ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1999 года по МПК A63J17/00 H04N13/00 H04N15/00 

Изобретение относится к области цветомузыки, в особенности к устройствам, предназначенным для формирования объемных цветомузыкальных изображений, и может быть использовано при построении цветомузыкальных инструментов и установок для создания абстрактных объемных динамических (изменяющихся во времени в соответствии с изменениями звукового сигнала) цветных изображений и узоров.

Известна принятая в качестве наиболее близкого аналога цветомузыкальная установка, содержащая анализатор звуковых сигналов, синтезатор цветовых видеосигналов и телевизионное воспроизводящее устройство (см. сб. статей "Искусство светящихся звуков", Казань, 1973, с. 249 - 259).

Недостатком этой цветомузыкальной установки является образование на экране 2-ой электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) при скачкообразных изменениях сигнала горизонтального параллакса участков (зон), где видеоинформация вообще отсутствует (т. е. эти участки вообще не возбуждаются модулированными электронными пучками).

Техническим результатом данного изобретения является увеличение качества объемных цветомузыкальных изображений, и, в частности, создание такой цветомузыкальной установки, которая обеспечивает возможность формирования объемных динамических узоров и рельефов, второе (синтезируемое из опорных видеосигналов) изображение стереопары которых не будет содержать участков без видеоинформации.

Он достигается за счет того, что цветомузыкальная установка, содержащая анализатор звуковых сигналов, синтезатор цветовых видеосигналов и телевизионное воспроизводящее устройство, согласно изобретения, имеет дополнительный анализатор звуковых сигналов, синтезаторы отклоняющих напряжений и сигнала горизонтального параллакса и дополнительное телевизионное воспроизводящее устройство, управляющие электроды одного из телевизионных воспроизводящих устройств подключены к выходам синтезатора цветовых видеосигналов, а отклоняющие системы обоих воспроизводящих устройств подключены к выводам синтезатора отклоняющих напряжений, при этом установка содержит N линий задержек, выход каждой из которых соединен через усилитель с первым входом соответствующего ей аналогового сумматора, выход которого соединен со входом следующей линии задержки, а второй вход сумматора подключен к выходу одной из N+1 ключевых схем, все информационные входы которых соединены между собой и подключены к выходу блока модуляторов, входы которого связаны с выходами синтезатора цветовых видеосигналов и с управляющими электродами первого телевизионного воспроизводящего устройства, а управляющий вход каждой из N+1 ключевых схем соединен с одним из N+1 выходов аналого-дискретного преобразователя сигнала горизонтального параллакса, выход первой ключевой схемы соединен со входом первой линии задержки, выход каждого из N-1 первых аналоговых сумматоров соединен со входом следующей линии задержки, и выход последнего N-го аналогового сумматора соединен со входом блока демодуляторов, выходы которого через видеоусилители подключены к управляющим электродам второго телевизионного воспроизводящего устройства, а также за счет того, что цветомузыкальная установка содержит включенный между выходом блока модуляторов и информационными входами ключевых схем аналоговый сумматор, один вход которого соединен с выходом блока модуляторов, другой вход сумматора подключен к генератору маркерного сигнала, а управляющий вход каждой из ключевых схем, кроме первой, соединен с соответствующим выходом аналого-дискретного преобразователя сигнала горизонтального параллакса через логическую схему совпадения, второй вход которой через последовательно включенные логическую схему НЕ, формирователь и полосовой фильтр, настроенный на частоту маркерного сигнала, соединен с выходом усилителя, подключенного к выходу предыдущей линии задержки, и, кроме того, за счет того, что цветомузыкальная установка содержит включенный между блоком демодуляторов и выходом последнего сумматора, соединенного через усилитель с выходом последней линии задержки, дополнительный аналоговый сумматор, при этом первый вход дополнительного аналогового сумматора соединен с выходом последнего сумматора, второй вход дополнительного аналогового сумматора через ключевую схему соединен с выходом синтезатора видеосигналов тех участков второго изображения стереопары, которые отсутствуют на опорном изображении стереопары, а управляющий вход ключевой схемы через последовательно соединенные логическую схему НЕ, формирователь и полосовой фильтр, настроенный на маркерную частоту, подключен к выходу последнего сумматора.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена функциональная схема цветомузыкальной установки; на фиг. 2 приведена функциональная схема синтезатора видеосигналов для формирования в предлагаемой цветомузыкальной установке второго изображения стереопары, который исключает возможность наложения видеоинформации; на фиг. 3 изображена функциональная схема устройства, предназначенного для исключения тех участков второго изображения стереопары, где отсутствует - при скачкообразных изменениях сигнала горизонтального параллакса - видеоинформация.

