СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ТЕЛЕВИЗИОННОМ ЭКРАНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H04N7/08 

Изобретение относится к области телевизионных систем, в частности к телевизионным системам с цифровой обработкой изображений, обеспечивающей больший комфорт телезрителям при наличии нескольких источников телевизионных сигналов.

В области телевизионных систем известно множество технических решений, направленных на контроль одним оператором сразу нескольких объектов, получение на одном телевизионном экране дополнительной информации об объекте или в более удобном виде. В частности, в патенте США N 4654703 описана система наблюдения с помощью телевизионной камеры, приводимой в движение реверсивным двигателем, в патенте WO 89/02203 описана телевизионная система с двумя телекамерами, одна из которых дает общий вид, а другая крупный план, который на экране воспроизводится внутри общего. Первое из этих решений имеет тот недостаток, что используются механические средства привода телекамеры и требуется надежная обратная связь для управления телекамерой. Второе решение обеспечивает лишь фиксированное сочетание двух изображений. Имеются попытки (например, патент EP N 00287333) управлять телевизионным изображением, создавая эффект наезда с помощью схемных средств. В результате реализуется возможность увеличивать или уменьшать масштаб изображения. Однако при этом на экране воспроизводится изображение от одного источника и дополнительной информации об объекте получить нельзя. Имеется ряд телевизионных систем, в которых на экран выводится сразу несколько изображений. Например, в патенте EP N 0267020 описано устройство выбора телевизионных каналов, которое обеспечивает одновременный вывод на экран девяти изображений, одно из которых движущееся, а другое неподвижное. Наиболее близким техническим решением к настоящему изобретению является система для воспроизведения нескольких изображений (патент США N 4745479). Эта система обеспечивает вывод на телевизионный экран одновременно четырех движущихся изображений от четырех, в общем случае независимых друг от друга источников. Однако эта система не дает телезрителю возможности управления изображением, она лишь обеспечивает возможность просмотра нескольких изображений фиксированных размеров и расположения.

Отмеченные недостатки известных технических решений призвано устранить, по меньшей мере частично, настоящее изобретение.

Целью настоящего изобретения является разработка способа и устройства управления изображением на телевизионном экране, обеспечивающих телезрителю возможность:
одновременного наблюдения на одном телевизионном экране нескольких движущихся изображений от несинхронизированных, в общем случае, друг с другом источников с возможностью выбора количественного и качественного состава матрицы изображений, выводимых на экран;
осуществления практически плавного перемещения зоны просмотра (условно рамки телевизионного экрана) по заранее заданной матрице изображений, что обеспечивает развертку панорамы при трансляции по нескольким каналам изображения одной сцены или одного объекта или постепенное переключение на просмотр других программ;
выбора степени сжатия, т.е. масштаба изображений на телевизионном экране, что позволяет переходить от крупных планов к общим и обратно при передаче фрагментов одной сцены или одного объекта по нескольким каналам или изменять число изображений, выводимых на экран одновременно.

Таким образом, настоящее изобретение рассчитано, во-первых, на расширение технических возможностей наблюдения за объектом с помощью множества стандартных телекамер без использования механических приводов или широкоформатных камер, причем в роли режиссера выступает телезритель, выбирающий по своему желанию для просмотра на экране нужный фрагмент панорамы в нужном масштабе или всю панораму целиком, и, во-вторых, на создание телезрителю дополнительного комфорта за счет возможности одновременного просмотра группы телевизионных программ и плавного переключения с одной на другую.

Указанные цели достигаются путем дискретизации полного телевизионного сигнала изображения и формирования в запоминающем устройстве на кадр составного изображения, подлежащего в данный момент выводу на телевизионный экран. Составное изображение при этом формируется как фрагмент прямоугольной матрицы изображений нескольких телевизионных программ. Расположение изображения данной программы (или его фрагмента) в составном изображении зависит от горизонтального и/или вертикального смещения, а степень сжатия изображений от соответствующей величины степени сжатия, причем эти три величины задаются телезрителем с устройства задания сжатия и смещения (УЗСС).

При нулевых горизонтальном и вертикальном смещениях на экран выводится начальный фрагмент матрицы изображений, например изображение 5-й программы. При степени сжатия, равной единице, т.е. отсутствии сжатия, изображение кадра занимает весь экран, т.е. идет просмотр одной программы в обычном режиме. При появлении, например, положительного смещения по горизонтали, в рамке телевизионного экрана справа появляется часть изображения смежной 6-й программы, а левая часть изображения 5-й программы уходит влево за пределы экрана. Таким образом, задавая горизонтальное смещение, мы как бы перемещаем рамку экрана по заранее заданной матрице изображений влево или вправо, задавая смещение по вертикали вверх или вниз, а задавая одновременно горизонтальное и вертикальное смещения, мы, условно говоря, перемещаем рамку экрана в диагональном направлении. Такая процедура при передаче по смежным каналам фрагментов одной панорамы обеспечивает просмотр этой панорамы по частям, т.е. с помощью крупных планов. Переход к более мелким планам, а также к общему плану осуществляется заданием степени сжатия изображений, отличной от 1, например 2 или 3. При этом в составное изображение записываются соответственно, лишь каждый второй или каждый третий элемент изображения в строке и каждая 2-я или каждая 3-я строка в кадре изображения данной программы, входящего в составное изображение.

