DE19721197A1

DE19721197A1 - Computer system for processing input data structure

Info

Publication number: DE19721197A1
Application number: DE1997121197
Authority: DE
Inventors: Michael J Pabst; Michael Dr Geisler; Gregor Dr Bugla
Original assignee: Spherics Mess und Analysetechnik GmbH
Current assignee: Elwe Technik 38162 Cremlingen De GmbH; Elwe Technik De GmbH
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: DE19721197C2

Abstract

The system includes an analogue storage unit (12) which stores an analogue image data structure (B). A comparison unit (14) compares the analogue image data structure (B) with at least an analogue reference data structure (R) and images the results in an output data structure (Ea). Preferably, analogue or digital input data structures (Ei) are imaged. When a digital input data structure is imaged a processing unit (6) is provided for converting the analogue input data structure to a digital input data structure.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Recheneinrichtung zum Verarbeiten einer Eingangsdatenstruktur.The invention relates to a computing device for processing a Input data structure.

Als Verarbeitung einer Eingangsdatenstruktur oder Datenverarbeitung wird ein Prozeß bezeichnet, bei dem aus einer Eingangsdatenstruktur (Eingangsdaten) nach einer vorgegebenen Bearbeitungsvorschrift eine Ausgangsdatenstruktur (Ausgangsdaten) gewonnen wird. Als Eingangsdatenstruktur ist eine Vielzahl von Werten zu verstehen, mit dem der Zustand eines Objektes beschrieben wird. Dieser Zustand kann in komplexen Systemen ein viel- oder unendlichdimen sionaler Zustandsvektor mit analogen Komponenten sein. Der Zustand eines Objektes kann in einem Prozeß einer zeitlichen Veränderung unterliegen, deren Gesetzmäßigkeit unbekannt oder mathematisch nicht beschreibbar ist.When processing an input data structure or data processing, a Process referred to in which an input data structure (input data) an initial data structure according to a given processing instruction (Output data) is obtained. A multitude of To understand values with which the state of an object is described. This state can be a lot or infinite in complex systems sional state vector with analog components. The state of a Object can be subject to a temporal change in a process Law is unknown or cannot be mathematically described.

Die rechnerische Verarbeitung (Datenverarbeitung) einer komplexen Eingangsda tenstruktur erfolgt in der Regel in einem Digitalrechner. Die Eingangsdatenstruktur muß hierzu als digitales Datenwort oder Bit-Muster vorliegen, das im Digitalrech ner einer Abfolge von digitalen Rechenoperationen unterzogen wird. Trotz der inzwischen hohen Leistungsfähigkeit eines Digitalrechners gibt es immer noch eine Vielzahl von Anwendungsgebieten, in denen der zum Bearbeiten anstehende Datenumfang in herkömmlichen Digitalrechnern nur mit einem hohen Zeitaufwand bearbeitet werden kann. Dies führt insbesondere dann zu Problemen, wenn die der Bearbeitung zugrundeliegende Eingangsdatenstruktur einen hohen Kom plexitätsgrad aufweist und darüber hinaus einer schnellen, nicht zwangsläufig kausal gekoppelten Veränderung unterliegt. Computational processing (data processing) of a complex input data The structure is usually carried out in a digital computer. The input data structure For this purpose, it must be available as a digital data word or bit pattern that is used in digital computing a sequence of digital arithmetic operations. Despite the the high performance of a digital computer is still there a variety of application areas in which the pending Extent of data in conventional digital computers takes a lot of time can be edited. This leads to problems in particular if the the input data structure on which the processing is based has a high com has a degree of complexity and moreover a quick, not necessarily is subject to causally linked change.

So stellen bereits einfache Aufgaben, beispielsweise das Erkennen und Aus wählen einer Schraube mit der richtigen Länge und dem richtigen Gewindetyp aus einem Behälter, in dem sie sich in nicht geordneter räumlicher Lage befindet, ein Problem dar, das sowohl an den Digitalrechner als auch an die Software erheb liche Anforderungen stellt.In this way, simple tasks already exist, such as recognizing and off choose a screw with the right length and thread type a container in which it is in an unordered spatial position This is a problem that affects both the digital computer and the software demands.

