SU1751783A1 - Optoelectronic modular device for parallel composition of optical digital patterns in the systems residual classes - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники, преимущественно к оптоэлектронным системам параллельной (картинной) обработки информации. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет операции вычитани  и повышение быстродействи . Оптоэлектронное модульное устройство дл  параллельного сложени  оптических цифровых картин в системе остаточных классов содержит К операционных блоков 1, состо щих из оптически управл ющих транспарантов 2, включающих в себ  М столбцов и М строк матриц 3, двух оптоэлектронных затворов 4, 5 и инвертора 6, К групп оптических входов 7 первого цифрового картинного входа, содержащих по М матричных цифровых оптических входов 8, К групп оптических входов 9 второго цифрового картинного входа, содержащих по М матричных цифровых оптических входов 10, К групп оптических выходов 11 цифрового картинного выхода, содержащих no M матричных цифровых оптических выходов 12, и входа 13 задани  операции 3 ил. з &The invention relates to the field of computing, mainly to optoelectronic systems of parallel (picture) information processing. The purpose of the invention is to expand the functionality of the device due to the operation of subtraction and increase speed. An optoelectronic modular device for parallel addition of optical digital pictures in the system of residual classes contains K operating units 1 consisting of optically controlling transparencies 2 including M columns and M rows of matrices 3, two optoelectronic gates 4, 5 and inverter 6, K groups of optical inputs 7 of the first digital picture input, containing on M matrix digital optical inputs 8, K groups of optical inputs 9 of the second digital picture input, containing on M matrix digital optical input 10, K groups of optical outputs 11 of the digital picture output, containing no M matrix digital optical outputs 12, and input 13 of the task setting 3 ill. h &

Description

Изобретение относитс  к области вычислительной техники, преимущественно к оптоэлектронным системам параллельной (картинной) обработки информации.The invention relates to the field of computing, mainly to optoelectronic systems of parallel (picture) information processing.

Известен оптический модуль дл  сложени  и вычитани  в системе остаточных классов , содержащий матрицу оптических коммутаторов из М столбцов и М-1 строк (М - значение модул ), М-1 групп по М оптических коммутатора в каждой, фотоприемник, причем входы разр дов первого операнда модул  соединены с оптическими входами оптических коммутаторов первой строки матрицы, входы разр дов второго операнда модул  соединены с управл ющими электрическими входами оптических коммутаторов соответствующих строк матрицы, оптические выходы оптических коммутаторов (М-1) - строки матрицы  вл ютс  выходами разр дов результата модул A known optical module for addition and subtraction in the system of residual classes, containing a matrix of optical switches of M columns and M-1 rows (M is the value of the module), M-1 groups of M optical switches each, a photodetector, and the bits of the first operand the module is connected to the optical inputs of the optical switches of the first row of the matrix, the inputs of the bits of the second operand of the module are connected to the control electrical inputs of the optical switches of the corresponding rows of the matrix, the optical outputs of the optical commutators Ator (M-1) - the rows are output bits result modulation

Недостатком этого модул   вл етс  сложность, обусловленна  как большим количеством элементов, вход щих в состав модул , так и значительным количеством св зей между элементами модул , кроме того операнды, поступающие на входы модул , представлены в виде разнородных сигналов (оптических и электрических), что вызывает трудности при каскадировании данных модулей, а также известный оптический модуль не позвол ет производить операции сложени  и вычитани  оптических цифровых картин.The disadvantage of this module is the complexity, due to both the large number of elements included in the module and a significant number of links between the elements of the module, in addition the operands arriving at the inputs of the module are represented as heterogeneous signals (optical and electrical), which causes difficulties in cascading these modules, as well as the well-known optical module does not allow the addition and subtraction of optical digital pictures.

Наиболее близким по технической сущности к устройству  вл етс  пространственно-непрерывный некогерентный сумматор, содержащий первый и второй цифровой картинный вход, нейтральный светофильтр, на вход которого поступает разр дный срез переноса PI, первый и второй светообъе- динители, на входы первогосветообъедини- тел  поступают разр дные срезы изображений А и В, входы второго свето- обьединител  соединены с выходом первого светообъединител  тл выходом нейтрального светофильтра, выход второго светообъединител  посредством двух светоделителей и зеркала соединен с входами трех пороговых устройств, на ёыхвдэх которых с помощью инвертора контраста, порогового устройства, зеркала и светообъединител  формируетс  разр дный срез суммы S, поступающий на цифровой картинный выход и разр дный срез переносаThe closest to the device in technical terms is a spatially continuous non-coherent adder containing a first and second digital picture input, a neutral light filter, at the input of which a bit transfer bit PI, the first and second light combiners go, the inputs of the first light source are The bottom sections of the images A and B, the inputs of the second light coupler are connected to the output of the first light coupler or the neutral light filter output; the output of the second light coupler is connected via two lights odeliteley mirror and connected to the inputs of three threshold devices, which in oyhvdeh via inverter contrast, the threshold device, and a mirror is formed svetoobedinitel the discharge amount slice S, a picture input to the digital output and the discharge section of the transfer

Pi-и.Pi-i.

