Устройство для вычисления скользящего среднего

 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, предназначено преимущественно для использования в устройствах обработки 1Ц1ФРОВОЙ информации в цифровых измерительных приборах и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1012272. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления скользящего среднего дискретных двумерных полей при высокой точности и быстродействии. Для этого в устройство для вычисления скользящего среднего дополнительно введены третий регистр, дополнительный и накапливающий сумматоры с соответствующими связями. Устройство позволяет реализовать возможность вычисления скользящего среднего по кресту , а следовательно, и возможность использования изобретения в цифровых устройствах измерения и обработки не.только процессов, но и двумерных полей , в частности двумерных изображений . 1 ил. (Л 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А2

„„SU„„1247895 (ю4С 06 F 15 36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЫТИЙ

ВСЕС9%311 й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц":.;:, . ., ВЙВЛИОТЕЕА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1012272 (21) 3842156/24-24

° (22) 04.01.85 (46) 30.07.86. Бюл. Ф 28 (72) В.P.Àõìåòüÿíîâ (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1012272, кл. G 06 F 15/36, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СКОЛЬЗЯЩЕГО СРЕДНЕГО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, предназначено преимущественно для использования в устройствах обработки цифровой информации в цифровых измерительных приборах и является усовершенствованием устройства по авт. св. N 1012272. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства за счет вычисления скользящего среднего дискретных двумерных полей при высокой точности и быстродействии. Для этого в устройство для вычисления скользящего среднего дополнительно введены третий регистр, дополнительный и накапливающий сумматоры с соответствующими связями, Устройство позволя» ет реализовать воэможность вычисления скользящего среднего по "кресту", а следовательно, и возможность использования изобретения в цифровых устройствах измерения и обработки не. только процессов, но и двумерных полей, в частности двумерных изображений. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, пред" назначено преимущественно для определЬния скользящего среднего в устройствах обработки цифровой информа-ции, в цифровых измерительных приборах и других устройствах и является уоовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св.

У 1012272.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления скользящего среднего дискретных двумерных полей при высокой точности и быстродействии .

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства для вычисления скользящего среднего.

Устройство содержит генератор текстовых импульсов ГТИ 1, блок 2 управления, коммутатор 3, сумматор

4, регистр 5, регистр 6, накапливающий сумматор 7, регистр 8, дополнительный сумматор 9, причем блок 2 управления содержит делитель частоты

10 и триггер 11.

Пусть выборка типа "крест" состоит из пересекающихся строки и столбца. Нумерация отсчетов в "кресте" в соответствии с прямоугольной матрицей размерами (N,, Я ), из которой он выбран. В качестве "креста" выбрана строка с(и столбец р . Тогда элемент пересечения есть а(с(, р ), a общее количество отсчетов в выборке равно N„ + N ° причем элемент a(a p) считается дважды. Обозначим через

К и К двоичный логарифм соответстФ венно числа N, и N, а через и-разрядность отсчетов выборки„ Деление на N = 2 реализуется за счет отбраК сывания К младших разрядов кода. Для определенности примем, что скольжение "креста" происходит по строке.

Устройство работает следующим абра"ом.

ГТИ 1 вырабатывает тактовые импульсы, поступающие на вход блока 2 управления. По сигналам с первого выхода блока 2 . управления коммутатор

3, имеющий разрядность (п + 2К + 1), подключает ко второму информационному входу первого сумматора 4 поочередно либо входной и-разрядный двоич ный код очередного отсчета строки, либо (n + 2К + 1)-разр4п(ный инверсный код с выхода первого регистра 5.

47895 2

Выход первого сумматора 4 подключается поразрядно к соответствующим разрядным входным цепям (n + 2К +

+ 1)-разрядного второго регистра 6, выход которого подключается поразрядно к первому входу сумматора 4 для обеспечения работы в режиме накапливающего сумматора. Вместе с этим (n + К + I) старших разрядов сумма10 тора 4 подключены к (и + К + 1) входным цепям регистра 5, соответствующие инверсные выходы которого используются в качестве (n + К + 1) младших разрядов инверсного кода.

Таким образом при записи значений кода из сумматора 4 в регистр 5 осуществляется смещение в сторону младших разрядов на К ррааззрряяддоовв, т.е. реализуется операция деления на N к

20 = 2 и инвертирование полученных значений младших (и + К + i) разрядов кода. При этом значения и старших разрядов полной разрядной сетки кода со стороны входа регистра 5 не

2s заполнены., т.е. равны нулю. Поэтому соответствующие им значения К старших разрядов инверсного кода на выходе регистра 5 формиру1отся.как постоянные одинаковые сигналы логичес30 кой "1", для передачи которых через коммутатор 3 при технической реализации достаточно однопроводной линии связи, с которой на выходе коммутатора 3 соединены К старших

35 разрядов Второго Входа сумматора 4 °

Дл» выполнения- операции вычитания образуется дополнительный код на основе сформированного инверсного кода регистра 5 путем подачи на