Der Einsatz eines Digitalrechners stößt insbesondere dann auf Grenzen, wenn komplexe, insbesondere stochastische, Problemstellungen bewältigt werden müs sen, die einer mathematischen Behandlung schwer zugänglich sind oder sich die ser prinzipiell entziehen, oder wenn es sich um die Analyse zeitlich veränderlicher Prozesse handelt, die zwar dem Grundsatz nach einer mathematischen Beschrei bung zugänglich sind, jedoch Datenmengen umfassen, die eine digitale Bearbei tung innerhalb einer vernünftigen Zeit mit bekannten Digitalrechnern ausschlie ßen. Beispiele für solche Problemstellungen sind die Behandlung von Instabi litäten oder Turbulenzen bei aero- und hydrodynamischen Prozessen, die für Verkehrsleitsysteme erforderlichen Stauprognosen, die Wettervorhersage sowie die Prognostizierung einer volkswirtschaftlichen Entwicklung. Derartige komplexe Prozesse, d. h. zeitlich kontinuierlich variable vieldimensionale Eingangs datenstrukturen können auch mit bekannten Analogrechnern nicht bearbeitet werden, da der erfolgreiche Einsatz eines Analogrechners voraussetzt, daß entweder die dem Prozeß zugrundeliegenden mathematischen Beziehungen bekannt sind oder der Prozeß mit Hilfe eines dynamischen Verhaltensmodells simuliert werden kann.The use of a digital computer is particularly limited when complex, especially stochastic, problems have to be overcome sen who are difficult to access mathematical treatment or who are withdraw it in principle, or if the analysis is more time-varying Processes, which is based on the principle of a mathematical description are accessible, but include amounts of data that require digital processing with well-known digital computers within a reasonable time eat. Examples of such problems are the treatment of Instabi or turbulence in aero- and hydrodynamic processes, which for Traffic management systems require congestion forecasts, the weather forecast as well the forecast of an economic development. Such complex Processes, d. H. continuously variable multidimensional input data structures cannot be processed even with known analog computers because the successful use of an analog computer requires that either the mathematical relationships underlying the process are known or the process using a dynamic behavior model can be simulated.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Recheneinrichtung zum Verarbeiten einer Eingangsdatenstruktur anzugeben, mit der auch komplexe, d. h. vieldimensionale zeitlich veränderliche Eingangsdatenstrukturen in kurzer Zeit verarbeitet werden können.The invention is based on the object of a computing device for Processing of an input data structure with which even complex, i.e. H. multidimensional time-varying input data structures in a short time can be processed.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer Recheneinrich tung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Recheneinrichtung zum Verarbeiten einer Eingangsdatenstruktur umfaßt eine Abbildungseinrichtung zum Abbilden der Eingangsdatenstruktur in eine analoge Bilddatenstruktur, eine ana loge Speichereinrichtung zum Speichern der analogen Bilddatenstruktur und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich-der analogen Bilddatenstruktur mit wenig stens einer analogen Referenzdatenstruktur und zum Abbilden des Vergleichs ergebnisses in eine Ausgangsdatenstruktur.The stated object is achieved according to the invention with a computing device tion with the features of claim 1. The computing device for Processing an input data structure comprises an imaging device for Mapping the input data structure into an analog image data structure, an ana log storage device for storing the analog image data structure and a Comparison device for comparison - the analog image data structure with little least an analog reference data structure and to map the comparison result in an output data structure.

