 566 Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Заказ

ВНИИПИ

Произв о ственно-издательский комбинат. "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, f 01 азрядный выход которого соединен

I ормационными входами первого рого дешифраторов, выходы котовляются соответственно первой и и группами выходов блока, первый вый вход блока соединен с вторым входом второго.элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к входам разрешения соответствен5

»о пер вог о и втор or о дешифратор ов, выход третьего элемента И соединен с входом сброса второго триггера,

Устройство для скользящей модификации гистограмм Устройство для скользящей модификации гистограмм Устройство для скользящей модификации гистограмм Устройство для скользящей модификации гистограмм Устройство для скользящей модификации гистограмм 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке двумерных массивов данных в реальном масштабе времени

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления

Изобретение относится к области вычислительной технике и может быть использовано для анализа случайных процессов

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для исследования случайных процессов в сложных технических системах

Изобретение относится к вычислительной технике и технической кибернетике

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов с известным законом распределения

Изобретение относится к вычислительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в гидрои радиолокации, акустике и медицине, для обработки речевых сигналов и в адаптивных системах

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и может найти применение в устройствах цифровой фильтрации, в перспективных разработках больших и сверхбольших интегральных микросхем

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в электроэнергетике для получения гистограммы отклонений напряжения с целью, повышения точности и надежности работы

Изобретение относится к вычислительной технике и системам управления, может быть применено для построения адаптивных нечетких регуляторов для решения задач управления объектами, математическая модель которых априорно не определена, а цель функционирования выражена в нечетких понятиях

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных обнаружителях сигналов с изменяющейся мощностью в условиях шума

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных обнаружителях сигналов с изменяющейся мощностью в условиях шума

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для непрерывного контроля текущих значений и получения гистограммы отклонений напряжения с целью контроля по ГОСТ 13109-87 качества электроэнергии в электрических сетях промышленных предприятий и энергосистем

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при обработке экспериментальных данных, выделении сигналов из шумов, а также при обработке изображений

Изобретение относится к вычислительным устройствам, предназначенным для принятия решений по управлению производственным процессом, и может быть использовано во всех отраслях крупно- и мелкосерийного производства, где продукция на выходе процесса или на отдельных его стадиях изготавливается партиями или непрерывно

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки цифровых сигналов, в том числе радиолокационных и видеосигналов

Наверх