8.2.1. Клеточные компьютеры
До настоящего момента для цифровой обработки изображений было разработано много различных типов электронных клеточных компьютеров [23—25]. Как показано в табл. 8.1, клеточные логические компьютеры подразделяются на две категории:
1. Чисто параллельные.
2. Локально параллельные.
На рис. 8.1 показан типичный клеточный логический компьютер, основанный на чисто параллельной схеме. Главная часть клеточного компьютера — это матрица процессорных элементов (ПЭ). Обычно всеми ПЭ управляют с помощью одной шины команд. Каждый ПЭ независимо выполняет одну и ту же операцию. Другим классом клеточной логики является локальная клеточная логика. На рис. 8.2 изображено формирование локально параллельной клеточной логики. Например, входное подлежащее обработке изображение состоит из МхМ ячеек. Операции локальной клеточной логики выполняются только для малых NхN элементов матриц с целью получения одного выходного элемента, где Обычно все входные элементы обрабатываются одним и тем же типом операций. Параллельно обрабатываются только маленькие площади входных элементов. При этом фрагмент входного сигнала последовательно сканирует по входной матрице данных. Возможно, наиболее очевидным приложением такого оптического логического клеточного компьютера является распознавание образов, поскольку оно относится к задачам обработки изображений.
Локальной логической функцией окрестности называется такая функция, в которой величина выходного сигнала в каждом элементе является функцией значения параметра самого элемента и значений ближайших соседних элементов. Процедуры клеточной логики могут быть использованы для нахождения среднего, дифференцирования, нелинейного усиления изображения
обнаружения края, анализа текстуры, уменьшения толщины и выделения остова. Почти все эти операции, использовавшиеся в цифровой обработке изображений, могут выполняться этим типом компьютера.
Существуют четыре типа локальных клеточных логических компьютеров: (1) параллельный полутоновый, (2) последовательный полутоновый, (3) параллельный двоичный и (4) последовательный двоичный. Как указано выше, одни и те же операции выполняются для каждой входной матрицы элементов во многих клеточных логических операциях. Используя термины из области оптической фильтрации, этот тип операций клеточной логики является пространственно-инвариантным. Это предполагает, что традиционные методики пространственно-инвариантной оптической фильтрации могут быть применены при реализации операций клеточной логики для параллельного полутонового и параллельного двоичного форматов данных.
Рис. 8.1. Пример клеточного логического компьютера с чисто параллельной архитектурой.
Рис. 8.2. Пример компьютера с локальной клеточной логикой.