Mit einer solchen Recheneinrichtung können komplexe Prozesse ganzheitlich behandelt werden. Dies hat einen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber Digital rechnern und der diesen zugrundeliegenden Von-Neumann-Logik zur Folge. Des Weiteren ermöglicht eine solche ganzheitliche Vergleichsmethode die Behandlung von Eingangsdatenstrukturen oder Prozessen, die mit herkömmlichen mathe matischen Methoden schwer oder gar nicht beschrieben werden können.With such a computing device, complex processes can be integrated be treated. This has a speed advantage over digital computers and the underlying Von Neumann logic. Of Such a holistic comparison method also enables treatment of input data structures or processes using conventional math mathematical methods can be described with difficulty or not at all.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Abbildungseinrichtung zum Abbilden einer analogen Eingangsdatenstruktur ausgebildet. Dadurch kön nen die den Zustand eines Objektes wiedergebenden und in analoger Form vor liegenden Meßwerte unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung eines D/A-Wand lers und somit ohne Zeitverlust verarbeitet werden.In a preferred embodiment of the invention, the imaging device designed to map an analog input data structure. This allows NEN present the state of an object and in analog form lying measured values immediately, d. H. without interposing a D / A wall be processed and therefore without loss of time.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Abbildungseinrichtung zum Abbilden einer digitalen Eingangsdatenstruktur ausgebildet. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Eingangsdatenstruktur aus einer Vielzahl von Meßdaten gebildet wird, die an verschieden und weit voneinander entfernten Orten erfaßt werden und nachrichtentechnisch in Form digitaler Daten an die zentrale Recheneinrich tung übermittelt werden müssen.In a further embodiment of the invention, the imaging device is for Mapping a digital input data structure. Then this is from Advantage if the input data structure is formed from a large number of measurement data that are recorded at different and far apart locations and communications technology in the form of digital data to the central computer tion must be transmitted.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Einrichtung zum Umwan deln einer analogen Ausgangsdatenstruktur in eine digitale Ausgangsdaten struktur vorgesehen. Dadurch ist eine weitere Bearbeitung in einem herkömm lichen Digitalrechner ermöglicht. In a further advantageous embodiment there is a device for converting an analog output data structure into a digital output data structure provided. This makes further processing in a conventional one digital computer.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Recheneinrichtung ein analoges Rechenwerk zum Bearbeiten der analogen Bilddatenstruktur.In an advantageous embodiment, the computing device contains an analog one Calculator for editing the analog image data structure.

Vorzugsweise enthält die analoge Speichereinrichtung als Speichermedium eine elektrisch isolierende Folie, auf der die Bilddatenstruktur als zweidimensionale Verteilung einer Ladungsträgerkonzentration speicherbar ist. Durch diese Maß nahme kann ein von einem unendlichdimensionalen Zustand (Zustandskonti nuum) mit einer endlichen Anzahl von diskreten Meßwerten (endlichdimensionaler Zustandsvektor) eine unendlichdimensionale Bilddatenstruktur- in Gestalt eines kontinuierlichen zweidimensionalen Bildes erzeugt werden. Auf diese Weise ist trotz der diskreten Eingangsdatenstruktur ein realistisches Abbild des Zustandes des Objektes ohne Zwischenschaltung digitaler oder analoger Rechenoperationen möglich.The analog storage device preferably contains one as the storage medium electrically insulating film on which the image data structure as a two-dimensional Distribution of a charge carrier concentration can be stored. By that measure can take one of an infinite-dimensional state (state conti nuum) with a finite number of discrete measured values (finite dimensional State vector) an infinite-dimensional image data structure - in the form of a continuous two-dimensional image. That way despite the discrete input data structure, a realistic image of the state of the object without the interposition of digital or analog arithmetic operations possible.

Die elektrisch isolierende Folie ist insbesondere in einer Einrichtung zum Erzeugen eines im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der die isolierenden Folie gerichteten elektrostatischen Feldes angeordnet. Dadurch kann eine dreidimensionale Darstellung des Zustandes erreicht werden.The electrically insulating film is in particular in a device for Generate a substantially perpendicular to the surface of the insulating Foil directed electrostatic field arranged. This can cause a three-dimensional representation of the state can be achieved.