Недостатком этого устройства  вл ютс  также узкие функциональные возможности , так как в нем производитс  только суммирование цифровых картин, низкое быстродействие за счет работы в двоичной системе счислени  и наличие переносов при суммировании, аппаратурна  сложность ввиду сложности реализации оптических пороговых устройств с требуемыми величинами порога и с требуемой размерностью по апертуре.A disadvantage of this device is also its narrow functionality, since it only performs the summation of digital pictures, low performance due to operation in the binary number system and the presence of transfers when summing, hardware complexity due to the complexity of the implementation of optical threshold devices with the required threshold values aperture dimension.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет операции вычитани  и повышение быстродействи  устройства.The aim of the invention is to expand the functionality of the device through the operation of subtraction and increase the speed of the device.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее первый цифровой картинный вход, второй цифровой картинный вход, цифровой картинный выход, введены К операционных блоков, где К - количество модулей в системе остаточных классов, используемых в данном устройстве , каждый из которых содержит первый и второй оптоэлектронные затворы имеющие Mi оптических цифровых картинных входов и выходов, где MI - значение 1-го модул  в системе остаточных классов (I 1,2...К), инвертор , выход которого соединен с управл ющим входом второго оптоэлектронно о затвора, а входы инверторов и управл ю- щие входы первых оптоэлектронных затворов во всех К операционных блоках объединены и  вл ютс  входом задйни  операции устройства, и матрицу оптически управл емых транспарантов, содержащуюThe goal is achieved by entering into the device containing the first digital picture input, the second digital picture input, the digital picture output, K operational blocks, where K is the number of modules in the system of residual classes used in this device, each of which contains the first and the second optoelectronic gates having Mi optical digital picture inputs and outputs, where MI is the value of the 1st module in the system of residual classes (I 1,2 ... K), the inverter, the output of which is connected to the control input of the second optoelectric continuously on the gate and the inputs of inverters and the control inputs of first conductive Yu- optoelectronic gates in all the operating units and are combined zadyni input operation device, and an array of optically actuated transparencies comprising

MI строк и MI столбцов, первый и второй цифровые картинные входы устройства состо т из К групп по Mi матричный цифровых оптических входов размером mxn, где mxnMI rows and MI columns, the first and second digital picture inputs of the device consist of K groups of Mi matrix digital optical inputs of the size mxn, where mxn

размеры оптических цифровых картин, поступающих на входы устройства, цифровой картинный выход состоит из К групп по MI матричных цифровых оптических выходов размером mxn, причем j-й матричный цифровой оптический вход 1-й группы первого цифрового картинного входа оптически соединен с j-ми оптическими входами первого и второго оптоэлектронного затвора 1-го операционного блока (J 1,2 .Mi), j-й матричный цифровой оптический вход 1-й группы второго цифрового картинного входа оптически соединены с оптически управл емыми транспарантами j-ro столбца матрицы оптически управл емых транспарантовThe dimensions of optical digital pictures arriving at the inputs of the device, the digital picture output consists of K groups of MI matrix digital optical outputs of size mxn, and the j-th matrix digital optical input of the 1st group of the first digital picture input is optically connected to the j-th optical inputs the first and second optoelectronic shutter of the 1st operational unit (J 1,2 .Mi), the j-th matrix digital optical input of the 1st group of the second digital picture input is optically connected to the optically controlled banners of the j-ro column Atrits of optically controlled transparencies

1-го операционного блока (j 1,2, ..Mi), оптические картинные выходы j-й строки матрицы оптически управл емых транспарантов 1-го операционного блока объединены и соединены с J-м матричным цифровым1st operational block (j 1,2, ..Mi), optical picture outputs of the j-th row of the matrix of optically controlled transparencies of the 1st operational block are combined and connected to the J-matrix digital