Размер матрицы изображений (по количеству последних) ограничен, по существу, лишь проектными характеристиками создаваемого устройства, а конкретный набор и расположение программ в матрице определяет телезритель путем настройки перед просмотром. Размер матрицы также определяет максимальные величины смещений и степени сжатия. При максимальном смещении в любом направлении на экран выводится отдаленная от центра граница крайнего изображения в матрице в этом направлении. При максимальной степени сжатия на экран полностью выводится вся матрица изображений.

На фиг. 1а показана схема, показывающая относительное положение рамки телевизионного экрана и матрицы изображений при отсутствии сжатия (ССЖ 1) и нулевых смещениях; на фиг. 1б схема, показывающая относительное положение рамки телевизионного экрана и матрицы изображений при ССЖ 1 и ненулевых смещениях; на фиг. 1в схема в масштабе 2:1 по отношению к фиг. 1а, 1б, показывающая относительное положение рамки телевизионного экрана и матрицы изображений при ССЖ 2 и нулевых смещениях; на фиг. 1г схема в масштабе 2:1 по отношению к фиг. 1а, 1б, показывающая относительное положение рамки телевизионного экрана и матрицы изображений при ССЖ 2 и ненулевых смещениях; на фиг. 1д схема в масштабе 3:1 по отношению к фиг. 1а, 1б, показывающая относительное положение рамки телевизионного экрана и матрицы изображений при ССЖ 3 и нулевых смещениях4 на фиг. 2 блок-схема первого предпочтительного варианта устройства управления изображением; на фиг. 3 блок-схема части тракта данных схемы фиг. 2; на фиг. 4а-4д временные диаграммы записи цифровых данных элементов изображений в запоминающее устройство на кадр для случаев соответственно фиг. 1а-1д; на фиг. 5 временная диаграмма работы запоминающего устройства на кадр; на фиг. 6 блок-схема второго предпочтительного варианта устройства управления изображением.

На фиг. 1а изображены матрица изображений 3 х 3 (тонкими линиями) и начальное положение рамки телевизионного экрана (утолщенными линиями) при отсутствии смещений и сжатия изображений. В матрице каждое изображение имеет номер, соответствующий его номеру канала (программы). Положение изображения (кадра программы) в матрице определяется его начальными горизонтальным (x) и вертикальным (y) адресами. Например, на фиг. 1а для программы N 5 при отсутствии сжатия изображений (ССЖ 1) начальный адрес имеет вид (x 0, y 0). Начальные адреса изображений остальных программ имеют положительные или отрицательные смещения относительно изображения программы N 5. В составное изображение, выводимое на экран (на всех фиг. 1 его границы, совпадающие с рамкой телевизионного экрана, изображены утолщенными линиями), входят элементы изображений с адресами в интервалах (0, K_мах) и (0, M_мах), где K_мах максимальный адрес элемента в строке составного изображения, а M_мах максимальный номер строки в полукадре составного изображения. Соответствующие адреса являются разрешенными для записи данных в запоминающее устройство на кадр, в котором формируется составное изображение. Адрес записи элемента изображения определяется как сумма начального адреса изображения данной программы при данной степени сжатия изображений, текущего адреса в кадре изображения данной программы и горизонтального смещения (ГСМ) и/или вертикального смещения (ВСМ), задаваемых телезрителем с устройства задания сжатия и смещения (УЗСС). Величины смещений в данном случае (при ССЖ 1) находятся в диапазонах значений (-X_мах, +X_мах) и (-Y_мах, +Y_мах). Таким образом, для программы N 5 при ССЖ 1 и отсутствии смещений (ГСМ 0 и ВСМ 0) все элементы ее изображения попадут в составное изображение. При этом на экран будет выведено только одно изображение, соответствующее программе N 5, причем полностью.

Обратимся теперь к фиг. 1б. При наличии смещений рамки экрана относительно начального положения, например (-X₁ и +Y₁), что соответствует ГСМ +Х и ВСМ -Y₁, в составное изображение попадет лишь часть элементов изображения N 5, которые имеют текущие адреса в диапазонах значений (0, x₁) и (M_мах-y₁, M_мах), причем в составном изображении они займут адреса в диапазоне значений (K_мах-x₁, K_мах) и (0, M_мах-y₁). В то же составное изображение при этом войдут части еще трех изображений: N 4, 7, 8. Элементы этих частей имеют соответственно текущие адреса в диапазонах значений (x₁, K_мах) и (y₁, M_мах), (x₁, K_мах) и (О, M_мах-y₁), (0, x₁) и (M_мах-y₁), а адреса в составном изображении в диапазонах значений, соответственно, (0, х₁) и (О, M_мах-у₁), (0, x₁) и (M_мах-у₁, M_мах), (K_мах-x₁, K_мах) и (M_мах-у₁, M_мах).

Аналогично, при задании смещения рамки экрана (+X₂ и -Y₂ -Y_мах), что соответствует ГСМ -X₂ и ВСМ +Y_мах, в составное изображение будут записаны части изображений N 2 и 3, элементы которых имеют текущие адреса в интервалах значений, соответственно, (x₂, K_мах) и (0, M_мах), (0, x₂) и (0, M_мах), а адреса в составном изображении соответственно, (0, K_мах-x₂) и (О, M_мах), (K_мах-x₂, K_мах) и (0, M_мах).