In einer weiteren Ausführungsform enthält die analoge Speichereinrichtung ein magnetisch beschreibbares Speichermedium, insbesondere eine mit einer Magnetschicht beschichtete Folie. Dadurch kann ebenso wie mit einer elektrisch isolierenden Speicherfolie eine kontinuierliche dreidimensionale Darstellung eines kontinuierlichen Zustandes erreicht werden.In a further embodiment, the analog storage device contains a magnetically writable storage medium, in particular one with a Magnetic layer coated film. This can be done just like with an electric insulating imaging plate a continuous three-dimensional representation of a continuous state can be achieved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in the subclaims reproduced.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigen: To further explain the invention, reference is made to the exemplary embodiments of Drawing referenced. Show it:

Fig. 1 eine Recheneinrichtung gemäß der Erfindung in einer Prinzipdarstellung Fig. 1 shows a computing device according to the invention in a schematic diagram

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Recheneinrichtung gemäß der Erfindung mit einer analogen zweidimensionalen Speichereinrichtung. Fig. 2 shows an embodiment of a computing device according to the invention with an analog two-dimensional memory device.

Gemäß Fig. 1 ist einem Objekt 2 eine Meßeinrichtung 4 zugeordnet, mit der der Zustand des Objektes 2 anhand einer Vielzahl von Meßwerten erfaßt werden kann. Das Objekt 2 könnte beispielsweise die Wetterlage sein, die sich in einem Raumgebiet, beispielsweise Mitteleuropa, anhand einer Vielzahl von analogen Meßwerten, beispielsweise Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Dielektrizitäts konstante, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, usw. darstellen läßt. Der Zustand des Objektes 2 ist somit ein unendlichdimensionaler Vektor mit analogen Vektor komponenten.According to Fig. 1 an object 2 is associated with a measuring device 4 with which the state of the object 2 can be detected from a plurality of measured values. Object 2 could, for example, be the weather situation, which can be represented in a spatial area, for example Central Europe, on the basis of a large number of analog measured values, for example pressure, temperature, air humidity, dielectric constant, wind speed, wind direction, etc. The state of object 2 is thus an infinite-dimensional vector with analog vector components.

Die Meßeinrichtung 4 erfaßt die Meßwerte an diskreten Meßpunkten X_j und er zeugt auf diese Weise eine mehrdimensionale analoge Datenstruktur, die ein mehr oder weniger vollständiges Abbild des Zustandes des Objektes 2 zu einem bestimmten Zeitpunkt t repräsentiert.The measuring device 4 detects the measured values at discrete measuring points X _j and in this way it generates a multidimensional analog data structure which represents a more or less complete image of the state of the object 2 at a specific point in time t.

Der analogen Meßeinrichtung 4 kann eine Verarbeitungsstufe 6, beispielsweise ein Analog-Digital-Wandler, nachgeordnet sein, der die von den Meßwertauf nehmern erfaßte und in Form analoger Signale vorliegende analoge Daten struktur, in eine digitale Datenstruktur umwandelt, um eine einfache Übertragung der Meßwerte zu einer zentralen Recheneinrichtung 8 zu ermöglichen.The analog measuring device 4 can be followed by a processing stage 6 , for example an analog-to-digital converter, which converts the analog data structure detected by the transducers and present in the form of analog signals into a digital data structure in order to easily transmit the measured values to enable a central computing device 8 .

Am Eingang der Recheneinrichtung 8 liegt somit eine Eingangsdatenstruktur E_i an, die den Zustand des Objektes 2 zum Zeitpunkt t entweder analog durch einen analogen Zustandsvektor oder bei Zwischenschaltung der Verarbeitungsstufe 6 digital durch ein Bit-Muster repräsentiert. An input data structure E _i is thus present at the input of the computing device 8 , which represents the state of the object 2 at the time t either analogously by an analog state vector or digitally by a bit pattern when the processing stage 6 is interposed.