оптическим выходом 1-й группы картинного выхода, j-й (j 1,2 ,.М|) оптический выход первого оптоэлектронного затвора 1-го операционного блока оптически соединен с оптически управл емыми трзнспарантами расположенными на пересечении а-й строки и b-го столбца матрицы оптически управл емых транспарантов, причем а 1,2. .М,:the optical output of the 1st group of the picture output, the jth (j 1,2, .М |) optical output of the first optoelectronic shutter of the 1st operation unit is optically connected to the optically controlled transceivers located at the intersection of the a-th row and the b-th column matrix of optically controlled transparency, and a 1.2. .M:

| а- + 1, если а j| a- + 1 if a j

bb

a-j + 1 + М, если а j где j 1,2 ..М, a-j + 1 + M, if a j where j 1,2 ..M,

j-й оптический выход второго оптоэлект- ронного затвора i-ro операционного блока оптически соединен с оптически управл емыми транспарантами расположенными на пересечении а-й строки и b-го столбца, причем The j-th optical output of the second opto-electronic shutter of the i-th operating unit is optically connected to the optically controlled transparencies located at the intersection of the a-th row and the b-th column, and

а 1.2...М| b |j-a + 1, если j aand 1.2 ... M | b | j-a + 1 if j a

+ 1 + М,, если j а, где J 1,2 М,  + 1 + M ,, if j a, where J 1,2 M,

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг,2 - схема возможного варианта реализации i-ro операцион- ноТчэ блока устройства; на фиг 3 - пример выполнени  операций сложени  (фиг.За) иFigure 1 shows the functional diagram of the device; FIG. 2 is a diagram of a possible embodiment of the i-ro operational unit of the device unit; Fig. 3 shows an example of performing addition operations (Fig. 3a) and

вычитани  (фиг.36) над конкретными числами .subtraction (FIG. 36) over specific numbers.

Устройство (фиг.1) содержит К - операционных оптических блоков 1ь 12 1к,The device (figure 1) contains K - operational optical units 1 12 1k,

каждый i-й операционный блок содержитeach i-th operation block contains

оптически управл емый транспарант 2, содержащий Mi столбцов и MI строк матрицoptically controlled transparency 2 containing Mi columns and MI matrix rows

3n,3i23iMi3wiMi размерностью mxn,3n, 3i23iMi3wiMi of mxn dimension,

оптоэлектронные затворы 4 и 5, инвертор 6, К-групп 7i, 27к оптических входов первого цифрового картинного входа, кажда  1-  группа 7| содержит MI матричных цифровых оптических входов 8i, 82, ... 8М| с размерностью матриц mxn, К-групп 9i, 9a9кoptoelectronic gates 4 and 5, inverter 6, K-groups 7i, 27k optical inputs of the first digital picture input, each 1- group 7 | contains MI matrix digital optical inputs 8i, 82, ... 8M | with the dimension of matrices mxn, K-groups 9i, 9a9k

оптических входов второго цифрового картинного входа, кажда  1-  группа 9i содержит MI матричных цифровых оптическихoptical inputs of the second digital picture input, each 1- group 9i contains MI matrix digital optical

входов 10i. 10210м1. К-групп 11i, 112inputs 10i. 10210m1. K-groups 11i, 112

11к оптических выходов цифрового картинного выхода, кажда  1-  группа 11| содержит MI матричных цифровых оптических11k optical output digital picture output, each 1 - group 11 | contains MI matrix digital optical

выходов 12i, 122 12м и вход задани 12i outputs, 122 12m and task input

операции 13.operations 13.

На фиг.2 обозначены: оптически управл емый транспарант 2, на который проецируютс  изображени  Mi матриц Зц, 3i2. .... 3iMi размерностью mxn, оптоэлектронные затворы 4 и 5, инвертор 6, 1-  группа 1 оптических входов первого цифрового картинного входа, содержаща  MI матричныхIn Fig. 2, the following is indicated: an optically controlled transparency 2 on which the images Mi of the matrices 3c, 3i2 are projected. .... 3iMi in the mxn dimension, optoelectronic gates 4 and 5, inverter 6, 1 - group 1 of the optical inputs of the first digital picture input, containing MI matrix

цифровых оптических входов 8i, 82SMI.digital optical inputs 8i, 82SMI.

1-  группа 91 оптических входов второго цифрового картинного входа, содержаща  MI матричных цифровых оптических входов1- group 91 optical inputs of the second digital picture input containing MI matrix digital optical inputs

10i. 102 Юм i-  группа 11i оптических10i. 102 Hume i- group 11i optical

цифровых картинных выходов 12i, 122, .... 12м1 Вход задани  операции 13, объективы 14 и 15, призма 16, полупрозрачные зеркала 17-19, зеркало 20, Мггранные призмы 21- 24, объективы 25-27.digital picture outputs 12i, 122, .... 12m1 Input task operation 13, lenses 14 and 15, prism 16, translucent mirrors 17-19, mirror 20, Mgrnational prisms 21-24, lenses 25-27.