На фиг. 1в и 1г изображены матрицы изображений при степени сжатия ССЖ 2, т.е. изображения сжаты и по горизонтали, и по вертикали вдвое. Однако масштаб фиг. 1в и 1г составляет 2:1, т.е. является увеличенным. Поэтому размеры матрицы на чертежах остались прежними, а увеличиваются в 2 раза лишь размеры экрана, что позволяет отобразить реальное соотношение кадров программ и телевизионного экрана и в то же время сохранить компактность чертежей. На фиг. 1в показано положение рамки телевизионного экрана относительно матрицы изображений, а также вид составного изображения на телевизионном экране при сжатии изображения в 2 раза и отсутствии смещений как горизонтального, так и вертикального. В этом случае в составное изображение полностью входит изображение N 5 и частично остальные 8 изображений. Начальные адреса изображений в этом случае отличаются от фиг. 1а (при ССЖ 1) и составляют, например, для изображения N 5: х K_мах/4 +X_мах и y M_мах/4 +Y_мах, а для изображения N 1: x -K_мах/4 и у -M_мах/4, а для изображения N 9: x 3/4 K_мах и у 3/4 M_мах). При наличии смещений (фиг. 1г), например (-X₁ и +Y₁), в составное изображение полностью и исключительно входят изображения N 4, 5, 7 и 8. При этом они будут занимать в составном изображении диапазоны адресов, соответственно (0, К_мах/2) и (0, М_мах/2), (К_мах/2, К_мах) и (0, М_мах/2), (0, К_мах/2) и (М_мах/2 М_мах), (К_мах/2, К_мах) и (М_мах/2, М_мах). Величина смещения на фиг. 1в и 1г может изменяться в диапазоне (-X_мах, +X_мах) и (-Y_мах, +Y_мах).

На фиг. 1д изображены матрица изображений и рамка телевизионного экрана при ССЖ 3, т.е. изображения сжаты в 3 раза и по горизонтали, и по вертикали. Масштаб фиг. 1д составляет 3:1 по отношению к фиг. 1а и 1б, т.е. размеры увеличены втрое. При ССЖ 3 на экран выводится вся матрица изображений 3 x 3. Начальные адреса при этом соответственно изменяются. Например, изображение N 1 имеет начальный адрес (х 0, у 0), а изображение N 16 адрес (2/3 К_мах, 1/3 М_мах).

На фиг. 2 изображена блок-схема первого предпочтительного варианта осуществления устройства 200 управления изображением (УУИ). В состав УУИ входят нижеперечисленные схемы и устройства, соединенные указанными связями:
схема 201 приема и демодулирования телевизионных сигналов (ПТС), которая содержит 9 одинаковых каналов 202, каждый из которых содержит известные схемы тракта изображения телевизионного приемника;
схемы 203 счетчиков адреса (СЧА(1) -СЧА(9)), входы которых соединены с выходами соответствующих схем 202, причем каждая схема 203 включает в себя известную схему выделения из полного телевизионного сигнала кадрового синхроимпульса (КСИ) и строчного синхроимпульса (ССИ), а также три пары счетчиков горизонтального и вертикального адресов, выходы которых являются выходами схемы 203;
селекторы 204 счетчиков адреса (ССЧ(1) ССЧ(9)), информационные входы которых соединены с соответствующими выходами схем 203;
устройство 205 задания сжатия и смещения (УЗСС), в состав которого входят схема 206 задания степени сжатия (ССЖ), схема 207 задания горизонтального смещения (ГСМ) и схема 208 задания вертикального смещения (ВСМ). Выход схемы 206 соединен с управляющими входами селекторов 204;
схемы 209 регистров начальных адресов (РНА(1) РНА(9)), каждая из которых содержит три регистра начальных адресов по одному для каждой степени сжатия изображений;
селекторы 210 начальных адресов (СНА(1) СНА(9)), информационные входы которых соединены с выходами соответствующих регистров схем 209, а управляющие входы с выходом схемы 206 УЗСС;
сумматоры 211 адресов (СМА(1) СМА(9)), каждый из которых содержит два сумматора горизонтального и вертикального адреса, а также регистр адреса (не показаны), имеет два входа, соединенных соответственно с выходами соответствующих схем 204 и 210, и пару входов, соединенных с выходами схем 207 и 208. Сумматоры 211 имеют адресные выходы и выходы переноса;
селектор 212 адреса (СА), информационные входы которого соединены с соответствующими адресными выходами схем 211, а стробирующие входы с выходами переноса схем 211, причем адресные выходы схем 211 являются выходами указанных выше регистров адреса, входящих в состав схем 211.