Diese Eingangsdatenstruktur E_i wird in einer Abbildungseinrichtung 10 weiterver arbeitet und in eine analoge Bilddatenstruktur B umgewandelt, die in einer analo gen Speichereinrichtung 12 vorübergehend gespeichert wird. Die in der analogen Speichereinrichtung 12 gespeicherte analoge Bilddatenstruktur B wird in einer Vergleichseinrichtung 14 mit wenigstens einer Referenzdatenstruktur R, vorzugs weise einer Vielzahl von analogen Referenzdatenstrukturen R, verglichen und in eine analoge oder digitale Ausgangsdatenstruktur E_a abgebildet. Bei Vorliegen einer analogen Ausgangsdatenstruktur E_a kann eine Einrichtung 18 nachge schaltet sein, in der diese zur Weiterverarbeitung in eine digitale Ausgangs datenstruktur E_a umgewandelt wird. Die Ausgangsdatenstruktur E_a kann dabei eine einfache Aussage sein, mit der der Zustand des Objektes zu einem Zeitpunkt t+T zumindest hinsichtlich eines Teilaspektes wiedergegeben wird. Mit anderen Worten: Der Ergebnisraum kann eine geringere oder die gleiche Komplexität wie der Objektraum haben. So reicht es unter Umständen für Stauprognosen aus, eine Staugefahr in einem eng umschriebenen Gebiet vorherzusagen. Die Aus gangsdatenstruktur E_a ist somit in diesem Fall ein mehr oder weniger voll ständiges Bild eines zukünftigen Zustandes der Eingangsdatenstruktur E_i.This input data structure E _i is further processed in an imaging device 10 and converted into an analog image data structure B, which is temporarily stored in an analog storage device 12 . The analog image data structure B stored in the analog storage device 12 is compared in a comparison device 14 with at least one reference data structure R, preferably a multiplicity of analog reference data structures R, and mapped into an analog or digital output data structure E _a . If there is an analog output data structure E _a means 18 can be switched nachge in which it is converted for further processing in a digital output data structure E _a. The output data structure E _a can be a simple statement with which the state of the object at a point in time t + T is reproduced at least with regard to a partial aspect. In other words, the result space can be less or the same complexity as the object space. For example, it may be sufficient for traffic jam forecasts to predict a risk of traffic jams in a narrowly defined area. In this case, the output data structure E _a is a more or less complete picture of a future state of the input data structure E _i .

Zur Ermittlung der Ausgangsdatenstruktur E_a kann es erforderlich sein, eine Viel zahl von zeitlich aufeinander folgenden Eingangsdatenstrukturen E_i für die Ver gleichsoperationen auszuwerten. In diesem Falle können in der Speicherein richtung 12 mehrere aus den verschiedenen Eingangsdatenstrukturen E_i erzeugte Bilddatenstrukturen B vorübergehend gespeichert werden.To determine the output data structure E _a , it may be necessary to evaluate a large number of temporally successive input data structures E _i for the comparison operations. In this case, a plurality of image data structures B generated from the various input data structures E _i can be temporarily stored in the memory device 12 .

Die Vergleichseinrichtung 14 kann für die Durchführung des Vergleichs und dem Ermitteln des daraus abgeleiteten Vergleichsergebnisses zusätzlich ein herkömm liches analoges Rechenwerk 142 enthalten, in dem die Vergleichsoperation durch mathematische Operationen, beispielsweise Integration, Summation, Differenz bildung, ergänzt wird. The comparison device 14 can additionally contain a conventional analog arithmetic unit 142 for performing the comparison and determining the comparison result derived therefrom, in which the comparison operation is supplemented by mathematical operations, for example integration, summation, difference formation.