Оптически управл емый транспарант 2 может быть реализован в виде многослойной структуры, содержащей кристалл с сильно выраженными электрооптическими свойствами и светочувствительностью, либо электрооптический кристалл с нанесенным слоем фотополупроводника, наход щийс  в электрическом поле между двум  прозрачными электродами, заключенной между двум  скрещенными пол ризаторами . В предлагаемом устройстве примен етс  оптически управл емый транспарант непрерывной многослойной структуры,  вл ющийс  отдельным неделимым узлом, позвол ющим обрабатывать двумерные картины информации с большим числом элементов.The optically controlled transparency 2 can be realized in the form of a multilayer structure containing a crystal with strongly pronounced electro-optical properties and photosensitivity, or an electro-optical crystal with a deposited photo-semiconductor layer contained in an electric field between two transparent electrodes enclosed between two crossed polarizers. The proposed device uses an optically controlled transparency of a continuous multilayered structure, which is a separate indivisible node that allows processing two-dimensional information patterns with a large number of elements.

Реализаци  оптоэлектронных затворов 4 и 5 может быть выполнена на основе электрооптической керамики состава ЦТСЛ.The implementation of optoelectronic gates 4 and 5 can be made on the basis of electro-optical ceramics of the PZTL composition.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

На первый (7i, 72,... 7к)(фиг.1)и второй (9i, 929к) цифровые оптические картинные входы поступают информационныеThe first (7i, 72, ... 7k) (Fig. 1) and the second (9i, 929k) digital optical picture inputs receive information

матричные бинарные массивы чисел зако дированные в системе счислени  в остаточных классах следующим образом Каждому 1-му модулю MI системы счислени  в оста- точных классах соответствует i-  группа 7| оптических матричных цифровых входовmatrix binary arrays of numbers encoded in the number system in the residual classes as follows: To each 1st module MI number systems in the remaining classes corresponds to the i- group 7 | optical matrix digital inputs

81,8, ..., SMI первого оптического картинного цифрового входа и группа 9i оптических матричных входов 10i, 102 10wi81.8, ..., SMI first optical picture digital input and a group of 9i optical matrix inputs 10i, 102 10wi

0 второго оптического матричного цифрового входа. Выполнение арифметических операций сложени  или вычитани  в зависимости от значени  уровн  сигнала на входе задани  операции 13 осуществл етс  К0 second optical matrix digital input. Performing arithmetic operations of addition or subtraction, depending on the value of the signal level at the input of task 13, is performed

5 операционными блоками 1i, 12 1к параллельно соответственно дл  каждого модул  ML M2, ,., MX системы счислени  в остаточных классах с выдачей результата арифметических операций на группы 111,5 operational blocks 1i, 12 1k in parallel, respectively, for each module ML M2,,., MX number systems in residual classes with outputting the result of arithmetic operations to groups 111,

0 112. ... 11к оптических выходов соответственно . Учитыва , что операционные блоки 1i, 121к различаютс  только значени ми модулей Mi, M2, .... Мк, рассмотрим работу одного 1-го операционного блока 1|0 112. ... 11k optical outputs, respectively. Considering that the operation blocks 1i, 121k differ only in the values of the modules Mi, M2, ... Mark, consider the operation of one 1st operation block 1 |

5 с модулем счислени  в системе остаточных классов Mi Каждому элементу входного массива чисел (картины) размерностью mxn соответствуют соответствующий элемент матричных цифровых оптических5 with a number module in the system of residual classes Mi Each element of the input array of numbers (pictures) of dimension mxn corresponds to the corresponding element of the matrix digital optical

0 входов 8i, 828мк имеющих также размерность mxn дл  первого оптического картинного цифрового входа и элементы матриц 10i, 102 ..., Юм1 второго входа, а каждому значению остатка элемента мас5 сива (mxn) соответствует одна из матриц 8i,0 inputs 8i, 828 mk having also the dimension mxn for the first optical picture digital input and the elements of the matrices 10i, 102 ..., Um1 of the second input, and each value of the remainder of the mas5 element (mxn) corresponds to one of the matrices 8i,

82,..., SMI, в которой соответствующий элемент находитс  в состо нии 1 (присутствует световой поток) дл  первого оптического картинного входа 7| и одна из матриц 10i,82, ..., SMI, in which the corresponding element is in state 1 (luminous flux is present) for the first optical picture input 7 | and one of the matrices 10i,

0 102,..., 10м1 дл  второго входа 91. При сложении чисел разрешающим уровнем сигнала на входе задани  операций 13 открываетс  оптоэлектронный затвор 4, затвор 5 при этом закрываетс  запрещающим уровнем0 102, ..., 10m1 for the second input 91. When the numbers are added, the resolution of the signal at the input of task 13 opens the optoelectronic shutter 4, and the shutter 5 closes with the inhibitory level