Коммутатор 213 адреса (КА), первый вход которого соединен с выходом селектора 212, а второй вход с выходом устройства 214 управления и синхронизации (УУС);
схемы 215 алфавитно-цифрового преобразования (АЦП(1) АЦП(9)), входы которых соединены с выходами соответствующих схем 202;
схемы 216 последовательно-параллельного преобразования (РПС(1) РПС(9)), последовательные входы которых соединены с выходами соответствующих схем 215;
селекторы 217 регистров последовательно-параллельного преобразования (СПС(1) СПС(9)), информационные входы которых соединены с параллельными выходами соответствующих схем 216, а управляющие входы с выходом схемы 206 УЗСС 205. Селектор 217 содержит регистр данных, параллельный выход которого является выходом селектора 217 (регистр данных на фиг. 2 не показан);
селектор 218 данных (СД), информационные входы которого соединены с выходами соответствующих схем 217, а стробирующие входы с выходами переноса соответствующих схем 211;
запоминающее устройство 219 на кадр (ЗУ), адресный вход которого соединен с выходом коммутатора 213, а вход данных с выходом селектора 218;
схема 220 параллельно-последовательного преобразования (ПР), параллельный вход которой соединен с выходом данных ЗУ 219;
схема 221 цифроаналогового преобразования, вход которой соединен с последовательным выходом схемы 220;
схема 222 суммирования (СМ), первый вход которой соединен с выходом схемы 221, а второй вход с соответствующим выходом устройства 214 управления и синхронизации. Выход схемы 222 является выходом устройства 200 управления изображением;
схемы 204, 210-213, 217-222, объединенные в блок 223 формирования составного изображения (БФСИ);
устройство 224 настройки матрицы изображений (УНМИ), подключенное ко входу настройки схемы 201, представляющее собой известный вариант модуля настройки к селекторам каналов.

На фиг. 3 более подробно изображена часть тракта данных схемы 220. Далее позиционные обозначения элементов схем, одних и тех же для данного чертежа и чертежа фиг. 2, будут иметь совпадающие две последние цифры и отличаться первой цифрой, которая соответствует номеру чертежа. Каждая схема РПС 316 содержит по три регистра, каждый из которых состоит, в свою очередь, из пяти 8-разрядных двоичных регистров (325-329, 330-334, 335-339). 40-разрядный параллельный выход каждого регистра соединен с информационным входом соответствующей схемы 317.

ЗУ 319 состоит из двух запоминающих устройств 340 и 341 (ЗУ1 и ЗУ2), каждое из которых рассчитано на хранение в цифровом виде по меньшей мере полукадра составного изображения, включающего в себя 288 строк по 720 элементов в строке, причем каждый элемент отображается 8-разрядным двоичным цифровым кодом. В состав ЗУ 319 входят два коммутатора 342 и 343 данных (КД1 и КД2). Вход КД1 подключен к выходу схемы 318, а выходы к входам данных ЗУ1 и ЗУ2. Входы КД2 подключены к выходам данных ЗУ1 и ЗУ2, а выход является выходом ЗУ 319.

Внутренняя структура схем 204 и 210 аналогична структуре схем 217, а схемы 212 структуре схемы 218 и отличается лишь разрядностью.

Рассмотрим теперь работу УУИ, изображенного на фиг. 2 и 3. Схема ПТС 201 выделяет из принимаемого антенной радиочастотного телевизионного сигнала с помощью 9 селекторов каналов, настраиваемых посредством УНМИ 224, сигналы изображения соответствующей программы. (Сигналы звукового сопровождения не являются объектом рассмотрения в данном изобретении). Принятые по каждому из каналов сигналы поступают на схемы 203 счетчиков адреса. В схемах 203 с помощью амплитудного селектора происходит выделение синхронизирующих сигналов строк (здесь и далее строчные синхроимпульсы для данной программы будут обозначаться как ССИП, а строчные синхроимпульсы для составного изображения
как ССИ) и полей (кадровых синхроимпульсов, которые для изображений данных программ будут обозначаться как КСИП, а для составного изображения как КСИ). ССИП служит для сброса в начальное (нулевое) состояние трех счетчиков горизонтального, а КСИП трех счетчиков вертикального адреса, входящих в состав схем 203 (на фиг. 2 и 3 не показаны). Каждая из трех пар указанных счетчиков адреса предназначена для подсчета текущего адреса элемента изображения данной программы в кадре соответствующей программы. При этом первая пара указанных счетчиков служит для подсчета текущего адреса при степени сжатия, равной единице (ССЖ 1). С учетом того, что в данном варианте УУИ по одному адресу производится запись сразу пяти элементов изображения, первый счетчик горизонтального адреса считает каждый пятый тактовый импульс (ТИ), т.е. на его вход подаются импульсы ТИ/5. Первый счетчик вертикального адреса (ССЖ 1) подсчитывает каждую строку кадра изображения данной программы. Для второй пары указанных счетчиков (ССЖ 2) эти показатели таковы: на вход счетчика горизонтального адреса подаются импульсы ТИ/10, а счетчик вертикального адреса считает каждую вторую строку кадра. Для третьей пары указанных счетчиков (ССЖ 3): на вход счетчика горизонтального адреса подаются импульсы ТИ/15, а счетчик вертикального адреса считает каждую третью строку кадра. Таким образом, для счетчиков вертикального адреса входными являются соответственно импульсы ССИП, ССИП/2 и ССИП/З. Минимальная разрядность первого счетчика горизонтального адреса составляет для данного варианта УУИ 8 двоичных разрядов, что обеспечивает требуемые 144 горизонтальных адреса, а первого счетчика вертикального адреса 9 двоичных разрядов, что обеспечивает требуемые 288 вертикальных адресов. Соответственно, для второй пары счетчиков эти показатели составляют 7 и 8 двоичных разрядов, а для третьей пары -6 и 7 двоичных разрядов.