Предлагаемая цветомузыкальная установка включает в свой состав (см. фиг. 1) анализаторы 1 и 2 звукового сигнала, поступающего на вход 3 цветомузыкальной установки, синтезатор 4 отклоняющих напряжений и видеосигналов (3-х цветоразностных и одного яркостного или 3-х цветовых) опорного (первого) изображения стереопары, синтезатор 5 сигнала горизонтального параллакса, телевизионные воспроизводящие устройства (например, электронно-лучевые трубки) 6 и 7 с идентичными отклоняющими системами, содержащими строчные 8 и 9 и кадровые 10 и 11 развертывающие приспособления (например, катушки электромагнитной развертки), блок модуляторов 12, линии задержки 13 (N штук), ключевые схемы 14 (N+1 штуки), усилители 15 (N штук), аналоговые сумматоры 16 (N штук), аналого-дискретный преобразователь 17 сигнала горизонтального параллакса, блок демодуляторов 18 и видеоусилители 19, 20, 21 и 22.

Цветомузыкальная установка содержит также (см. фиг. 2) дополнительный двухвходовой аналоговый сумматор 23, один вход которого подключен к выходу блока модуляторов 12, а выход - к информационным входам 24 ключевых схем 14. Второй вход аналогового сумматора 23 соединен с выходом генератора сигнала маркерной частоты 25. Управляющие входы 26 всех ключевых схем 14, кроме первой (на фиг. 1 и 2 - крайней слева), соединены в этом случае с выходами N двухвходовых логических схем совпадения (схем И) 27, один из входов каждой из которых соединен с одним из выходов аналого-дискретного преобразователя 17, а вторые входы каждой логической схемы совпадения 27 связаны - через последовательно включенные логическую схему НЕ (инвертор) 28, формирователь 29 и полосовой фильтр 30 - с выходами усилителей 15. Управляющий вход первой ключевой схемы 14 соединен непосредственно с первым выходом аналого-дискретного преобразователя 17.

Предлагаемая цветомузыкальная установка содержит также аналоговый сумматора 31 (см. фиг. 3), выход которого подключен ко входу блока демодуляторов 18, один из входов связан с выходом последнего (на фиг. 1 и 2 - крайнего справа) аналогового сумматора 16, а второй вход - с выходом ключевой схемы 32. Управляющий вход 33 ключевой схемы 32 соединен через логическую схему НЕ (инвертор) 34, формирователь 35 и полосовой фильтр 36, настроенный на частоту маркерного сигнала, с выходом последнего аналогового сумматора 16. Информационный вход 37 ключевой схемы 32 подключен к выходу синтезатора 38 видеосигналов тех участков второго изображения стереопары, которые отсутствуют на опорном изображении стереопары. Синтезатор 38 может управляться через анализатор входным звуковым сигналом. Кроме того, он может иметь не один, а 3 или 4 (по числу управляющих электродов телевизионного воспроизводящего устройства 7) выходов. В этом случае каждый выход синтезатора 38 подключен через ключевую схему и сумматор (второй вход которого соединен с одним из выходов блока демодуляторов 18) ко входу одного из видеоусилителей 19, 20, 21 и 22. Управляющие входы этих ключевых схем подключены к выходу логической схемы НЕ 34.

При длительности периода горизонтальной развертки равной 50 - 100 мкс общее время задержки сигналов во всех линиях задержки должно составлять 2 - 15 мкс. Число линий задержки должно быть не менее 10 - 15 штук.

Цветомузыкальная установка работает следующим образом.

Видеосигнал и отклоняющие напряжения, сформированные в синтезаторе 4, поступают в телевизионное воспроизводящее устройство 6, которое формирует опорное (первое) изображение цветомузыкальной стереопары. Отклоняющие напряжения с синтезатора 4 поступают также в отклоняющую систему второго воспроизводящего устройства 7, обеспечивая необходимую развертку для второго изображения стереопары. Видеосигналы, действующие на управляющих электродах первого воспроизводящего устройства 6 и имеющие примерно одинаковые рабочие частотные диапазоны, поступают также на входы блока модуляторов 12, в котором каждый из видеосигналов модулирует один из четырех различающихся по частоте сигналов (несущих). Полученные сигналы с неперемежающимися спектрами объединяются и с выхода блока 12 поступают на информационные входы 24 ключевых схем 14 синтезатора видеосигналов второго изображения стереопары.

Рассмотрим работу первого варианта (см. фиг. 1) синтезатора видеосигналов второго изображения стереопары, включающего в свой состав (первый пример конкретного выполнения) линии задержки 13, ключевые схемы 14, усилители 15, аналоговые сумматоры 16 и аналого-дискретный преобразователь 17. Сигнал горизонтального параллакса с выхода синтезатора 5, управляемого анализатором 2 и синхронизированного с сигналами синтезатора 4, поступает на вход аналого-дискретного преобразователя 17, который осуществляет преобразование аналогового сигнала горизонтального параллакса в дискретные импульсные управляющие сигналы, формируемые на его выходах. В любой момент времени единичный управляющий потенциал действует только на одном из всего множества выходов преобразователя 17, однозначно соответствующем величине сигнала горизонтального параллакса. Аналогично - дискретный преобразователь 17 может быть реализован, например, с использованием пороговых устройств (триггеров Шмитта) или каким-либо другим обычным образом. Поступающий на информационные входы 24 ключевых схем 14 сигнал с выхода блока модуляторов 12 поступает на выход только той ключевой схемы, на управляющем входе 26 которой действует в данный момент времени единичный управляющий потенциал с выхода преобразователя 17, разрешающий пропускание видеоинформации через выбранную ключевую схему и связанный с ней сумматор 16 в линии задержки, расположенные правее (по чертежу) выбранной ключевой схемы 14. Усилители 15 предназначены для компенсации ослабления сигналов в линиях задержки. Итак, синтезатор видеосигналов второго изображения стереопары под действием сигнала горизонтального параллакса осуществляет реконструкцию (перекомпоновку) видеосигналов опорного изображения стереопары так, что каждому элементу опорного изображения на экране второго воспроизводящего устройства будет соответствовать идентичный ему элемент с той же яркостью, цветностью и насыщенностью, но отличающийся от исходного расположения на строке. Возникающие при этом в процессе развертки линейные горизонтальные параллаксы элементов определяются сигналом горизонтального параллакса, обеспечивающим прохождение опорных видеосигналов с выхода блока модуляторов 12 с определенными временными задержками.