5 сигнала подаваемого через инвертор 6. В5 signal supplied through the inverter 6. In

этом случае матрицы 8i, 828м группы 7|in this case, the matrix 8i, 828m of group 7 |

первого входа через открытый оптоэлектронный затвор 4 проецируетс  на оптически управл емый транспарант 2 такимthe first input through the open optoelectronic shutter 4 is projected onto the optically controlled transparency 2 such

0 образом, что дл  каждой Sj-й матрицы (J- m 1,2,...Mi) соответствуют асе матрицы пересечени  а-й строчи и Ь-го столбца, причем а 1,2,...Mt,0 in the way that for each Sj-th matrix (J- m 1,2, ... Mi) there correspond the ace of the intersection matrix of the a-th line and the b-th column, and a 1,2, ... Mt,

{a-j , если а Э: | a-J + 1 + Mi, если а J Матрицы 10i, 102,.... Юм1 группы 9i второго картинного цифрового входа проецируютс  на транспарант 2 таким образом, что кажда  10 матрица оптически совмещаетс {a-j, if a e: | a-J + 1 + Mi, if a J of the Matrices 10i, 102, .... Yum1 of group 9i of the second picture digital input are projected onto a transparency 2 in such a way that each 10 matrix is optically aligned

со всеми матрицами ЗаЬ, у которых b j, & -1 .2,...Mi т.е. со всеми 3ij, 32) SMI J-rowith all Zab matrices with b j, & -1 .2, ... Mi ie with all 3ij, 32) SMI J-ro

столбца, причем соответствующие элементы матриц 8i, 82SMI и матриц 10i, 102,column, and the corresponding elements of the matrices 8i, 82SMI and matrices 10i, 102,

.... 10м на матрицах Зп, 3i2 3iMi.... 10m on Sn matrices, 3i2 3iMi

SMIMI оптически совмещаютс . Оптически управл емый транспарант 2 в местах, соответствующим элементам матриц Зп, 3i2, .... SMIMI, под воздействием излучени  второго оптического картинного входа (группа 9i, матриц 10i, 102 10м|) измен етSMIMIs are optically aligned. The optically controlled transparency 2 in places corresponding to the elements of the matrix Sn, 3i2, .... SMIMI, under the influence of the radiation of the second optical picture input (group 9i, matrices 10i, 102 10m |) changes

свои свойства и становитс  прозрачным дл  излучени  с первого оптического картинного входа (группа 7| матриц 8i, 82its properties and becomes transparent to radiation from the first optical picture input (group 7 | matrices 8i, 82

SMI), либо непрозрачным в случае отсутстви  светового потока с второю оптическо- го картинного входа (группа 9i). Так реализуетс  поэлементна  коммутаци  пучков света, спроецированных элементов матриц 8i, 828м1 на плоскости транспаранта 2, пучками излучени  матриц 0i, 102, .... Юм), что равноценно поэлементной логической операции И, так как наличие проход щего пучка света на конкретномSMI), or opaque if there is no light flux from the second optical picture input (group 9i). This is how elementwise switching of light beams, projected elements of matrices 8i, 828m1 on the plane of transparency 2, beams of matrixes 0i, 102, ... Hume) is implemented, which is equivalent to elementwise logical operation I, since the presence of a transmitted beam of light on a specific

элементе одной из матриц 3ц, 3i2SMIMIelement of one of the matrix 3ts, 3i2SMIMI

транспаранта 2 возможно только при условии наличи  пучка света, падающего на транспарант 2 с входа 1 и наличи  разрешающего пучка света с оптического входа 9|, под воздействием которого транспарант 2 становитс  прозрачным. При этом совпадение пучков света, т.е. И, реализуетс  на конкретном элементе только той из матриц Зп, 3i2,.... SMIMI. котора  принадлежит а-й строке соответствующей суммы по модулю Мtransparency 2 is possible only under the condition that there is a beam of light falling on the transparency 2 from the input 1 and the presence of a resolving light beam from the optical input 9 |, under the influence of which the transparency 2 becomes transparent. The coincidence of the light beams, i.e. And, it is implemented on a specific element only by that of the matrix Sn, 3i2, ... SMIMI. which belongs to the st line of the corresponding amount modulo M

чисел, соответствующих матрицам 8i, 82numbers corresponding to matrices 8i, 82

SMI и матрицам Ют, 102 10м1 соответственно группам 7i и 9i первого и второго картинного оптического входа. Например, (фиг.З) дл  элемента матрицы 11 число первого входа А 1 и число В 1 дл  второго входа по модулю М 3 совпадение реализуетс  в третьей строке транспаранта, что соответствует числу А + В 2, Остальные элементы матрицы складываютс  аналогично .SMI and UT matrices, 102 10 m1, respectively, groups 7i and 9i of the first and second picture optical input. For example, (FIG. 3) for the element of matrix 11, the number of the first input A 1 and the number B 1 for the second input modulo M 3 match occurs in the third line of the banner, which corresponds to the number A + B 2. The remaining elements of the matrix are added similarly.