Селекторы 204 в зависимости от степени сжатия изображений пропускают на первые входы соответствующих схем 211 сумматора адреса текущий адрес с одной из трех пар счетчиков соответствующей схемы 203.

На вторые входы схем 211 подаются данные с соответствующих регистров начальных адресов соответствующих схем 209, селектируемых схемами 210 в зависимости от степени сжатия изображений. Разрядность регистров схем 209 больше разрядности соответствующих счетчиков горизонтального и вертикального адресов на один двоичный разряд как минимум, поскольку должна обеспечивать выдачу как положительных, так и отрицательных начальных адресов кадра данной программы в матрице изображений.

На третьи входы схем 211 подаются горизонтальные и вертикальные смещения с соответствующих схем 207 и 208 УЗСС 205. Минимальная разрядность реверсивного счетчика, составляющего основу схемы 207 ГСМ, равна 9 двоичным разрядам, реверсивного счетчика, составляющего основу схемы 208 ВСМ, равна 10 двоичным разрядам, поскольку должна обеспечить выдачу соответствующих положительных и отрицательных смещений. Схема 206 задания степени сжатия выдает по меньшей мере 2-битовый выходной сигнал, обеспечивающий задание требуемых трех степеней сжатия изображений.

Таким образом, каждый сумматор горизонтального (вертикального) адреса, входящий в состав схемы 211, суммирует три величины: текущий горизонтальный (вертикальный) адрес, начальный горизонтальный (вертикальный) адрес и горизонтальное (вертикальное) смещение. В результате в регистр адреса схемы 211 записывается адрес (состоящий из двух частей горизонтального и вертикального адресов) записи элементов изображения данной программы в ЗУ 219, который соответствует адресу этих элементов в составном изображении, подлежащем выводу на экран. При этом схема 211 обеспечивает нулевой сигнал на выходе переноса при адресе записи, находящемся в пределах кадра составного изображения, т.е. от 0 до 143 для горизонтального адреса и от 0 до 287 для вертикального адреса. При выходе адреса записи за пределы указанного диапазона на выход схемы 211 выдается единичный сигнал переноса, который в инверсном виде подается на соответствующие стробирующие входы селектора 212 адреса и селектора 218 данных (на фиг. 3, соответственно, 318 для селектора данных), препятствуя прохождению адреса записи элементов изображения данного канала через селектор 212 адреса и самих цифровых данных элементов изображения указанного канала через селектор 218 (318) данных.

Принятые по каждому из каналов 202 телевизионные сигналы поступают кроме схем 203 также и на соответствующие схемы 215 АЦП. Схемы 215 преобразуют аналоговые сигналы изображений по каждому из указанных каналов в 8-разрядный цифровой двоичный код, который параллельно записывается в первый регистр, состоящий из восьми двоичных разрядов, из пяти таких регистров, образующих регистр последовательно-параллельного преобразования. Таких регистров три: для ССЖ 1 (325-329), ССЖ 2 (330-334) и ССЖ 3 (335-339). Запись цифрового кода производится в регистр 325 цифрового кода каждого элемента изображения, в регистр 330 каждого второго элемента изображения каждой второй строки, а в регистр 335 каждого третьего элемента изображения каждой третьей строки. Это обеспечивается соответствующими управляющими синхроимпульсами с УУС 214, соответственно, ТИ, ТИ/2 СИ/2, ТИ/З СИ/З, где СИ импульс разрешения записи каждой строки. Каждая запись в регистры 325, 330 и 335 приводит к параллельному переносу информации в смежные регистры, а из регистров 329, 334, 339 информация теряется (перенос происходит слева направо, т.е. происходит сдвиг на один разряд влево 8-разрядного параллельного двоичного кода в 5-разрядном последовательном регистре схемы последовательно-параллельного преобразования).

В зависимости от степени сжатия изображений, по сигналам ТИ/5, ТИ/10 или ТИ/15 информация из соответствующих регистров 325-329, 330-334 или 335-339 в виде 40-битового параллельного кода переписывается в регистр данных, входящий в состав селектора 317 соответствующего канала. Далее с частотой ТИ селектор 318 поочередно пропускает на запись в ЗУ1 340 или ЗУ2 341 цифровые данные элементов изображений, хранящиеся в регистрах данных селекторов 317 тех каналов, адреса записи для которых в данный момент находятся в диапазоне адресов составного изображения, что обеспечивается стробированием входа селектора 318 данных инверсными сигналами переноса со схем 211. Временные диаграммы записи цифровых кодов элементов изображений в ЗУ 219 для конкретных примеров сжатия и смещения изображений, иллюстрируемых фиг. 1а-1д, приведены соответственно на фиг. 4а-4д. Цифрами обозначены номера программ (каналов), цифровой код пяти последовательных (с учетом сжатия) элементов изображения которых переписывается из регистра данных селектора 317 через селектор 318 в ЗУ 319 по адресу данных, выдаваемому как адрес записи схемой 212 через коммутатор 213. Зачерненными треугольниками обозначены моменты обновления информации в регистрах данных схем 317 при разных степенях сжатия информации, т. е. ССЖ 1 (фиг. 4а и 4б), ССЖ 2 (фиг. 4в и 4г) и ССЖ 3 (фиг. 4д).

