FR2628552A1 - CHARGE TRANSFER DEVICE FOR PROCESSING ANALOG DATA BLOCKS - Google Patents

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FR2628552A1 FR8802933A FR8802933A FR2628552A1 FR 2628552 A1 FR2628552 A1 FR 2628552A1 FR 8802933 A FR8802933 A FR 8802933A FR 8802933 A FR8802933 A FR 8802933A FR 2628552 A1 FR2628552 A1 FR 2628552A1
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Abstract

L'invention concerne le traitement de données analo- giques par blocs. Elle concerne notamment le traitement d'images. On cherche par exemple à effectuer un traitement de chaque pel par convolution des pels voisins d'un bloc de 5X5 pels avec un noyau de convolution. On utilise des lignes à retard sous forme de registres à décalage à transfert de charges et des filtres à transfert de charges à électrodes coupées. Pour économiser de la place, l'invention propose de réaliser un filtrage du type à électrodes coupées en coupant certaines électrodes des registres à décalage eux-mêmes. Par exemple, l'image à traiter comporte des lignes de P points et les registres à décalage sont des registres à P étages. Parmi ces P étages on utilisera 5 électrodes (puisqu'il s'agit de traiter des blocs de 5X5) que l'on coupera et que l'on reliera aux entrées d'un amplificateur AMP. On peut aussi prévoir sur une même puce de circuit intégré plusieurs convolutions différentes en utilisant d'autres électrodes des registres et en reliant ces autres électrodes à d'autres amplificateurs.The invention relates to the processing of analog data in blocks. It relates in particular to image processing. One seeks for example to carry out a treatment of each pel by convolution of the neighboring pels of a block of 5 × 5 pels with a convolution kernel. Delay lines are used in the form of charge transfer shift registers and cut-electrode charge transfer filters. To save space, the invention proposes to carry out filtering of the type with cut electrodes by cutting certain electrodes of the shift registers themselves. For example, the image to be processed comprises lines of P points and the shift registers are registers with P stages. Among these P stages, 5 electrodes will be used (since it involves processing 5 × 5 blocks) which will be cut and which will be connected to the inputs of an amplifier AMP. Several different convolutions can also be provided on the same integrated circuit chip by using other electrodes of the registers and by connecting these other electrodes to other amplifiers.

Description

DISPOSITIF A TRANSFERT DE CHARGESCHARGE TRANSFER DEVICE

POUR LE TRAITEMENT DE BLOCS DE DONNEES ANALOGIQUES  FOR PROCESSING ANALOG DATA BLOCKS

La présente invention concerne le traitement de données analogiques se présentant sous forme de signaux électriques. Elle concerne le traitement de données arrivant par blocs de n lignes de m données, et elle est applicable  The present invention relates to the processing of analog data in the form of electrical signals. It concerns the processing of data arriving in blocks of n rows of m data, and it is applicable

notamment au traitement analogique d'images.  in particular analog processing of images.

A titre d'exemple, l'invention s'applique au traitement d'images utilisant une fonction de convolution sur un bloc de données, c'est-à- dire une opération consistant à faire pour chaque bloc de nxm données la somme des  By way of example, the invention applies to the processing of images using a convolution function on a data block, that is to say an operation consisting of making for each block of nxm data the sum of

produits de chaque donnée par un coefficient respectif.  products of each given by a respective coefficient.

La figure 1 représente un schéma d'un dispositif de traitement analogique d'image apte à effectuer un traitement d'une image par un bloc de 5x5 coefficients, chaque point élémentaire d'image, ci-après dénommé pel, étant représenté par un signal analogique dont l'amplitude est proportionnelle à une quantité de  FIG. 1 represents a diagram of an analog image processing device able to perform a processing of an image by a block of 5 × 5 coefficients, each elementary image point, hereinafter referred to as pel, being represented by a signal analogue whose amplitude is proportional to a quantity of

lumière reçue par ce point image.light received by this image point.

On suppose que les pels de l'image arrivent ligne par ligne et séquentiellement dans chaque ligne, que l'image entière comporte N lignes de P points chacune, et que le traitement analogique est une convolution d'un bloc carré de 5x5 pels adjacents de l'image par une matrice de 5x5 coefficients. Cette convolution fournit un nouveau signal représentant une valeur de pel qui est par exemple destinée à être substituée à la valeur du pel central du bloc de 5x5. Le traitement de convolution pourra être effectué sur tous les pels de l'image (NxP pels), c'est-à-dire que la valeur de chaque pel d'image sera remplacée par le résultat de la fonction de convolution exécutée sur les 25 pels d'un bloc centré  It is assumed that the image's pels arrive line by line and sequentially in each line, that the entire image has N lines of P points each, and that the analog processing is a convolution of a square block of 5x5 adjacent pixels of the image by a matrix of 5x5 coefficients. This convolution provides a new signal representing a pel value which is for example intended to be substituted for the value of the central pel of the 5x5 block. The convolution processing can be performed on all the pixels of the image (NxP pels), that is to say that the value of each image pel will be replaced by the result of the convolution function executed on the 25 pels of a centered block

sur ce pel.on this pel.