По фиг.1 все матрицы 3ij, 32} SMIJIn figure 1, all the matrix 3ij, 32} SMIJ

каждой строки с транспаранта 2, элементы которых несут информацию результата совпадений , проецируютс  на матрицы 12j,each row of transparency 2, whose elements carry information of the result of a match, are projected onto matrices 12j,

причем все элементы матриц 3ij, 3zjSMIJall elements of matrices 3ij, 3zjSMIJ

каждой строки при этом оптически совмещаютс , таким образом номер матрицы группы 11i соответствует числу, равному сумме по модулю Mi дл  каждого конкретного элемента матрицы.each row is then optically aligned, so the matrix number of the group 11i corresponds to a number equal to the sum modulo Mi for each particular matrix element.

При вычитании чисел i-й операционный блок 11 работает аналогично сложению с тем отличием, что запрещающим уровнем сигнала на входе задани  операции 13 оптоэлектронный затвор 4 закрыт, а оптоэлект- ронный затвор 5 бткрыт разрешающим уровнем сигнала с входа 13, подаваемого через инвертор б на затвор 5. В этом случаеWhen subtracting numbers, the i-th operation unit 11 works in the same way as adding, with the difference that the prohibitive signal level at the input of task 13, optoelectronic gate 4 is closed, and optoelectronic gate 5 is open at the resolving level of the signal from input 13 fed through inverter b to the gate 5. In this case

матрицы 8i, 82 SMI группы 1 первого8i matrix, 82 SMI group 1 first

оптического картинного входа через открытый оптоэлектронный затвор 5 проецируютс  на оптические управл емый транспарант 2 так, что кажда  8 )-  матрица Q 1.2,...Щthe optical picture input through the open optoelectronic shutter 5 is projected onto the optical controlled transparency 2 so that each 8) is a matrix Q 1.2, ... Sch

0 оптически поэлементно совмещаетс  с матрицами ЗаЬ причем а 1,2,...Mi fj-a + 1, если j a0 optically element-wise combined with matrices Za and a 1,2, ... Mi fj-a + 1, if j a

нn

fj-a + 1 f М; если j a.fj-a + 1 f M; if j a.

5 При этом совпадение пучков света на элементах матриц транспаранта 2 реализуетс  на тех строках матриц 3n,3i2SMIMI,5 In this case, the coincidence of the light beams on the elements of the matrices of the banner 2 is realized on those rows of the 3n, 3i2SMIMI matrices,

которые соответствуют разности чисел, закодированных в матрицах 8i, 82 SMI иwhich correspond to the difference of the numbers encoded in the matrices 8i, 82 SMI and

0 матрицах 10i, 102 Юм) дл  соответствующих элементов. Например, при вычитании двух чисел системе остаточных классов по модулю М 3 дл  элемента матрицы размерностью 2x2 (см. фиг.З) сов5 падение выполн етс  во второй строке матрицы 3 транспаранта, что соответствует А-В 2-1 1. Работа остальных операционных оптических блоков 1i, 12 1к (фиг.1)0 matrices 10i, 102 Hume) for the corresponding elements. For example, when two numbers are subtracted by a system of residual classes modulo M 3 for a 2x2 matrix element (see FIG. 3), the coincidence is performed in the second row of the transparency matrix 3, which corresponds to A-B 2-1 1. blocks 1i, 12 1k (figure 1)

аналогична.similar.

0 Оптический операционный блок (по фиг.2) работает следующим образом. Объективами 14 и 15 изображение группы 1 матричных оптических входов 81, 82 SMI0 Optical operating unit (figure 2) works as follows. Lenses 14 and 15 image of group 1 of matrix optical inputs 81, 82 SMI

проецируетс  на плоскость оптически уп5 равл емого транспаранта 2. В параллельных пучках объективов 14 и 15 расположены полупрозрачные зеркала 17-19 и зеркалоIt is projected onto the plane of the optically upright equal to the transparency 2. In the parallel beams of the lenses 14 and 15 there are translucent mirrors 17-19 and a mirror

20,раздел ющие параллельный пучок на две части, что позвол ет осуществл ть20, dividing the parallel beam into two parts, which allows

0 проецирование изображени  матриц 8i, 82, ..., SMI на транспарант 2 с различными пут ми прохождени  параллельных пучков в зависимости от электрического сигнала на входе выбора операции 13, которым0 projecting the image of the matrices 8i, 82, ..., SMI onto a transparency 2 with different paths of passing parallel beams depending on the electrical signal at the input of the choice of operation 13, which