На фиг. 5 приведена временная диаграмма работы ЗУ1 340 и ЗУ2 341, которые поочередно и симметрично работают в режиме записи (ЗП) и чтения (ЧТ). Переключение режимов ЗП и СЧ происходит по сигналу импульса кадровой синхронизации (КСИ) для составного изображения, совмещенного с кадровым гасящим импульсом (КГИ). На фиг. 5 можно видеть, что КСИ не обязательно совпадает с соответствующими импульсами в каком-либо из каналов схемы 201 приема телевизионных сигналов, обозначенными выше как КСИП. Это не сказывается на составном изображении, поскольку за время между двумя КСИ через один из двух коммутаторов данных 342 (КД1) или 343 (КД2) происходит запись всех элементов изображения полукадра в ЗУ1 340 или ЗУ2 341 по адресам, жестко связанным с местом данного элемента в кадре составного изображения. В это же время из другой половины ЗУ19 происходит считывание цифровых кодов элементов полукадра составного изображения, сформированного в этой половине ЗУ в режиме записи, 40-битовый параллельный код в каждом такте считывается в схему 220 параллельно-последовательного преобразования, где он преобразуется в последовательный код, поступающий на схему 221 ЦАП, где он преобразуется в аналоговый сигнал. Далее в этот сигнал замешивают импульсы строчной и кадровой синхронизации и гашения. Полученный полный телевизионный сигнал составного изображения выдается на вход телевизионного приемника пользователя.

На фиг. 6 изображен второй предпочтительный вариант осуществления УУИ в соответствии с данным изобретением. Он отличается от рассмотренного выше варианта тем, что рассчитан на применение в сетях кабельного телевидения с индивидуальным каналом (магистралью), связывающим телезрителя и центр распределения телевизионных сигналов телевизионную аппаратную (ТА). Этот вариант УУИ скомпонован из трех функциональных блоков.

В первый блок (1) входят схемы, рассмотренные выше: 601 (ПТС), 603 (СЧА(1) СЧА(9)), 609 (РНА(1) РНА(9)), 614 (УУС), 615 (АЦП(1) АЦП(9)), 616 (РПС(1) РПС(9)) и 624 (УНМИ).

Во второй функциональный блок (2) входит рассмотренная выше схема 623 (БФСИ), а также новые по сравнению со схемой фиг. 2 и З устройства: первая приемо-передающая схема 646 (ПП1) и дешифратор 647 данных магистрали (ДШП).

В третий функциональный блок (3) входят УЗСС 605 и новые по сравнению со схемой фиг. 2 и 3 устройства: вторая приемо-передающая схема 645 (ПП2) и шифратор 644 данных магистрали (ШП).

Первый функциональный блок (1) устанавливают в ТА, и к нему параллельно подключают столько вторых функциональных блоков (2), также установленных в ТА, сколько телезрителей являются абонентами данного УУИ. Указанные абоненты подключают третий функциональный блок (3) к своему телевизору, т.е. количество третьих функциональных блоков в работе соответствует количеству вторых функциональных блоков.

Взаимодействие второго и третьего функциональных блоков обеспечивается соответствующим соединением устройств этих блоков между собой и с магистралью (каналом связи с телезрителем). Приемо-передающий вход (порт) схемы 646 подключен к магистрали, вход соединен с выходом БФСИ, а выход со входом ДШП 647. В свою очередь, выходы ДШП 647 подключены к соответствующим входам БФСИ 623, на которые в схеме фиг. 2 подаются сигналы степени сжатия и смещения. Приемо-передающий порт схемы 645 также подключен к магистрали, но со стороны телезрителя, вход соединен с выходом ШП 644, а выход является выходом УУИ. Входы ШП 644 подключены к выходам УЗСС 605.

Таким образом, сигналы степени сжатия и смещения по горизонтали и вертикали задаются телезрителем с помощью УЗСС блока 3, кодируются с помощью шифратора 644 и передаются в ТА с помощью ПП2 645, магистрали и ПП1 646, где дешифрируются дешифратором 647 и подаются на БФСИ в качестве управляющих сигналов для формирования в ЗУ составного изображения, заказанного данным телезрителем. Передача сигналов от телезрителя в ТА происходит в момент кадровых гасящих импульсов. Для обеспечения нормального функционирования телевизионного приемника в эти моменты схема 645 дублирует кадровые гасящие и синхронизирующие импульсы составного изображения.

