Пристрій цифрової фільтрації сигналу

Пристрій цифрової фільтрації сигналу, що містить блок послідовно з'єднаних елементів затримки вхідного сигналу, який відрізняється тим, що додатково містить цифровий гібридний медіанний фільтр, який містить послідовно з'єднані блоки цифрових медіанних фільтрів відповідного структурного рівня, причому кожний блок цифрових медіанних фільтрів окремого структурного рівня містить у три рази більше медіанних фільтрів, ніж блок цифрових медіанних фільтрів наступного структурного рівня, а блок цифрових медіанних фільтрів першого структурного рівня містить кількість цифрових медіанних фільтрів, кратну трьом, при цьому входи цифрових медіанних фільтрів U 1 3 ктурного рівня містить у три рази більше медіанних фільтрів, ніж блок цифрових медіанних фільтрів наступного структурного рівня, а блок цифрових медіанних фільтрів першого структурного рівня містить кількість цифрових медіанних фільтрів, кратну трьом, при цьому входи цифрових медіанних фільтрів блока цифрових медіанних фільтрів першого структурного рівня з'єднані з відповідними виходами елементів затримки вхідного сигналу, виходи кожних трьох цифрових медіанних фільтрів блока цифрових медіанних фільтрів окремого структурного рівня з'єднані з трьома входами відповідного цифрового медіанного фільтра блока цифрових медіанних фільтрів наступного структурного рівня, а вихід цифрового медіанного фільтра останнього структурного рівня є одночасно виходом цифрового гібридного медіанного фільтру та виходом пристрою цифрової фільтрації сигналу, причому всі цифрові медіанні фільтри виконані однаково і кожний цифровий медіанний фільтр містить три однакових селектори мінімального елемента і один селектор максимального елемента, при цьому кожний вхід кожного із селекторів мінімального елемента з'єднаний з одним входом одного із двох інших селекторів мінімального елемента, а виходи селекторів мінімального елемента з'єднані із входами селектора максимального елемента. Порівняльний аналіз технічного рішення, яке заявляється, з прототипом дозволяє зробити висновок, що пристрій цифрової фільтрації сигналу, який заявляється, відрізняється тим, що додатково містить цифровий гібридний медіанний фільтр, який містить послідовно з'єднані блоки цифрових медіанних фільтрів відповідного структурного рівня, причому кожний блок цифрових медіанних фільтрів окремого структурного рівня містить у три рази більше медіанних фільтрів, ніж блок цифрових медіанних фільтрів наступного структурного рівня, а блок цифрових медіанних фільтрів першого структурного рівня містить кількість цифрових медіанних фільтрів, кратну трьом, при цьому входи цифрових медіанних фільтрів блока цифрових медіанних фільтрів першого структурного рівня з'єднані з відповідними виходами елементів затримки вхідного сигналу, виходи кожних трьох цифрових медіанних фільтрів блока цифрових медіанних фільтрів окремого структурного рівня з'єднані з трьома входами відповідного цифрового медіанного фільтра блока цифрових медіанних фільтрів наступного структурного рівня, а вихід цифрового медіанного фільтра останнього структурного рівня є одночасно виходом цифрового гібридного медіанного фільтру та виходом пристрою цифрової фільтрації сигналу, причому всі цифрові медіанні фільтри виконані однаково і кожний цифровий медіанний фільтр містить три однакових селектори мінімального елемента і один селектор максимального елемента, при цьому кожний вхід кожного із селекторів мінімального елемента з'єднаний з одним входом одного із двох інших селекторів мінімального елемента, а виходи селекторів мінімального елемента з'єднані із входами селектора максимального елемента. 56925 4 Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслень, де на фіг.1 представлена структурна схема запропонованого пристрою; на фіг.2 показана функціональна схема цифрового гібридного медіанного фільтра; на фіг.3 показана структурна схема цифрового медіанного фільтра; на фіг.4 наведена структурна схема селектора мінімального елемента; на фіг.5 представлена структурна схема селектора максимального елемента; на фіг.6 представлений варіант функціональної схеми запропонованого пристрою у випадку побудови цифрового гібридного медіанного фільтра у складі трьох блоків цифрових медіанних фільтрів першого, другого та третього структурних рівнів; на фіг.7 представлений варіант функціональної схеми запропонованого пристрою у випадку побудови цифрового гібридного медіанного фільтрау складі двох блоків цифрових медіанних фільтрів першого та другого структурних рівнів. Пристрій цифрової фільтрації сигналів конструктивно містить (див. фіг.1,2): блок послідовно з'єднаних елементів затримки вхідного сигналу - 1; елементи затримки вхідного сигналу - 1.1, 1.2, ... 