5 при операции сложении открываетс  оптоэлектронный затвор 4 и параллельный пучок проходит через Мггранную призму5, during the addition operation, an optoelectronic shutter 4 is opened and a parallel beam passes through an Mg-like prism

21,а инверсным значением сигнала с входа 13 через инвертор 6 закрываетс 21, and the inverse of the signal from input 13 through inverter 6 is closed

0 затвор 5. При операции вычитани  запрещающим значением сигнала с входа 13 закрываетс  затвор 4, а инверсным значением этого сигнала за счет инвертора 6 открываетс  затвор 5 и параллельный пу5 чок проходит через Mi-границ призму 22. Количество граней призм 21 и 22, а также углы наклона каждой грани выбраны такими , чтобы реализовать мультипликацию изображени  матриц 81, 82SMI на поверхности транспаранта 2«в направлении0 gate 5. During the subtraction operation, the prohibitive value of the signal from input 13 closes gate 4, and the inverse value of this signal at the expense of inverter 6 opens gate 5 and a parallel beam passes a prism 22 through the Mi-boundaries. The number of faces of prisms 21 and 22 and the angles of each facet are chosen so as to realize the multiplication of the image of the matrices 81, 82SMI on the surface of the 2 "banner in the direction

главной диагонали при операции сложени  призмой 21 и в направлении вспомогательной диагонали призмой 22 при операции вычитани , дл  чего призма 21 повернута на угол +45° в плоскости, перпендикул рной направлению распространени  пучков, а призма 22 - на угол -45° в той же плоскости. Дл  реализации описанной закономерности распределени  изображений матриц 8i,the main diagonal during the addition operation with a prism 21 and in the direction of the auxiliary diagonal with the prism 22 during the subtraction operation, for which the prism 21 is rotated at an angle of + 45 ° in a plane perpendicular to the direction of propagation of the beams, and the prism 22 at an angle of -45 ° in the same plane . To implement the described pattern of distribution of images of matrices 8i,

82SMI на поверхности транспаранта 2 по 82SMI on the surface of the banner 2 by

матрицам 3ц, 3iaGMIMI возникает необходимость в мультипликации изображени  группы 7| в направлении оси у, что выполн етс  призмой 16, дел щей апертуру объективов 14 и 15 на три равные по площади части и реализующую соответственно трехкратную мультипликацию в заданном направлении. Изображени  матриц 10i, 102Юм группы 9i второго оптического картинного входа проецируютс  на поверхность транспаран- та 2 объективами 25 и 15 и объедин ютс  с параллельными пучками с группы 1 матриц3c matrices, 3iaGMIMI arises the need for image multiplication of group 7 | in the direction of the y-axis, which is performed by the prism 16, which divides the aperture of the lenses 14 and 15 into three equal parts of the area and realizes, respectively, threefold multiplication in a given direction. The images of the matrices 10i, 102 ohm of the group 9i of the second optical picture input are projected onto the surface of the transparency 2 by the lenses 25 and 15 and are combined with parallel beams from group 1 of the matrices

8i, 82SMI полупрозрачным зеркалом 18.8i, 82SMI translucent mirror 18.

М|-гранной призмой 23, расположенной в параллельных пучках объективов 25 и 15, изображение матриц 10i, 102,..., Юм мультиплексируетс  на MI в направлении оси Y на поверхности транспаранта 2 так, что они оптически совмещаютс  поэлементно с матрицами Зц, 3i2, ..., Зм1М1, причем кажда  10 j-  матрица совмещаетс  со всеми 3ij, 32j, .... 3Mij матрицами соответствующего столбца В результате поэлементного логического умножени  изображений в оптически управл емом транспаранте 2 проход щие пуч- ки света соответствуют элементам матриц с номером строки, соответствующим численным значени м результата выполн емых операций. Полученное изображение матрицThe M | -graded prism 23, located in parallel beams of lenses 25 and 15, the image of matrices 10i, 102, ..., Hume is multiplexed onto MI in the direction of the Y axis on the surface of the transparency 2 so that they are optically aligned element by element with the matrices 3c, 3i2 , ..., Zm1M1, and each 10 j-matrix is combined with all 3ij, 32j, ... 3Mij matrices of the corresponding column. As a result of the elementwise logical multiplication of images in the optically controlled transparency, 2 transmitted light beams correspond to the elements of the matrices with line number corresponding to chi lennym m values result performed by the operations. The resulting image matrices

Зц, 3i2SMiMi проецируетс  объективами 26 Zs, 3i2SMiMi projected by lenses 26

и 27 и построчно мультиплексируетс  соответственно на матрицах 12i, 12212м1 Фуппыand 27 and line by line multiplexed respectively on Fuppa matrices 12i, 12212m1

11i оптического картинного цифрового выхода .11i optical picture digital output.

