РАЗДЕЛ 2
ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
"ГЛАЗ-ПРОЦЕССОРНОГО" ТИПА ДЛЯ ОЦЕНКИ
БИОМЕДИЦИНСКИХ ДАННЫХ
2.1. Структурная организация дубль-параллельной оптико-электронной многоканальной информационно-измерительной системы для биомедицинских исследований
Принципиально положительным отличием оптико-электронных систем (ОЭС) обработки информации является до сих пор недостаточно исследована возможность создавать, для поднятия эффективности за счет иерархично прогнозированного быстродействия, новые параллельно-параллельные или дубль параллельные структуры.
Построение систем на оптической элементной базе разрешает полностью параллельно выполнять над двумерными кадрами арифметические операции сложения, вычитания нелинейного преобразования, что дает возможность выполнять полностью оптическое параллельное вычисление двумерного выходного сигнала или двумерного сигнала ошибки. Свет позволяет физически организовать обработку информации в виде двумерных пространственных кадров большой размерности (128х128, 256х256, 512х512, 1024х1024 пикселей), в отличии от электрических процессов, где информация обрабатывается в виде одномерных временных последовательностей импульсов напряжения [20].
Такие структуры организованы по принципу однородных вычислительных средств, в двумерном или трехмерном пространствах образуют семейства специализированных процессоров для преобразования числовой, символьной, графической информации, каждая с них является, по сути, расчетным агрегатом конвейерного типа, реализует алгоритмы типа: нахождение геометрического центра, пороговая обработка, сдвиг, поворот, масштабирование и др. Фактически эти алгоритмы нужны для нормализации и распознавания изображений при обеспечении высокого быстродействия. Конвейерные принципы организации расчетов подобны образному человеческому мышлению. Такая организация расчетных структур не требует предыдущего разделения алгоритма расчетов на параллельные взаимосвязанные ветки [16,20], а параллелизм при обработке достигается путем обработки одной и той же оптически задаваемой информации по взаимозаменяющим алгоритмам (признакам), так как это делается при восприятии зрительной информации человека.
В работе разработано дубль-параллельную многоканальную оптико-электронную систему обработки изображений, в которой изображение параллельное и в тоже время вводится в определенное количество каналов - логико-часовых сред (ЛЧС) процессоров предыдущей обработки изображений, а результаты предыдущей обработки анализируются в центральном ОЕ десятичным процессором [16]. При этом в системе в качестве каналов используются оптические преобразователи для регистрации биомедицинских сигналов, где оптоэлектроника обеспечивает повышенную помехоустойчивость, а для подачи конечных и промежуточных результатов обработки в виде таблиц, гистограмм, графиков в качестве канала может быть включена дисплейная система отображения типа ЛЧС [1]. То есть, введение и обработка информации могут приближаться к человеческому прототипу, а выведение будет происходить с использованием принципов ЛЧС и ОЕ способов.
Структура дубль-параллельной многоканальной информационно-измерительной системы
В структурной схеме многоканальной системы ЛЧС типа через коммутационный прибор (КП) цепочка двухоперационных буферов N каналов (К1КN) подключена непосредственно к оптоэлектронному процессору управления (ОЦПК) с общей образной (голографичной) памятью. При этом организация передачи информации от каналов к ОЦПК выполняется микропрограммным прибором анализа (МПА) состояния двух операционных буферов, который вырабатывает командующие сигналы для их коммутации. Для МПА входную функцию возбуждения образуют сигнал занимания рассчитываемых ресурсов и массивов информация про состояние буферов: заняты на половину
или целиком
На выходе МПА вырабатывает сигнал прерывания для ЕОМ и множество управляющих сигналов та
Множество управляющих сигналов y' через КП подключает к свободных буферов цепочки двухоперационных буферов (ЛДБ) потоки информации от рабочих каналов Ш1::={u1,u2,...,uN} и соответствующие им синхроимпульсы Ш2::={с1,с2,...,сN}. КУ являет собой группу вентилей. Скоординированный после КУ поток информации и соответствующий ему поток синхроимпульсов через коммутационные шины КШ1 и КШ2 попадают на один из свободных буферов ЛДБ, по мере их заполнения и освобождения рассчитываемых ресурсов множество управляющих y?? сигналов соединяет ЛДБ и ОЦПК.
Перед массивом данных, который выходит с конкретного канала, сообщается индекс необходимой программы переработки массива образов. Код индекса выходит от блока управления (БУ) и дается массиву экспериментальной информации в буфере. Ручка управления БУ совместно с стандартами ПВВ образуют сферу действия и восприятия исследователя, с помощью которых могут быть введены любые из запланированных программ. (образов). В системе можно предвидеть динамическое распознавание по признакам с помощью действия на БУ через мультиплексные каналы, которые выполняет алгоритм оценки результата за признаками. Можно также выполнить оперативное действие человека на органы управления БУ на базе оценки результатов обработки данных.
Результаты могут выводиться на АЦДП или другие регистрирующие приборы. В случае приоритетного эксперимента микропрограммный автомат посылает сигнал прерывания в ОЦПК, что дает возможность приоритетного обслуживания.
При создании многоканальной дубль-параллельной системы важен вопрос связи каналов с ОЦПК и общей памятью.
В качестве прибора, предназначенного для организации связи между каналами и ОЦПК, разработано двух операционный буфер, в котором возможно замещение операций заполнения и опустошения. В структурном плане двухоперационный буфер являет собой запоминающий прибор, в данном случае на ОЕ регистрах, каждая половина которого регулируется отдельно, благодаря чему запись и считывание могут быть смещены во времени. Быстродействие записи и счи