Изобретение относится к телевизионным системам с цифровой обработкой изобретения. Способ управления изображением отличается тем, что формируют на экране матрицу, составленную из нескольких изображений, с заданием смещения матрицы вверх, вниз, вправо, влево. Изображения, выводимые на экран, могут быть фрагментами одной панорамы, выводимой по частям, причем в матрицу изображений могут быть включены изображения разных ракурсов одного объекта, передаваемые по разным телевизионным каналам. Устройство управления изображением содержит устройство задания сжатия и смещения, сумматор адреса записи, суммирующий текущий адрес группы элементов изображения. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ формирования изображения на телевизионном экране, состоящий в том, что осуществляют прием телевизионных сигналов по меньшей мере двух телевизионных программ (каналов), демодулирование указанных сигналов и формирование по каждому из указанных каналов полного телевизионного сигнала изображения, преобразуют указанные телевизионные сигналы изображений в соответствующие цифровые телевизионные сигналы изображений, представляющие собой совокупность цифровых кодов, формируют в определенном порядке составное изображение путем временной и пространственной, по адресу элемента изображения в кадре составного изображения, селекции цифровых телевизионных сигналов указанных программ, записывают в блок памяти на кадр указанные откорректированные цифровые коды, представляющие собой цифровой сигнал, соответствующий кадру составного изображения, считывают из блока памяти цифровой сигнал, соответствующий кадру составного изображения, преобразуют его в аналоговый сигнал и формируют полный телевизионный сигнал составного изображения, осуществляют воспроизведение указанного полного телевизионного сигнала составного изображения на телевизионном приемнике пользователя, отличающийся тем, что осуществляют прием по меньшей мере двух каналов, содержащих видеосигналы разных фрагментов изображения одного объекта сцены или действия, формируют составное изображение путем задания в произвольный момент времени управляющих сигналов, которые выполняют регулировку по числу программ, изменяют масштаб изображения путем временной селекции цифровых телевизионных сигналов, осуществляют сдвиг влево, вправо, вверх, вниз элементов составного изображения путем пространственной селекции цифровых телевизионных сигналов указанных каналов. 2. Устройство формирования изображения на телевизионном экране, включающее в себя блок приема телевизионных сигналов по меньшей мере двух телевизионных программ (каналов), демодулирования указанных сигналов и формирования по каждому из указанных каналов полного телевизионного сигнала изображения, блок счетчика адреса по каждому из указанных каналов, вход которого соединен с соответствующим (данному каналу) выходом блока приема телевизионных сигналов, блок регистров начальных адресов, по каждому из указанных каналов, блок сумматоров адреса, по каждому из указанных каналов, первый вход которого соединен с выходом блока счетчика адреса, а второй вход соединен с выходом соответствующего блока регистров начальных адресов, блок селектора адреса записи, соответствующие входы которого соединены с выходами блоков сумматора адреса каждого из указанных каналов, блок коммутатора адреса, первый вход которого соединен с выходом селектора адреса записи, а второй вход соединен с выходом адреса считывания блока управления и синхронизации, блок аналого-цифрового преобразования (АЦП), по каждому из указанных каналов, вход которого соединен с соответствующим выходом блока приема телевизионных сигналов, блок последовательно-параллельного преобразования, по каждому из указанных каналов, вход которого соединен с выходом соответствующего блока АЦП, блок селектора данных, соответствующие входы которого соединены с выходами блоков последовательно-параллельного преобразования каждого из указанных каналов, блок памяти на кадр изображения, адресный вход которого соединен с выходом блока коммутатора адреса, а вход данных соединен с выходом селектора данных, блок параллельно-последовательного преобразования, вход которого соединен с выходом данных блока памяти, блок цифроаналогового преобразования (ЦАП), вход которого соединен с выходом блока параллельно-последовательного преобразования, блок суммирования, первый вход которого соединен с выходом блока ЦАП, а второй вход соединен с выходом сигналов строчной и кадровой синхронизации и гашения блока управления и синхронизации, блок управления и синхронизации, выходы управления и синхронизации которого соединены с соответствующими входами блока счетчика адреса по каждому из указанных каналов, блока регистров начальных адресов по каждому из указанных каналов, блока сумматоров адреса по каждому из указанных каналов, блока селектора адреса записи, блока коммутатора адреса, блока АЦП по каждому из указанных каналов, блока последовательно-параллельного преобразования по каждому из указанных каналов, блока селектора данных, блока памяти на кадр изображения, блока параллельно-последовательного преобразования, блока ЦАП, отличающееся тем, что введены блок задания сжатия и смещения, включающий в себя клавиатуру и средства ввода информации, имеющий первый выход сигнала задаваемой степени сжатия изображений, второй выход сигнала задаваемого горизонтального смещения и третий выход сигнала задаваемого вертикального смещения изображения на телевизионном экране, блок селектора счетчика адреса по каждому из указанных каналов, первый вход которого соединен с выходом соответствующего блока счетчика адреса, второй вход соединен с первым выходом блока задания сжатия и смещения, а выход соединен с первым входом соответствующего сумматора, блок селектора начальных адресов, по каждому из указанных каналов, первый вход которого соединен с выходом соответствующего блока регистров начальных адресов, второй вход соединен с первым выходом блока задания сжатия и смещения, а выход соединен с вторым входом соответствующего сумматора, блок селектора регистров последовательно-параллельного преобразования, по каждому из указанных каналов, первый вход которого соединен с выходом соответствующего блока последовательно-параллельного преобразования, второй вход соединен с первым выходом блока задания сжатия и смещения, а выход соединен с соответствующим входом блока селектора данных, блок сумматора адреса, по каждому из указанных каналов, имеет третий и четвертый входы, соединенные соответственно с вторым и третьим входами блока задания сжатия и смещения, и выход переноса, блок селектора адреса записи имеет вторые входы, каждый из которых соединен с соответствующим выходом переноса блока сумматора адреса по каждому из указанных каналов, блок селектора данных имеет вторые входы, каждый из которых соединен с соответствующим выходом переноса блока сумматора адреса по каждому из указанных каналов. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит блок перекоммутации каналов, содержащий клавиатуру и средства ввода информации, выход которого соединен с входом блока приема телевизионных сигналов. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что содержит блок управления и обработки телевизионных сигналов, содержащий блок приема телевизионных сигналов по меньшей мере двух телевизионных программ, демодулирования указанных сигналов и формирования по каждому из указанных каналов полного телевизионного сигнала изображения, блок счетчика адреса по каждому из указаных каналов, вход которого соединен с соответствующим данному каналу выходом блока приема телевизионных сигналов, блок регистров начальных адресов, по каждому из указанных каналов, блок АЦП, по каждому из указанных каналов, вход которого соединен с соответствующим выходом блока приема телевизионных сигналов, блок последовательно-параллельного преобразования, по каждому из указанных каналов, вход которого соединен с выходом соответствующего блока АЦП, блок управления и синхронизации, выходы управления и синхронизации которого соединены с соответствующими входами блока счетчика адреса по каждому из указанных каналов, блока регистров начальных адресов, по каждому из указанных каналов, блока АЦП по каждому из указанных каналов, блока последовательно-параллельного преобразования по каждому из указанных каналов, блок перекоммутации каналов, содержащий клавиатуру и средства ввода информации, выход которого соединен с входом блока приема телевизионных сигналов, блок формирования составного изображения, содержащий блок сумматора адреса, по каждому из указанных каналов, первый вход которого соединен с выходом блока счетчика адреса, второй вход соединен с выходом соответствующего блока регистров начальных адресов, третий и четвертый входы соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока задания сжатия и смещения, блок селектора адреса записи, соответствующие первые входы которого соединены с выходами блоков сумматора адреса каждого из указанных каналов, вторые входы соединены с соответствующими выходами переноса блоков сумматора адреса каждого из указанных каналов, блок коммутатора адреса, первый вход которого соединен с выходом селектора адреса записи, а второй вход соединен с выходом адреса считывания блока управления и синхронизации, блок селектора данных, соответствующие первые входы которого соединены с выходами блоков последовательно-параллельного преобразования каждого из указанных каналов, вторые входы соединены с соответствующими выходами переноса блоков сумматора адреса каждого из указанных каналов, блок памяти на кадр изображения, адресный вход которого соединен с выходом блока коммутатора адреса, а вход данных соединен с выходом селектора данных, блок параллельно-последовательного преобразования, вход которого соединен с выходом данных блока памяти, блок ЦАП, вход которого соединен с выходом блока параллельно-последовательного преобразования, блок суммирования, первый вход которого соединен с выходом блока ЦАП, а второй вход соединен с выходом сигналов строчной и кадровой синхронизации и гашения блока управления и синхронизации, блок селектора счетчика адреса, по каждому из указанных каналов, первый вход которого соединен с выходом соответствующего блока счетчика адреса, второй вход соединен с первым выходом блока задания сжатия и смещения, а выход соединен с первым входом соответствующего сумматора, блок селектора начальных адресов, по каждому из указанных каналов, первый вход которого соединен с выходом соответствующего блока регистров начальных адресов, второй вход соединен с первым выходом блока задания сжатия и смещения, а выход соединен с вторым входом соответствующего сумматора, блок селектора регистров последовательно-параллельного преобразования, по каждому из указанных каналов, первый вход которого соединен с выходом соответствующего блока последовательно-параллельного преобразования, второй вход соединен с первым выходом блока задания сжатия и смещения, а выход соединен с соответствующим входом блока селектора данных, первый приемопередающий блок, приемопередающий порт которого подключен к магистрали передачи телевизионных сигналов, а вход соединен с выходом блока суммирования, блок дешифратора магистрали, вход которого соединен с выходом первого приемопередающего блока, первый выход сигнала сжатия изображения соединен с вторыми входами блоков селектора последовательно-параллельного преобразования, селектора счетчика адреса и селектора регистров начальных адресов, а второй и третий выходы соответственно горизонтального и вертикального смещения соединены с соответствующими третьими выходами блока сумматора адреса, блок управления сжатием и смещением, содержащий блок задания сжатия и смещения, блок шифратора магистрали, входы которого соединены с соответствующими выходами блока задания сжатия и смещения, второй приемопередающий блок, вход которого соединен с выходом блока шифратора канала, приемопередающий порт подключен к магистрали передачи телевизионных сигналов, содержащий блок формирования гасящих импульсов, вход которого соединен с приемопередающим портом второго приемопередающего блока, выход соединен с выходом второго приемопередающего блока и телевизионным приемником пользователя. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что к выходам блока управления и обработки телевизионных сигналов подключено по меньшей мере два блока формирования составного изображения, соединенных магистралью с соответствующими блоками управления сжатием и смещением. 6. Устройство по любому из пп. 2 4, отличающееся тем, что блок задания сжатия и смещения является дистанционным и связан с соответствующими блоками устройства изображения с помощью передатчика, входящего в состав блока задания сжатия и смещения, каналом проводной или беспроводной связи и приемника, входящего в состав устройства формирования изображения.