Le bloc de pels est représenté sur la figure 1 sous forme de cases adjacentes réparties en cinq lignes Li à L5 de cinq cases chacune; le pel central est représenté en noir. Chaque case est affectée d'une valeur représentée par un signal analogique et ce signal doit être multiplié, pour faire la convolution, par un  The block of peels is represented in FIG. 1 in the form of adjacent boxes divided into five lines Li to L5 of five boxes each; the central pel is represented in black. Each box is assigned a value represented by an analog signal and this signal must be multiplied, to convolution, by a

coefficient bien déterminé d'un jeu de coefficients.  well-determined coefficient of a set of coefficients.

Un circuit qu'on peut utiliser pour faire ce traitement  A circuit that can be used to make this treatment

de signal est représenté sur la figure 1.  signal is shown in Figure 1.

Ce circuit comporte une entrée de signal analogique E, quatre lignes à retard LR1, LR2, LR3, LR4, et cinq  This circuit has an analog signal input E, four delay lines LR1, LR2, LR3, LR4, and five

filtres analogiques F1, F2, F3, F4, F5.  analog filters F1, F2, F3, F4, F5.

Les pels sont introduits à une fréquence  Pels are introduced at a frequency

d'échantillonnage fixe bien définie.  fixed sampling rate.

Chaque filtre traite cinq pels d'une même ligne simultanément et fournit un signal analogique qui est une somme des valeurs des cinq pels pondérées par cinq coefficients (en ligne) de la matrice de coefficients de convolution. Chaque filtre effectue donc une partie de la convolution et la convolution globale consiste à additionner les résultats des convolutions partielles  Each filter processes five pels of the same line simultaneously and provides an analog signal which is a sum of the five weighted pels values by five coefficients (in line) of the convolution coefficient matrix. Each filter therefore performs a part of the convolution and the global convolution consists in adding the results of the partial convolutions

effectuées sur les pels des cinq lignes d'un bloc.  performed on the pels of the five lines of a block.

Pour que l'addition des résultats des convolutions ait un sens, il faut bien que l'on additionne ces résultats en phase, c'est-à-dire que les résultats additionnés doivent correspondre à des groupes de pels d'un même bloc à traiter. Comme les pels arrivent séquentiellement non pas par lignes de cinq pels mais par lignes de P pels (P pouvant classiquement être de plusieurs centaines ou milliers de points), on retarde d'une durée de quatre lignes complètes de P pels chacune les pels de la première ligne Li du bloc à traiter avant de les traiter; on retarde d'une durée de trois lignes de P pels les pels de la ligne L2; on retarde d'une durée de deux lignes ceux de la ligne L3; on retarde d'une durée de une ligne ceux de la ligne L4, et enfin on traite directement sans les retarder les pels de la ligne L5. C'est le rôle des lignes & retard LR1 & LR4 de ralentir ainsi l'arrivée des pels aux filtres respectifs qui doivent les traiter. C'est pourquoi le filtre F5 qui effectue la convolution partielle des pels de la ligne L5 du bloc est directement connecté à l'entrée E du dispositif; le filtre F4 est connecté à la sortie de la ligne à retard LR1 dont l'entrée est reliée à l'entrée de signal E; le filtre F3 est connecté à la sortie de la ligne à retard LR2 dont l'entrée est connectée à la sortie de la ligne à retard LR1; le filtre F2 est connecté à la sortie de la ligne à retard LR3 dont l'entrée est connectée a la sortie de la ligne LR2; enfin, le filtre F1 est connecté à la sortie de la ligne à retard LR4 dont l'entrée est connectée à la sortie de  For the addition of the results of the convolutions to be meaningful, these results must be added in phase, ie the summed results must correspond to groups of pels in the same block. treat. As the pels arrive sequentially not by lines of five pels but by lines of P pels (P can classically be of several hundred or thousands of points), one delays by a duration of four complete lines of P pels each the pels of the first line Li of the block to be treated before treating them; the Pels of line L2 are delayed by a duration of three lines of P pels; two lines are delayed by those of line L3; the line L4 is delayed by one line, and finally the line L5 is processed directly without delaying them. It is the role of LR1 & LR4 delay lines to slow down the arrival of the pels to the respective filters that have to deal with them. This is why the filter F5 which performs the partial convolution of the pels of the line L5 of the block is directly connected to the input E of the device; the filter F4 is connected to the output of the delay line LR1 whose input is connected to the signal input E; the filter F3 is connected to the output of the delay line LR2 whose input is connected to the output of the delay line LR1; the filter F2 is connected to the output of the delay line LR3 whose input is connected to the output of the line LR2; finally, the filter F1 is connected to the output of the delay line LR4 whose input is connected to the output of

la ligne LR3.line LR3.