Claims (1)

Формула изобретени  Оптоэлектронное модульное устройство дл  параллельного сложени  оптических цифровых картин в системе остаточных классов, содержащее первый и второй циф- ровые картинные входы и цифровой картинный выход, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных воз- можностей за счет операции вычитани  и повышени  быстродействи , в него введе- ны К операционных блоков (К - количество модулей в системе остаточных классов, используемых в данном устройстве), каждыйAn optoelectronic modular device for parallel addition of optical digital pictures in the system of residual classes, containing the first and second digital picture inputs and the digital picture output, characterized in that, in order to expand the functional capabilities due to the operation of subtracting and speeding up, K operational blocks are entered into it (K is the number of modules in the system of residual classes used in this device), each из которых состоит из первого и второго оптоэлектронных затворов, имеющих MI оптических цифровых матричных входов и выходов , где Mi - значение -го модул  в системе остаточных классов (I 1,К), инвертора , вход которого соединен с управл ющим входом первого оптоэлектронного затвора, а выход соедийен с управл ющим входом второго оптоэ/гектронного затвора, и матрицы оптически управл емых транспарантов , содержащей MI строк и MI столбцов, первый и второй цифровые картинные входы устройства содержат К групп по Mi матричных цифровых оптических входов размером mxn, где mxn - размеры оптических цифровых картин , поступающих на тэходы устройства, цифровой картинный выход содержит К групп по MI матричных цифровых оптических выходов, причем входы инверторов всех К операционных блоков соединены с входом задани  операции устройства, j-й матричный цифровой оптический вход 1-й группы первого цифрового картинного входа оптически соединен с j-ми оптическими входами первого и второго оптоэлектронных затворов 1-го операционного блока О И,М|), j-й матричный цифровой оптический вход 1-й группы второго цифрового картинного входа оптически соединен с оптически управл емыми транспарантами j-ro столбца матрицы оптически управл емых транспарантов 1-го операционного блока, оптические выходы J-й строки матрицы оптически управл емых транспарантов 1-го операционного блока соединены с j-м матричным цифровым оптическим выходом 1-й группы цифрового картинного выхода, J-й оптический выход первого оптоэлектронного затвора 1-го операционного блока оптически соединен с оптически управл емыми транспарантами, расположенными на пересечении а-й строки и b-го столбца матрицы оптически управл емых транспарантов, где а 1,Mi.of which consists of first and second optoelectronic gates with MI optical digital matrix inputs and outputs, where Mi is the value of the -th module in the system of residual classes (I 1, K), an inverter whose input is connected to the control input of the first optoelectronic gate, and the output is connected to the control input of the second optoe / hectron gate, and a matrix of optically controlled transparencies containing MI rows and MI columns, the first and second digital picture inputs of the device contain K groups of Mi matrix digital optical inputs mxn size, where mxn is the size of optical digital pictures arriving at the device's tracks, the digital picture output contains K groups of MI matrix digital optical outputs, with the inverter inputs of all K operating units connected to the device setting input, j-th matrix digital optical input The 1st group of the first digital picture input is optically connected to the jth optical inputs of the first and second optoelectronic gates of the 1st operational unit OI, M |), the jth matrix digital optical input of the 1st group of the second qi the level picture input is optically connected to the optically controlled transparencies of the j-ro matrix of the optically controlled transparencies of the 1st operating unit; the optical outputs of the j-th row of the optically-controlled transparency matrix of the 1st operating unit are connected to the jth matrix digital optical output The 1st group of the digital picture output, the Jth optical output of the first optoelectronic shutter of the 1st operating unit is optically connected to the optically controlled transparencies located at the intersection of the st lines and b-th column of the matrix of optically actuated transparencies, where a 1, Mi. (( a-J + 1, если а J;a-J + 1 if a J; .а-j + 1 + Mi, если а J, J-й оптический выход второго оптоэлектронного затвора 1-го операционного блока оптически соединен с оптически управл емыми транспарантами, расположенными на пересечении а-й строки и b-ro столбца, где а- рй|,.a-j + 1 + Mi, if a J, J-th optical output of the second optoelectronic shutter of the 1st operating unit is optically connected to the optically controlled transparencies located at the intersection of the a-th row and b-ro column, where a- ry |, j-a+ 1, если} Ја;j-a + 1 if} ;а; j-a + 1 + Mt, если J a.j-a + 1 + Mt if J a. ИЙs-IYs- 1313 1к1 to s fs f C8IISIIC8IISII