40 вход переноса сумматора сигнала логической "1" с первого выхода блока

2 управления. Этот сигнал поступает в те,промежутки времени, когда через коммутатор 3 на второй вход

45 сумматора 4 передается с регистра 5 инверсный код. К выходу ГТИ 1 подключен управляющий вход регистра 6 ° выход регистра 6 является выходом устройства, с которого снимается текущее значение обрабатываемой выборки по строке о в форме и-разрядного параллельного кода. На N (и + + К„" + 1)-разрядных входа второго (n + К4 + 1)-разрядного сумматора 7

5а, поступают И„отсчетов столбца р (п + 1) старших разрядов кода суммы значений отсчетов столбца р выбранного "креста" с выхода сумматора

7 по сигналу первого выхода блока 2

3 управления записываются в (п + 1)разрядный третий регистр 8, выход которого является дополнительным выходом устройства, с которого снимается параллельно код скользящего среднего па столбцу р "креста".

Кроме этого (n + 1)-разрядный код с выхода регистра 8 поступает на первый вход третьегб (n + i)-разрядного сумматора 9, на второй вход которого поступают (п + 1) старших разрядов кода со второго регистра 6.

Таким образом п старших разрядов кода на выходе сумматора 9 представляют собой значение скользящего среднего по "кресту". Алгоритм работы устройства описывается следующим уравнением:

Z(iT) = (y (iT) + у (iT))/2, где Z(iT) — значение хода скользящего среднего по "кресту" в момент времени iT, у„ (iT) — значение кода скользящего среднего по строке( в момент времени iT

y (iT) — значение кода скользяще2 го среднего по столбцу р в момент времени iT

y (iT) — у, ((i — 1)T) — y j(i—

1 ъ

1)T3 + х (iT), где у, ((i — 1)T) - значение кода скользящего среднего по строке ot. в момент iT; х (iT) — значение входного хода для вычисления скользящего среднего по строке oL в момент времени iT

N у (iT). =(Q х (iT)j /М е= где х (iT) - значения отсчетов столбе ца р в момент времени

iT.

Устройство работает по тактам, каждый из которых состоит из двух полутактов, определяемых двумя соседними импульсами (нечетным и четным)

ГТИ 1. В первом полутакте значения кодов отсчета столбца р поступают на входы сумматора 7, для суммирования в котором из-за многовходовости от, водится практически такт работы устройства, а входной код очередного

1247895 отсчета строки сс поступает через коммутатор 3 на второй вход сумматора

4 и суммируется с кодом у ((i — 1)Т) регистра 6. Полученное на выходе сум5 матора 4 значение кода суммы у, t (i

-1)Т) + х "(iT) записывается в регистр.

6 по заднему фронту нечетного импульса

ГТИ 1, который воздействует также на триггер 10 и изменяет состояние его выхода с логического "О." на логическую "1". Во втором полутакте под действием сигнала логической "1" с выхода блока 2 управления (триггер

11) в коммутаторе 3 открывается цепь для прохождения на второй вход сумматора 4 инверсного кода с выхода регистра

5. В результате суммирования прямого кода регистра 6 и дополнительного кода заполненного в предыдущем такте " значения кода регистра 5 в сумматоре

4 реализуется операция вычитания (у, ((i — 1)Т) + х (iT) j — — у: ((1

1)Tj. Полученное на выходе сумматора 4 текущее среднее значение кода

25 записывается в регистр 6 по заднему фронту четного импульса ГТИ 1, при этом триггер 11 блока 2 управления возвращается в исходное состояние.

Запись кода в регистр 5 с выхода сумматора 4 производится в каждом такте по заднему фронту импульса, поступающего со второго выхода блока 2 управления. Этот импульс формируется в делителе 7 частоты (коэффициент

35 деления равен 2 М ) синхронно с соответствующим четным импульсом ГТИ 1.

Первые N тактов регистр 5 сохраня2 ет запись нулевого значения кода.

Запись кода в регистр 8 с выхода

40 сумматора 7 производится по заднему фронту импульса, поступающего с первого выхода блока 2 управления (с выхода триггера 11). Коды с выходов регистров 6 и 8 поступают на соот45 ветствующие входы сумматора 9, с выхода которого снимается текущее значение кода среднего по "кресту".

Формула изобретения ю

Устройство для вычисления скользящего среднего по авт. св.11) 1012272 отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за .счет вычисления скользящего среднего дискретных двумерных полей, в него введены третий регистр, дополнительный сумматор и накапливающий сумматор, выход кото1247895

Составитель И.Мухин

Техред N. Ходанич Корректор N.Самборская

Редактор Н.Горват

Заказ 4 128/50

Тираж б71 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 „ рого является вторым Йнформационным входом устройства, выход накапливающего сумматора подключен к информационному входу .третьего регистра, управляющий вход которого соединен с выходом делителя расточки блока управления, выход третьего регистра подключен к первому входу дополнительного сумматора и является выхо- дом среднего "по столбцу" устройства, второй вход дополнительного сумматора соединен с выходом второго регистра, выход дополнительного сумматора является выходом среднего двумерного дискретного случайного поля по "кресту".