Les sorties des filtres F1 à FS sont appliquées aux entrées d'un sommateur ADD dont la sortie S constitue la sortie du dispositif de traitement de convolution. Cette sortie fournit des signaux analogiques échantillonnés à la fréquence d'introduction des pels sur l'entrée E. On sait réaliser des lignes à retard et des filtres sous  The outputs of the filters F1 to FS are applied to the inputs of an adder ADD whose output S is the output of the convolution processing device. This output provides analog signals sampled at the insertion frequency of the pels on the input E. It is known to make delay lines and filters under

forme de dispositifs à transfert de charge.  form of charge transfer devices.

Les lignes à retard sont alors des registres à décalage à transfert de charges constitués par une succession de groupes d'électrodes (quatre par exemple) constituant chacun un étage du registre. Les électrodes sont disposées transversalement à la direction de décalage des charges transportées, et elles se succèdent les unes  The delay lines are then charge transfer shift registers constituted by a succession of groups of electrodes (four for example) each constituting a stage of the register. The electrodes are arranged transversely to the direction of shift of the transported charges, and they succeed one another

à côté des autres dans cette direction de décalage. Les.  next to others in this direction of shift. The.

électrodes d'un groupe sont portées à des niveaux de potentiels variant périodiquement selon des phases bien déterminées les unes par rapport aux autres, les phases étant les mêmes pour les électrodes correspondantes des différents étages. Par exemple, dans un registre à décalage à transfert de charges biphasé, chaque étage comprend quatre électrodes consécutives qui sont successivement une première électrode de transfert, une première électrode de stockage, une deuxième électrode de transfert, et une deuxième électrode de stockage. Les potentiels appliqués aux électrodes peuvent prendre soit un niveau haut soit un niveau bas. Dans une première phase 41 un premier niveau de potentiel est appliqué à la première électrode de transfert et à la première électrode de stockage (pour tous les étages du registre), et l'autre niveau est appliqué aux deux autres électrodes de tous les étages; dans une deuxième phase 42, les potentiels sont inversés, ce qui assure le décalage des charges de la première électrode de stockage vers la deuxième électrode de stockage du même étage; dans une troisième phase e3 on applique à nouveau les potentiels comme à la première phase, et dans une quatrième phase 44 on les applique comme à la deuxième phase, ce qui assure le décalage des charges de la deuxième électrode de stockage vers la première électrode de stockage de  electrodes of a group are brought to levels of potentials periodically varying according to well-defined phases relative to each other, the phases being the same for the corresponding electrodes of the different stages. For example, in a two-phase charge transfer shift register, each stage comprises four consecutive electrodes which are successively a first transfer electrode, a first storage electrode, a second transfer electrode, and a second storage electrode. The potentials applied to the electrodes can take either a high level or a low level. In a first phase 41 a first potential level is applied to the first transfer electrode and the first storage electrode (for all the stages of the register), and the other level is applied to the other two electrodes of all the stages; in a second phase 42, the potentials are inverted, which ensures the shift of the charges from the first storage electrode to the second storage electrode of the same stage; in a third phase e3 the potentials are applied again as in the first phase, and in a fourth phase 44 they are applied as in the second phase, which ensures the shift of the charges from the second storage electrode to the first electrode of storage of

l'étage suivant.the next floor.

On connaît par ailleurs des filtres analogiques à transfert de charges, appelés filtres transversaux à électrodes coupées, dont la structure est très proche de celle d'un registre à décalage à transfert de charges biphasé. La structure générale d'un tel filtre est schématisée à la figure 2 pour un filtre transversal de cinq points; pour chaque étage du filtre, la construction présente encore consécutivement une première électrode de transfert, une première électrode de stockage, une deuxième électrode de transfert, et une deuxième électrode de stockage; mais: - d'une part l'une des deux électrodes de stockage de chaque étage est coupée transversalement en deux portions de surfaces différentes, la somme des surfaces étant la même pour toutes les électrodes de stockage coupées des différents étages; les proportions relatives des deux portions varient entre 0 et 1 selon l'étage considéré, relativement & la surface globale de l'électrode; ces proportions définissent des coefficients de convolution pour le filtre; si c'est la première électrode de stockage d'un étage du filtre qui est coupée, c'est alors la première électrode qui est coupée pour tous les étages du filtre; pour un filtre de cinq points, il y a cinq étages donc cinq électrodes de stockage coupées; elles sont désignées par ES1, ES2, ES3, ES4, ES5 sur la figure 2; les deuxièmes électrodes de stockage, non coupées, intercalées entre les électrodes coupées, sont désignées par ES'1 à ES'5 respectivement; les électrodes de transfert, entre une électrode coupée et un électrode non coupée, ne sont pas représentées pour ne pas surcharger la figure; - d'autre part toutes les parties supérieures des électrodes de stockage coupées sont reliées à une première entrée d'un amplificateur différentiel AMP, et toutes les parties inférieures de ces électrodes sont  There are also known charge transfer analog filters, called transverse cut electrode filters, whose structure is very close to that of a two-phase charge transfer shift register. The general structure of such a filter is shown schematically in FIG. 2 for a five-point transversal filter; for each stage of the filter, the construction still has consecutively a first transfer electrode, a first storage electrode, a second transfer electrode, and a second storage electrode; but: on the one hand, one of the two storage electrodes of each stage is cut transversely into two portions of different surfaces, the sum of the surfaces being the same for all the storage electrodes cut off from the different stages; the relative proportions of the two portions vary between 0 and 1 depending on the stage considered, relative to the overall surface of the electrode; these proportions define convolution coefficients for the filter; if it is the first storage electrode of a stage of the filter which is cut off, it is then the first electrode which is cut off for all the stages of the filter; for a five point filter, there are five stages so five storage electrodes are cut off; they are designated ES1, ES2, ES3, ES4, ES5 in Figure 2; the second storage electrodes, uncut, interposed between the cut electrodes, are designated ES'1 to ES'5 respectively; the transfer electrodes between a cut electrode and an uncut electrode are not shown so as not to overload the figure; on the other hand, all the upper parts of the cut storage electrodes are connected to a first input of a differential amplifier AMP, and all the lower parts of these electrodes are