Gemäß Fig. 2 ist als Speichermedium für die analoge Bilddatenstruktur B eine elektrisch isolierende Folie 20 vorgesehen, auf die die Eingangsdatenstruktur E_i mit herkömmlichen Methoden der Elektronenstrahlerzeugung und -ablenkung übertragen und als ortsabhängige Ladungsträgerkonzentration gespeichert ist.Referring to FIG. 2, an electrically insulating film 20 is provided as a storage medium for the analog image data structure B to which the input data set E _i is transmitted with conventional methods of electron gun and deflection and stored as a position-dependent carrier concentration.

Ein Vergleich der auf diese Weise auf der Folie 20 gespeicherten Bilddaten struktur B mit einer Referenzdatenstruktur R kann beispielsweise dadurch erfol gen, daß die Gesamtzahl der auf der Folie 20 übertragenen Ladungsträger sowie die Gesamtzahl der in gleicher Weise auf einer Referenzfolie gespeicherten La dungsträger der Referenzdatenstruktur zum Aufladen von Kondensatoren heran gezogen und die sich ergebende Spannungsdifferenz in einem analogen Rechen werk weiterverarbeitet wird.A comparison of the image data structure B stored in this way on the film 20 with a reference data structure R can be carried out, for example, in that the total number of charge carriers transferred on the film 20 and the total number of charge carriers of the reference data structure stored in the same way on a reference film Charging capacitors and the resulting voltage difference is further processed in an analog arithmetic unit.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Figur ist die Folie 20 dünn und elastisch ausgestaltet und in einem homogenen, statischen elektrischen Feld E angeordnet. Entsprechend der unterschiedlichen Ladungskonzentration auf der Oberfläche der Folie 20 wird diese im elektrischen Feld unterschiedlich verformt, so daß die Ladungsträgerkonzentration als dreidimensionale Bilddatenstruktur sichtbar gemacht ist. Dies ist in der Figur durch Höhenlinien 22 veranschaulicht. Auf diese Weise wird ein kontinuierliches Abbild des Objektzustandes aus einem endlichdimensionalen Zustandsvektor erzeugt, ohne daß hierzu mathematische Operationen in einem Digitalrechner erforderlich sind. Im Beispielfall ist die zwei dimensionale Folie 20 selbst ein Abbild eines Flächengebietes, in dem das Wet tergeschehen erfaßt werden soll. Der nur in diskreter Form, d. h. für einzelne Meßorte vorliegende Zustandsvektor, beispielsweise der Luftdruck, wird in ein kontinuierliches Bild umgewandelt, dessen Datenstruktur ebenso wie der Zu standsvektor des Objektes 2, d. h. der Luftdruck an einer unendlichen Anzahl von Orten im Flächengebiet, eine unendliche Anzahl von Komponenten enthält. Dadurch kann ein realitätsgetreues Abbild erzeugt werden, dessen gesamtheit licher Informationsinhalt größer ist, als er bei digitalisierter Darstellung und nach folgender mathematischer Glättung wäre. In the preferred embodiment according to the figure, the film 20 is thin and elastic and arranged in a homogeneous, static electric field E. Corresponding to the different charge concentration on the surface of the film 20 , this is deformed differently in the electric field, so that the charge carrier concentration is made visible as a three-dimensional image data structure. This is illustrated in the figure by contour lines 22 . In this way, a continuous image of the object state is generated from a finite-dimensional state vector without the need for mathematical operations in a digital computer. In the example, the two-dimensional film 20 itself is an image of an area in which the weather is to be recorded. The state vector, e.g. air pressure, which is only available in discrete form, i.e. for individual measuring locations, is converted into a continuous image, the data structure of which, like the state vector of object 2 , i.e. the air pressure at an infinite number of locations in the area, is an infinite number of components. As a result, a realistic image can be generated, the total information content of which is greater than it would be in the case of digitized representation and after subsequent mathematical smoothing.