1.(N-1); цифровий гібридний медіанний фільтр - 2; блоки цифрових медіанних фільтрів (ЦМФ) відповідного структурного рівня - 2.1, 2.2, ... 2.(k+1); цифрові медіанні фільтри-3. Пристрій цифрової фільтрації сигналу працює таким чином. Пристрій цифрової фільтрації сигналу формує сукупність затриманих на заданий часовий інтервал цифрових відліків вхідного сигналу k+1 {хi-m}, m - 0,1,...,N -1, i  N-1, N = 3 на основі сформованої сукупності затриманих цифрових відліків вхідного сигналу {хi-m} обчислює оцінку сигналу у на даному i-ому такті обробки у вигляді значення (k +1) - кратної медіани 3k груп по три елемента сукупності затриманих цифрових відліків вхідного сигналу в кожній групі: y = med[u1(k) , u2(k), u3(k)] (1) ) ) ) un(j+1)=med[ u( jn2 , u( jn1 u( jn ] 3 3 3 u1 =med n (2) (3) [xi-(3n-3), xi-(3n-2), xi-(3n-1)] (4) 1  j  k-1, n  (i + 1)/3 (5) med[a,b,c] = {а  b)  (b  с)  (с  а) (6) a  b = min(a, b) (7) a  b  с = max(a,b,c) де: med[a,b,c] - функція медіани трьох елементів a,b,c; k - значення передостаннього структурного рівня в пристрої; j - значення поточного структурного рівня; n - номер цифрового медіанного фільтра (j +1)-го структурного рівня; i - значення поточного такту обробки; min (a,b) - мінімальний елемент з пари елементів а,b; max (a,b,c) - максимальний елемент з трійки елементів а,b,с. Пристрій цифрової фільтрації сигналу (див. фіг. 1,2,3) формує результат обробки даних сформованої сукупності затриманих цифрових відліків вхідного сигналу {хi-m}, m = 0,1,...,N-1, i  N-1, N=3k+1 у вигляді (k+1) -кратної медіани 3k груп по три елемента сукупності затриманих цифрових відліків вхідного сигналу в кожній групі відповідно 5 56925 до формули (1). Кожний із 3k цифрових медіанних фільтрів 3 блока ЦМФ першого структурного рівня формує результат обробки даних у вигляді медіани трьох затриманих цифрових відліків вхідного сигналу {хi-m}, відповідно до співвідношень (3) і (5). Кожний цифровий медіанний фільтр 3 блока ЦМФ (j+1) -ого структурного рівня формує результат обробки даних з виходів трьох відповідних цифрових медіанних фільтрів блока ЦМФ j -ого структурного рівня у вигляді їх медіани відповідно до співвідношень (2) і (5). Обчислення медіани в кожному із всіх (3k+1 –1)/2 цифрових медіанних фільтрів 3 здійснюється відповідно до співвідношення (5). Цифровий медіанний фільтр 3 конструктивно містить (див. фіг.3,4,5): селектор мінімального елемента - 4; селектор максимального елемента 5; двовхідний q-бітовий компаратор - 6; двовхідний q-бітовий мультиплексор -7; тривхідну q-бітову схему відбору максимуму - 8; тривхідний q-бітовий мультиплексор - 9. Цифровий медіанний фільтр 3 працює таким чином (див. фіг.3). Три цифрові відліки а,b,с в qбітовому паралельному коді надходять на три входи цифрового медіанного фільтра (див. фіг.3), причому кожний із трьох сигналів а, b, с надходить одночасно на два селектори мінімального елемен 6 та 4, у кожному з яких здійснюється відбір мінімального із двох вхідних сигналів відповідно до співвідношення (6). Далі три мінімальні значення а  b, b  с, с  а трьох пар сигналів а,b,с надходять на селектор максимального елемента 5, у якому здійснюється відбір максимального із трьох вхідних сигналів відповідно до співвідношення (7) і, таким чином, обчислюється медіана вибірки із трьох елементів відповідно до співвідношення (5). Розглянемо більш детально роботу селектора мінімального елемента 4 і селектора максимального елемента 5, зображених на фіг.3. На фіг.4 представлена схема селектора мінімального елемента 4, до складу якого входять двовхідний qбітовий компаратор 6 і двовхідний q-бітовий мультиплексор 7, причому два входи цього селектора є одночасно й входами компаратора 6 й входами мультиплексора 7. Вихід U  мультиплексора 7 є одночасно виходом селектора мінімального елемента. Компаратор 6 здійснює порівняння двох qбітових цифрових сигналів і формує на своїх виходах керуючі сигнали Са і Сb, які залежно від співвідношення значень сигналів на вході, приймають значення відповідно до таблиці 1. Таблиця 1. Співвідношення вхідних сигналів а> а, c>b с>