reliées à une deuxième entrée de cet amplificateur.  connected to a second input of this amplifier.

Le signal d'entrée est constitué par des quantités de charge échantillonnées à une fréquence constante, qui rentrent sous la première électrode de stockage ESl puis sont décalées comme dans un-registre à décalage; à un instant donné, cinq échantillons de signal correspondant à cinq points d'un bloc de pels d'une ligne d'image peuvent donc être traités; l'amplificateur fournit un signal qui est proportionnel à la somme pondérée des cinq échantillons de charges situés sous les électrodes coupées, le coefficient de pondération étant compris entre -1 et i et étant défini, pour un échantillon donné, par la différence (signée) entre les surfaces des deux morceaux d'électrodes sous lesquels se situe cet  The input signal is constituted by load quantities sampled at a constant frequency, which go under the first storage electrode ES1 and then are shifted as in a shift register; at a given moment, five signal samples corresponding to five points of a pixel block of an image line can therefore be processed; the amplifier provides a signal which is proportional to the weighted sum of the five charge samples located under the cut electrodes, the weighting coefficient being between -1 and i and being defined, for a given sample, by the difference (signed) between the surfaces of the two pieces of electrodes under which this

échantillon de signal.signal sample.

Le signal de sortie de l'amplificateur est obtenu pendant une phase I'1 entre deux phases de transfert de charges, à un moment o des charges sont stockées sous les électrodes coupées; par exemple, dans un mode de lecture possible, la lecture est faite à la fin de la phase I1 pour laquelle le potentiel appliqué aux électrodes coupées est un potentiel de niveau haut; à ce moment, on interrompt l'application du potentiel de niveau haut aux électrodes coupées et on laisse flottant le potentiel de ces électrodes; le potentiel des grilles coupées prend alors une valeur proportionnelle à. la quantité de charges situées sous ces grilles, c'est- à-dire à la fois proportionnel à un échantillon de signal et à la surface de la grille coupée considérée; après la sommation, les potentiels des grilles de transfert et de stockage sont imposés à nouveau conformément à un cycle classique 42, 3, $4, I1, etc.,  The output signal of the amplifier is obtained during a phase I'1 between two charge transfer phases, at a time when charges are stored under the cut electrodes; for example, in a possible reading mode, the reading is made at the end of the phase I1 for which the potential applied to the cut electrodes is a high level potential; at this time, the application of the high level potential to the cut electrodes is interrupted and the potential of these electrodes is allowed to float; the potential of the cut grates then takes a value proportional to. the quantity of charges located under these grids, that is to say both proportional to a signal sample and to the surface of the cut gate considered; after summation, the potentials of the transfer and storage grids are re-imposed in accordance with a conventional cycle 42, 3, 4, 11, etc.,

de registre à décalage à transfert de charges.  load transfer shift register.

D'autres modes de lecture sont également possibles.  Other reading modes are also possible.

Selon l'invention, on propose de réaliser un dispositif de traitement de blocs de données utilisant à la fois des lignes à retard à transfert de charges et des filtres transversaux à électrodes coupées. Mais au lieu d'utiliser alors une structure de circuit de traitement telle que celle de la figure 1, l'invention propose d'utiliser certains étages de la ligne à retard comme filtres en coupant les électrodes de ces étages et en les commandant de manière appropriée, pour aboutir à une structure plus compacte et homogène, en profitant de la remarque qu'un filtre transversal & électrodes coupées n'altère pas les échantillons de signal qui le traversent mais retarde ces échantillons de la même  According to the invention, it is proposed to provide a data block processing device using both charge transfer delay lines and cross-cut electrode filters. But instead of using a processing circuit structure such as that of FIG. 1, the invention proposes using certain stages of the delay line as filters by cutting off the electrodes of these stages and by controlling them appropriate, to achieve a more compact and homogeneous structure, taking advantage of the remark that a transversal filter & cut electrodes does not alter the signal samples that pass through it but delays these samples of the same

manière qu'une ligne à retard à transfert de charges.-  way a charge transfer delay line.