Parallel zu den Seitenkanten der Folie 20 sind jeweils einander gegenüberliegend Lichtquellen 30 bzw. Lichtempfänger 32 in matrixförmigen Arrays angeordnet. Mit Hilfe dieser Anordnung von Lichtquellen 30 und Lichtempfängern 32 kann die räumliche Form der Folie 20 in zwei zueinander senkrechten Achsen unmittelbar in ein Bit-Muster abgebildet werden, das jeweils einem Schattenriß parallel zu einer der Längskanten entspricht. Dieser Schattenriß enthält dann ebenfalls eine gesamtheitliche Information über die zugrundeliegende Eingangsdatenstruktur E_i.In parallel to the side edges of the film 20 , light sources 30 and light receivers 32 are arranged in matrix-shaped arrays opposite one another. With the aid of this arrangement of light sources 30 and light receivers 32 , the spatial shape of the film 20 can be imaged directly in two mutually perpendicular axes in a bit pattern which corresponds to a silhouette parallel to one of the longitudinal edges. This silhouette then also contains holistic information about the underlying input data structure E _i .

Anstelle einer elektrisch aufladbaren Folie kann auch eine mit einer Magnetschicht beschichtete Folie vorgesehen sein, die mit an sich bekannten Magnetschreib verfahren beschriftet wird. Mit einem homogenen, statischen Magnetfeld kann dann in analoger Weise eine Bilddatenstruktur mit Raumform erzeugt werden. Ein eventuell nach dem Rechenvorgang erforderliches Entmagnetisieren erfolgt durch übliche Entmagnetisierungsverfahren, beispielsweise durch eine Wechselstromentmagnetisierung.Instead of an electrically chargeable film, one with a magnetic layer can also be used coated film can be provided with the known magnetic writing procedure is labeled. With a homogeneous, static magnetic field an image data structure with spatial shape is then generated in an analogous manner. A any demagnetization required after the calculation process is carried out by Usual demagnetization processes, for example using a AC magnetization.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann als Speicher medium auch eine optisch transparente Folie vorgesehen sein, deren optische Eigenschaften, beispielsweise Transparenz, Brechungsindex, räumlich moduliert werden kann, so daß die Bilddatenstruktur durch ortsabhängige Eigenschaften der Folie dargestellt ist. Durch Belichten der Folie durch eine Lichtquelle kann dann die Eingangsdatenstruktur in eine Helligkeitsverteilung oder in einem modu lierten Lichtstrahl übergeführt werden.In a further advantageous embodiment of the invention can be used as a memory medium, an optically transparent film can also be provided, its optical Properties, for example transparency, refractive index, spatially modulated can be, so that the image data structure by location-dependent properties the slide is shown. By exposing the film to a light source then the input data structure in a brightness distribution or in a modu gated light beam.

Als Speichermedium kann auch eine matrixförmige oder lineare Anordnung von Spiegeln, beispielsweise auf einem Chip angeordnete Mikrospiegel, dienen. Die Bilddatenstruktur ist in diesem Fall als Spiegelposition oder -neigung gespeichert, die mittels eines Laserstrahls ausgelesen werden kann. A matrix-shaped or linear arrangement of Mirrors, for example micromirrors arranged on a chip, are used. The In this case, the image data structure is stored as a mirror position or inclination, which can be read out by means of a laser beam.

Die Eingangsdatenstruktur E_i kann in einer weiteren Ausführungsform auch in eine ein- oder eine mehrdimensionale elektrische Potentialverteilung umgesetzt werden. Mit einer solchen elektrischen Potentialverteilung können dann beispiels weise piezoelektrisch steuerbare Spiegel ausgerichtet werden. Diese Spiegel kön nen als matrixförmiges Array vorliegen und mit einem monochromatischen Licht strahl, vorzugsweise ein Laserstrahl, abgetastet werden. Der abhängig von der Spiegelneigung reflektierte Strahl trifft dann auf einen optischen Empfänger der die elektrische Potentialverteilung als optisches Bild, beispielsweise als Farb muster, wiedergibt. Dieser optische Empfänger dient dann als Speichermedium für die Bilddatenstruktur B. In a further embodiment, the input data structure E _i can also be converted into a one-dimensional or a multi-dimensional electrical potential distribution. With such an electrical potential distribution, for example, piezoelectrically controllable mirrors can then be aligned. These mirrors can be in the form of a matrix-like array and can be scanned with a monochromatic light beam, preferably a laser beam. The beam reflected depending on the mirror inclination then strikes an optical receiver which reproduces the electrical potential distribution as an optical image, for example as a color pattern. This optical receiver then serves as a storage medium for the image data structure B.

