Устройство для адаптивного скользящего сглаживания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - повышение точности, Устройство содержит N элементов 1 задержки (N - объем выборки), генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 вычисления квадрата среднего, блок вычисления среднего квадрата, блок 5 вычисления коэффициента линейной регрессии, сумматоры 6 и 12, блок 7 ограничения, блок 8 деления, блок 9 извлечения квадратного корня , блок 10 вычитания и блок 11 умножения. Устройство позволяет повысить качество сглаживания сигнала, искаженного аддитивным гауссовым шумом с нулевым средним. 1 ил. Второй еунпатор Выход SA памяти Делитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 06 F 15 36, 15/353

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГТИ В порай еимлаглор

Выход.ланями ль ь числшп ло?решн аппроксимации л. елеменгпаВ задерни (21) 4645697/24 (22) 31.01.89 (46) 23.04.91. Бюль 15 (71) Физико-механический институт им.Г.В. Карпенко (72) А.Е.Батюк, В.В.Грицык, А.Ю.Луцык и P.M.Ïàëåíè÷êà (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1387017, кл. G 06 F 15/36,1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1529246, кл. G 06 F 15/36,1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО

СКОЛЬЗЯЩЕГО СГЛАЖИВАНИЯ. Ж 1644162 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов. Цель изобретения — гювышение точности, Устройство содержит N элементов 1 задержки(й-объем выборки), генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 вычисления квадрата среднего, блок вычисления среднего квадрата, блок 5 вычисления коэффициента линейной регрессии, сумматоры 6 и 12, блок 7 ограничения, блок 8 деления, блок 9 извлечения квадратного корня, блок 10 вычитания и блок 11 умножения, Устройство позволяет повысить качество сглаживания сигнала, искаженного аддитивным гауссовым шумом с нулевым средним: 1 ил.

1644162

10 сти

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов, например, для уменьшения шума в изображении.

Цель изобретения — повышение точноНа чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройстро для адаптивного скользящего сглаживания содержит N элементов 1 задержки (N - объем выборки), генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 вычисления квадрата среднего, блок 4 вычисления среднего квадрата, блок 5 вычисления коэффициента линейной регрессии, первый сумматор 6, блок 7 ограничения, блок 8 деления, блок 9 извлечение квадратного корня, блок 10 вычитания, блок 11 умножения, второй сумматор 12.

Устройство работает следующим образом, Отсчеты (выборки) входного сигнала последовательно в соответствии с частотой генератора 2 тактовых импульсов поступают на вход первого элемента 1 задержки. Каждый из элементов задержки осуществляет задержку на один отсчет входной последовательности отсчетов сигнала, В каждом такте работы устройства блок 3 рекурсивно вычисляет квадрат локального среднего значения a(k) по симметричной окрестности из N точек относительно отсчета с!{И), включая этот отсчет, где l=(N-1)/2, с использованием следующего соотношения:

a(k)= — S(k), S(k)= S(k-1)+g(k)-g(k-N)

N где S(k) - сумма N последовательных отсчетов сигнала, Посредством блока 4 в каждом такте работы вычисляется локальное среднее значение квадратов отсчетов сигнала

b(k) по следующему соотношению:

Ь{! )= — T(k); T(k)= T(k-1)+g (k)-g (k-N), 1 где T(k) - сумма квадратов значений N последовательных отсчетов входного сигнала.

Совокупность блоков 3-6 осуществляет вычисление дисперсии кусочно-линейной аппроксимации на основе следующего соотношения:

D{k)= Ь (k- à (k)- с (k)/г, где r =!(!+1){2!+1) /3, à c(k) вычисляется с помощью рекуррентного соотношения с(!)=с{! -1)-S(k)+ ц(!-N)+ + + g(k) Значение a{k) и 3 c(k)/I(1+1)(2l+1) являются соответственно свободным членом и коэффициен;гом наклона в уравнении отрезка прямой линии, которые определяются по

55 методу наименьших квадратов. Значение

c{k) вычисляется в k-м такте работы устройства в блоке 5 вычисления коэффициента линейной регрессии, С выхода сумматора 6 вычисленное значение локальной дисперсии D(k) поступает на вход блока 8 деления, На другой вход блока 8 поступает значение

2 дисперсии шума а (!). Блок 8 вычисляет коэффициент и (i), т,е. реализует функцию а

2 (l)= о (i)/D(l). В случае превышения диспер2 сии шума o (i) локальной дисперсии D(i) значение а (i) в точке i устанавливается в

"1" при помощи блока 7 ограничения для удовлетворения условия 0< а (i ) 1.

Таким образом, на выход устройства, который является выходом второго сумматора 12, поступает значение очередного отсчета т(!)=д(!)+ а (!)(д(!)-g(I)) результата адаптивного сглаживания.

Формула изобретения

Устройство для адаптивного скользящего сглаживания, содержащее N последовательно соединенных элементов задержки (N— объем выборки), блок вычисления квадрата среднего, блок вычисления среднего квадрата, блок вычисления коэффициента линейной регрессии, блок извлечения квадратного корня, блок вычитания, первый сумматор и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входам синхронизации элементов задержки, блоков вычисления квадрата среднего, вычисления среднего квадрата, вычисления коэффициента линейной регрессии, извлечения квадратного корня и первого сумматора, информационный вход устройства соединен с входом первого элемента задержки и с первыми имнфомационными входами блоков вычисления квадрата среднего, вычисления среднего квадрата и вычисления коэффициента линейной регрессии, выход !ч -ro элемента задержки подключен к вторым информационным входам блоков вычисления квадрата среднего, вычисления среднего квадрата и вычисления коэффициента линейной регрессии, выход суммы блока вычисления квадрата среднего подключен к третьему информационному. входу блока вычисления коэффициента линейной регрессии, информационный выход блока вычисления квадрата среднего соединен с первым информационным входом первого сумматора и информационным входом блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с входом уменьшаемого блока вычитания, вход вычитаемого которо1644162

Составитель Е.Хуртин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор Е,Папп

Заказ 1242 Тираж 42.1 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

1 го соединен с выходом (N+1)/2-ro элемента задержки, информационные выходы блоков вычисления коэффициента линейной регрессии и вычисления среднего квадрата подключены соответственно к второму и третьему информационным входам первого сумматора,отлича ющееся тем,что, с целью повышения точности, в него введены блок деления, блок ограничения, блок умножения и второй сумматор, причем выход первого сумматора подключен к входу делителя блока деления, вход делимого которого является входом задания дисперсии шума устройства, выход блока деления через блок ограничения подключен к первому

5 входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, выход блока умножения подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу (N+1)/2-го

10 элемента задержки, выход второго сумматора является выходом устройства,