Plus précisément l'invention propose un dispositif à transfert de charges pour le traitement par blocs de nxm données d'une matrice de NxP données analogiques, comprenant n-1 lignes à retard en cascade, chaque ligne à retard étant constituée par un registre à décalage de P étages à transfert de charges actionnés périodiquement à une fréquence d'introduction des données dans la première des lignes, chaque étage étant constitué de la succession d'au moins une électrode de transfert et une électrode de stockage, caractérisé en ce que m électrodes de stockage de chaque ligne à retard, situées entre l'entrée et la sortie de la ligne à des emplacements qui sont les mêmes pour toutes les lignes, sont des électrodes coupées en deux parties de surfaces relatives respectives x et l-x, avec x variable entre O et 1 selon l'électrode considérée, et sont reliées à l'entrée d'un amplificateur commun à toutes les mx(n-1)  More specifically, the invention proposes a charge transfer device for the nxm block processing data of an NxP matrix analog data, comprising n-1 cascaded delay lines, each delay line being constituted by a shift register P load transfer stages periodically actuated at a data input frequency in the first of the lines, each stage consisting of the succession of at least one transfer electrode and a storage electrode, characterized in that m electrodes of storage of each delay line, located between the input and the output of the line at locations which are the same for all the lines, are electrodes cut into two parts of respective relative surfaces x and lx, with x variable between O and 1 depending on the electrode considered, and are connected to the input of an amplifier common to all mx (n-1)

électrodes coupées des n-1 lignes à retard.  Electrodes cut from n-1 delay lines.

De préférence, l'amplificateur est un amplificateur différentiel, une première partie de chaque électrode coupée est reliée à une première entrée de l'amplificateur, et la deuxième partie de chaque électrode coupée est reliée & une deuxième entrée de l'amplificateur. En amont ou en aval de la cascade de lignes à retard on prévoira de préférence un filtre transversal supplémentaire' à m électrodes coupées reliées au même amplificateur, pour le traitement simultané de m échantillons supplémentaires de signal, soit au total un bloc de nxm données. Si le filtre supplémentaire est en amont, alors les m électrodes coupées des différentes lignes à retard sont en principe les m dernières électrodes des lignes; s'il est en aval, les m électrodes coupées sont au contraire en principe les m  Preferably, the amplifier is a differential amplifier, a first portion of each cut electrode is connected to a first input of the amplifier, and the second portion of each cut electrode is connected to a second input of the amplifier. Upstream or downstream of the cascade of delay lines, an additional transversal filter with m cut electrodes connected to the same amplifier will be provided for the simultaneous processing of m additional signal samples, ie a total of one block of n × m data. If the additional filter is upstream, then the m cut electrodes of the different delay lines are in principle the last m electrodes of the lines; if it is downstream, the m cut electrodes are, on the contrary, in principle the m

premières.first.

Il est particulièrement intéressant alors de prévoir sur une même puce de circuit-intégré des dispositifs de traitement multiples effectuant simultanément (ou presque) plusieurs convolutions différentes sur les blocs de nxm données, ou même sur des blocs différents de n'xm' données. Pour cela, on prévoit que parmi les n-i lignes à retard, n'-il de ces lignes à retard comportent chacune m' électrodes coupées, autres que les m déjà utilisées, situées entre l'entrée et la sortie de la ligne à des emplacements prédéterminés qui sont les mêmes pour les n' lignes, et reliées à un autre amplificateur. Par exemple on pourra réaliser ainsi sur la même puce de circuit-intégré, avec un encombrement limité, à la fois deux convolutions différentes de blocs de 5x5 données sur la même image, ou encore une convolution de blocs de x5 données et une convolution de blocs de 3x3 données. On remarquera que l'ensemble du dispositif effectue un traitement direct sur un signal analogique constitué par des quantités de charge, en minimisant le nombre de conversions tension/charge et charge/tension  It is therefore particularly advantageous to provide on the same integrated circuit chip multiple processing devices performing simultaneously (or almost) several different convolutions on the blocks of nxm data, or even on different blocks of n'xm 'data. For this purpose, it is expected that out of the no delay lines, none of these delay lines each comprise cut electrodes, other than the m already in use, situated between the input and the output of the line at locations predetermined ones which are the same for the n 'lines, and connected to another amplifier. For example, on the same integrated circuit chip, with a limited space requirement, two different convolutions of 5 × 5 blocks given on the same image, or a convolution of data blocks and a convolution of blocks can be realized on the same same chip. of 3x3 data. It will be noted that the entire device performs a direct processing on an analog signal consisting of charge quantities, minimizing the number of conversions voltage / charge and charge / voltage

nécessaires, donc le bruit introduit par le traitement.  necessary, therefore the noise introduced by the treatment.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention  Other features and advantages of the invention

apparaîtront à la lecture de la description détaillée  will appear on reading the detailed description

qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1, déjà décrite, représente une structure  which follows and which is made with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1, already described, represents a structure

connue de dispositif de traitement d'image.  known image processing device.