Reference list

11

Objekt
object

44th

Meßeinrichtung
Measuring device

66

Verarbeitungsstufe
Processing stage

88th

Recheneinrichtung
Computing device

1010th

Abbildungseinrichtung
Imaging device

1212th

analoge Speichereinrichtung
analog storage device

1414

Vergleichseinrichtung
Comparison device

1818th

Einrichtung
Facility

2020th

Folie
foil

2222

Höhenlinien
Contour lines

3030th

Lichtquelle
Light source

3232

Lichtempfänger
Light receiver

142142

analoges Rechenwerk
E_i analog arithmetic unit
E _i

Eingangsdatenstruktur
E_a Input data structure
E _a

Ausgangsdatenstruktur
X_j Output data structure
X _j

Meßpunkt
t Zeitpunkt
B Bilddatenstruktur
R Referenzdatenstruktur
Measuring point
t time
B Image data structure
R reference data structure

Claims

1. Computing device ( 8 ) for processing an input data structure (E _i ), with an imaging device ( 10 ) for mapping the input data structure (E _i ) into a multidimensional analog image data structure (B), with an analog storage device ( 12 ) for storing the analog Image data structure (B), and with a comparison device ( 14 ) for comparing the analog image data structure (B) with at least one analog reference data structure (R) and for mapping the comparison result into an output data structure (E _a ).

2. The computing device as claimed in claim 1, in which the imaging device ( 10 ) is designed to map an analog input data structure (E _i )

3. Computing device according to claim 1, in which the imaging device ( 10 ) is designed to map a digital input data structure (E _i )

4. Computing device according to claim 3, in which the imaging device ( 10 ) is preceded by a processing stage ( 6 ) for converting an analog input data structure (E _i ) into a digital input data structure (E _i ).

5. Computing device according to one of the preceding claims, with a device for converting an analog output data structure (E _a ) into a digital output data structure (E _a ).

6. Computing device according to one of the preceding claims, with an analog computing unit ( 142 ) for processing the analog image data structure (E _i ).

7. Computing device according to one of the preceding claims, in which the analog storage device ( 12 ) contains, as storage medium, an electrically insulating film ( 20 ) on which the image data structure (B) can be stored as a two-dimensional distribution of a charge carrier concentration.

8. Computing device according to claim 7, with a device for generating a substantially perpendicular to the surface of the insulating film ( 20 ) directional electrostatic field (E).

9. Computing device according to one of claims 1 to 7, in which the analog Storage device contains a magnetically writable storage medium.

10. Computing device according to claim 9, in which as a magnetically writable Storage medium is provided with a film coated with a magnetic layer.

11. Computing device according to one of claims 1 to 6, in which the analog Storage device an optically transparent and in its optical properties contains spatially modulatable film.

12. Computing device according to one of claims 1 to 6, in which the analog Storage device a matrix-shaped or linear arrangement of mirrors contains.

13. Computing device according to claim 11 or 12, in which the analog image data structure as a brightness distribution in a plane or along a degree.

14. Computing device according to one of claims 1 to 6, in which the analog Image data structure is present as an electrical potential distribution.

15. Computing device according to claim 14, in the piezoelectrically controllable Mirrors are provided with which the electrical potential distribution is optical is readable.

16. Computing device according to claim 12 or 15, in which for reading the Orientation of the mirror a laser is provided.