- la figure 2, déjà décrite, représente une structure connue de filtre à transfert de charges à électrodes coupées. - la figure 3 représente schématiquement une structure de dispositif de traitement d'images par blocs  - Figure 2, already described, shows a known structure of charge transfer filter with cut electrodes. FIG. 3 schematically represents a structure of a block image processing device

conforme à l'invention.according to the invention.

- la figure 4 représente un mode de réalisation permettant d'effectuer plusieurs traitements simultanés. Le dispositif de traitement visible à la figure 3 comporte donc à titre d'exemple quatre registres à décalage à transfert de charges LR1 à LR4, en cascade les unes derrière les autres. Chaque registre comprend P  - Figure 4 shows an embodiment for performing multiple simultaneous treatments. The processing device shown in FIG. 3 therefore comprises, by way of example, four charge transfer shift registers LR1 to LR4, cascading one behind the other. Each register includes P

étages si on traite des images de P points par ligne.  stages if images of P points are processed per line.

Dans une réalisation courante, chaque étage comprend une première électrode de transfert adjacente à une première électrode de stockage, suivies d'une deuxième électrode de transfert et une deuxième électrode de stockage, comme cela a été expliqué précédemment, et les phases d'application des potentiels à ces grilles sont celles qui ont été expliquées ci-dessus: phases 91, %2, 93, 14 o en pratique les phases 91 et 13 sont identiques, et les phases 42 et 44 sont identiques et complémentaires  In a current embodiment, each stage comprises a first transfer electrode adjacent to a first storage electrode, followed by a second transfer electrode and a second storage electrode, as explained above, and the application phases of the potential to these grids are those which have been explained above: phases 91,% 2, 93, 14 o in practice phases 91 and 13 are identical, and phases 42 and 44 are identical and complementary

des phases 41 et 43.phases 41 and 43.

Les premières électrodes de transfert des quatre registres sont toutes reliées entre elles et portées simultanément aux mêmes potentiels; les deuxièmes électrodes de transfert des quatre registres sont toutes reliées entre elles et commandées en opposition de phase  The first transfer electrodes of the four registers are all interconnected and carried simultaneously to the same potentials; the second transfer electrodes of the four registers are all interconnected and controlled in phase opposition

avec les premières.with the first ones.

Les deuxièmes électrodes de stockage sont toutes reliées entre elles et commandées en phase avec les deuxièmes  The second storage electrodes are all interconnected and controlled in phase with the second

électrodes de transfert.transfer electrodes.

Mais parmi les premières électrodes de stockage,. seules P-m électrodes sont toutes reliées entre elles et reliées à celles des autres registres pour être commandées en phase avec les premières électrodes de transfert. Les m autres électrodes de stockage, qui sont des électrodes coupées conformément à ce qui a été expliqué en référence à la figure 2 et qui sont à des emplacements qui se correspondent d'un registre à décalage à un autre, sont reliées entre elles mais commandées différemment des autres: dans l'exemple décrit, elles sont commandées en phase avec les premières électrodes de transfert à l'exception d'un intervalle de temps (phase I'1) pendant lequel elles sont laissées à un potentiel flottant; cet intervalle de temps a lieu à la fin d'une phase f1 de déversement de charges sous les électrodes coupées, comme expliqué en  But among the first storage electrodes ,. only P-m electrodes are all interconnected and connected to those of the other registers to be controlled in phase with the first transfer electrodes. The other storage electrodes, which are electrodes cut according to what has been explained with reference to FIG. 2 and which are at locations which correspond from one shift register to another, are interconnected but controlled. differently from the others: in the example described, they are controlled in phase with the first transfer electrodes except for a time interval (phase I'1) during which they are left at a floating potential; this time interval takes place at the end of a charge dumping phase f1 under the cut electrodes, as explained in FIG.

référence à la figure 2.reference to Figure 2.

Comme à la figure 2, les m électrodes sont reliées aux entrées d'un amplificateur différentiel AMP. Une entrée el est connectée par exemple à la partie supérieure des m électrodes coupées de tous les registres, et une autre entrée e2 est reliée à la partie inférieure des m  As in FIG. 2, the m electrodes are connected to the inputs of a differential amplifier AMP. An input el is connected for example to the upper part of the m cut electrodes of all the registers, and another input e2 is connected to the lower part of the m

électrodes des m registres.electrodes of the m registers.

Chaque ensemble d'électrodes coupées agit comme un filtre à m points et a été désigné par les références F1 & F4 respectivement sur la figure 3 pour les quatre registres LR1 à LR4. De plus, on a rajouté un groupe d'étages supplémentaires de filtrage F5, également à électrodes coupées reliées aux entrées de l'amplificateur AMP, pour filtrer également un échantillon de m points d'image n'ayant pas subi un  Each set of cut electrodes acts as a m-point filter and has been designated by the references F1 & F4 respectively in FIG. 3 for the four registers LR1 to LR4. In addition, a group of additional filter stages F5, also with cut electrodes connected to the inputs of the amplifier AMP, were added to also filter a sample of m image points that have not undergone a transformation.

retard d'une ou plusieurs lignes de P points.  delay of one or more lines of P points.

La sortie S de l'amplificateur fournit la somme pondérée des échantillons d'un bloc de cinq par cinq données de l'image de N lignes de P données, les coefficients de pondération étant, pour chaque donnée, la différence (avec son signe) entre les longueurs de la partie supérieure et la partie inférieure de l'électrode coupée sous laquelle se trouve a un instant donné la quantité  The output S of the amplifier provides the weighted sum of the samples of a block of five by five data of the image of N lines of P data, the weighting coefficients being, for each datum, the difference (with its sign) between the lengths of the upper part and the lower part of the cut electrode under which is at a given moment the quantity

de charges représentant cette donnée.  loads representing this data.

La figure 4 représente une autre réalisation de l'invention, dans laquelle on bénéficie encore plus de  FIG. 4 represents another embodiment of the invention, in which we benefit even more from

la réduction d'encombrement apportée par l'invention.  the reduction in size provided by the invention.

Dans cette autre réalisation, on veut faire simultanément un autre traitement de convolution du signal. A côté des m électrodes coupées de chaque registre, on a prévu m' autres électrodes coupées dans chaque registre. Ces m' électrodes constituent m' filtres désignés sur la figure 4 par F'Il a F'5. Les positions des m' électrodes coupées se correspondent entre elles d'un registre à l'autre. Ces m' électrodes sont commandées de la même manière que les m électrodes, mais elles sont reliées aux entrées d'un autre amplificateur différentiel AMP' qui fournit sur sa sortie S' un autre résultat de convolution. Le résultat de cette autre convolution est obtenu avec un retard de m périodes d'échantillonnage par rapport au résultat S portant sur les mêmes échantillons de signal. Ce retard peut être plus important si les m' électrodes coupées ne suivent pas immédiatement le groupe des m premières  In this other embodiment, it is desired to simultaneously perform another convolution processing of the signal. Next to the cut electrodes of each register, there are provided further cut electrodes in each register. These m 'electrodes constitute m' filters designated in Figure 4 by F'Il F'5. The positions of the m cut electrodes correspond between them from one register to another. These m 'electrodes are controlled in the same way as the m electrodes, but they are connected to the inputs of another differential amplifier AMP' which provides on its output S 'another convolution result. The result of this other convolution is obtained with a delay of m sampling periods with respect to the result S relating to the same signal samples. This delay may be greater if my cut electrodes do not immediately follow the group of first m

électrodes coupées.cut electrodes.

On peut envisager bien entendu qu'il y ait un troisième, un quatrième groupe d'électrodes coupées, etc. Chaque groupe fournit un résultat sur un amplificateur de sortie respectif, avec un décalage dans le temps  Of course, there may be a third, a fourth group of cut electrodes, etc. Each group provides a result on a respective output amplifier, with a time lag

entre chaque résultat.between each result.

S'il n'y a que deux groupes et qu'on veut obtenir les résultats de convolution pratiquement en même temps (à une demi-période d'échantillonnage près), on peut prévoir que pour le premier groupe de m électrodes les électrodes coupées sont les premières électrodes de stockage de m étages du registre et que pour le deuxième groupe, les électrodes coupées soient les deuxième électrodes de stockage des mêmes étages et non d'un groupe d'étages différent. Cela suppose alors que le premier groupe fournit un résultat de lecture pendant une phase I'1 à la fin d'une phase de stockage de charges sous les premières électrodes de stockage, et que le deuxième groupe fournit un résultat pendant une phase V'2 à la fin d'une phase de stockage de charges  If there are only two groups and we want to obtain the convolution results practically at the same time (within half a sampling period), we can predict that for the first group of m electrodes the cut electrodes are the first storage electrodes of m stages of the register and that for the second group, the cut electrodes are the second storage electrodes of the same stages and not of a different group of stages. This then assumes that the first group provides a reading result during a I'1 phase at the end of a charge storage phase under the first storage electrodes, and that the second group provides a result during a V'2 phase. at the end of a charge storage phase

sous les deuxième électrodes de stockage.  under the second storage electrodes.

Les différentes convolutions exécutées par les différents groupes d'électrodes coupées ne portent pas  The different convolutions performed by the different groups of cut electrodes do not carry

nécessairement sur des blocs de données de même taille.  necessarily on blocks of data of the same size.

La taille maximale en nombre de points par ligne de bloc est cependant limitée par le nombre de registres à  The maximum size in number of points per block line is however limited by the number of registers to

décalage (n-l) de P points qu'on a prévu.  offset (n-1) of P points that we expected.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Dispositif & transfert de charges pour le traitement de données par blocs de nxm données d'une matrice de NxP données analogiques, comprenant n-1 lignes à retard en cascade, chaque ligne à retard (LRl à LR4) étant constituée par un registre à décalage de P étages à transfert de charges actionnés périodiquement à une fréquence d'introduction des données dansla première ligne à retard, chaque étage étant constitué de la succession d'au moins une électrode de transfert et une électrode de stockage, caractérisé en ce que m électrodes de stockage de chaque ligne à retard, situées entre l'entrée et la sortie de la ligne à des emplacements qui sont les mêmes pour toutes les lignes, sont des électrodes coupées en deux parties de surfaces relatives x et l-x, avec x variable entre O et 1 selon l'électrode considérée, et sont reliées à l'entrée d'un amplificateur-sommateur (AMP) commun à toutes les  1. Device & charge transfer for data processing by nxm blocks data of an NxP matrix analog data, comprising n-1 cascaded delay lines, each delay line (LR1 to LR4) being constituted by a register shifted P charge transfer stages periodically actuated at a data input frequency in the first delay line, each stage consisting of the succession of at least one transfer electrode and a storage electrode, characterized in that m storage electrodes of each delay line, located between the input and output of the line at locations that are the same for all lines, are electrodes cut into two parts of relative surfaces x and lx, with variable x between 0 and 1 depending on the electrode in question, and are connected to the input of an amplifier-summator (AMP) common to all mx(n-l) électrodes coupées des n-1 lignes.  mx (n-1) electrodes cut from the n-1 lines. 2. Dispositif de traitement de données selon la revendication 1, caractérisé en ce que en amont ou en aval de la cascade de lignes à retard (LRl à LR4), est prévu un filtre transversal (F5) à électrodes coupées actionné à la même fréquence que les registres à décalage, les électrodes coupées de ce filtre étant  Data processing device according to claim 1, characterized in that upstream or downstream of the delay line cascade (LR1 to LR4) is provided a transverse filter (F5) with cut electrodes actuated at the same frequency that the shift registers, the cut electrodes of this filter being reliées à l'entrée du même amplificateur.  connected to the input of the same amplifier. 3. Dispositif de traitement de données selon l'une des  3. Data processing device according to one of the revendications 1 et 2, caractérisé en ce que parmi les  claims 1 and 2, characterized in that among the n-1 lignes à retard, il est prévu n'-I lignes (n'inférieur ou égal à n) possédant m' électrodes coupées autres que les m électrodes déjà mentionnées, situées entre l'entrée et la sortie des lignes à des emplacements qui sont les mêmes pour toutes les lignes et reliées à l'entrée d'un autre amplificateur-sommateur.  n-1 delay lines, there are provided n-I lines (no less than or equal to n) having m 'cut electrodes other than the m electrodes already mentioned, located between the input and the output of the lines at locations which are the same for all lines and connected to the input of another amplifier-summator. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque étage des registres & transfert de charge comporte une succession de quatre électrodes qui sont respectivement une première électrode de transfert, une première électrode de stockage, une deuxième électrode de transfert et une deuxième électrode de stockage, et en ce que les m électrodes coupées sont des premières électrodes de stockage et les m' électrodes coupées sont des deuxièmes électrodes de stockage des mêmes étages4. Device according to claim 3, characterized in that each stage of the load transfer registers comprises a succession of four electrodes which are respectively a first transfer electrode, a first storage electrode, a second transfer electrode and a second electrode. storage, and in that the m cut electrodes are first storage electrodes and the m 'cut electrodes are second storage electrodes of the same stages que les m électrodes coupées.than the m cut electrodes. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4,  5. Device according to one of claims 1 to 4, caractérisé en ce que les électrodes coupées comportent une partie supérieure de surface relative x et une partie inférieure de surface relative l-x, en ce que les parties supérieures de toutes les électrodes coupées des différents registres sont reliées à une première entrée d'un amplificateur différentiel, et les parties  characterized in that the cut electrodes have a relative top surface portion x and a relative surface bottom portion 1x, in that the top portions of all cut electrodes of the different registers are connected to a first input of a differential amplifier, and the parties inférieures à une deuxième entrée de cet amplificateur.  less than a second input of this amplifier.
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US3935439A (en) * 1974-07-12 1976-01-27 Texas Instruments Incorporated Variable tap weight convolution filter
US4403299A (en) * 1981-02-25 1983-09-06 General Electric Company Surface charge correlator
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