Сигналы с выхода последней линии задержки, пройдя через последние (на фиг. 1 - крайние справа) усилитель 15 и сумматор 16, поступают в блок демодуляторов 18, где они преобразуются к своей исходной форме и подаются затем на видеоусилители 19, 20, 21 и 22, с выходов которых цветоразностные и яркостный видеосигнал поступают на управляющие электроды телевизионного воспроизводящего устройства (ЭЛТ) 7, которое и формирует второе изображение стереопары.

Рассмотрим работу второго варианта (второй пример конкретного выполнения) синтезатора видеосигналов второго изображения стереопары. Этот синтезатор (см. фиг. 2) содержит дополнительно аналоговый сумматор 23, один вход которого соединен с выходом блока модуляторов 12; генератор 25 сигнала маркерной частоты, а также полосовые фильтры 30, формирователи 29, логические схемы НЕ (инверторы) 28 и логические схемы совпадения 27. При отсутствии сигналов на выходе линии задержки, предшествующей выбранной ключевой схеме (т. е. той ключевой схеме, которая соединяется - через связанную с ней схему совпадения 27 - тем выходом преобразователя 17, на котором действует в данный момент времени единичный управляющий потенциал), на выходе формирователя 29, относящегося к этой ключевой схеме, действует нулевой потенциал. Этот сигнал с выхода формирователя 29 преобразуется схемой НЕ 28 в единичный потенциал, который, поступая на выбранную схему совпадения 27, вызывает формирование на ее выходе единичного потенциала, который, поступая на вход 26, отпирает нормально закрытую схему и разрешает прохождение сигналов в последующие линии задержек. При появлении сигналов на выходе предыдущей линии задержки полосовой фильтр 30 выделяет сигнал маркерной частоты, который, поступая в формирователь 29, детектируется и преобразуется в постоянный единичный сигнал. Этот сигнал, инвертировавшись в логической схеме НЕ 28, осуществляет запирание ключевой схемы 14. Итак, более ранняя видеоинформация (т. е. видеосигналы, поступающие на сумматоры 16 из линий задержек 13) имеет безусловный приоритет перед видеоинформацией, поступающей на сумматоры 16 через ключевые схемы 14, что позволяет без искажений формировать изображения объектов, находящихся в результирующем объемном изображении на различных расстояниях от наблюдателей.

Устройство, изображенное на фиг. 3, может включаться в разрыв цепи между выходом последнего сумматора синтезатора второго видеосигнала и входом блока демодуляторов. При скачкообразном изменении сигнала горизонтального параллакса, вызывающем такое изменение места ввода опорных видеосигналов в блок линий задержки, что эти сигналы будут задерживаться в нем на больший промежуток времени, чем ранее (т.е. при перемещении точки ввода видеосигналов в блок линий задержек справа налево - по фиг. 1 и 2), сигналы, действующие на выходе синтезатора видеосигналов 2-го изображения стереопары, будут в течение определенного промежутка времени, равного величине изменения времени задержки, иметь нулевые значения. При отсутствии сигналов на выходе последнего сумматора 16 цепочка из полосового фильтра 36, формирователя 35 и схемы НЕ 34 отпирает ключевую схему 32, через которую видеосигналы с выхода синтезатора 38 поступают на второй вход сумматора 31 (на первый его вход информация поступает непосредственно с выхода последнего сумматора 16 синтезатора видеосигналов 2-го изображения стереопары) и подаются затем в блок демодуляторов. При этом происходит заполнение видеоинформацией тех участков 2-го изображения стереопары, которые по условиям, определяющимся сигналом горизонтального параллакса, не могут быть сформированы из опорных видеосигналов.

Цветомузыкальная установка позволяет повысить качество формируемых объемных цветомузыклаьных изображений, формирование второго изображения стереопары в предлагаемой цветомузыкальной установке происходит без искажений и без наложения видеоинформации при любых, сколь угодно сложных по форме реализациях во времени сигнала горизонтального параллакса. Кроме того, она обеспечивает формирование второго изображения стереопары без участков, на которых отсутствует видеоинформация. Цветомузыкальная установка позволяет формировать объемные цветомузыкальные изображения с элементами, располагающимися как перед, так и за плоскостью ее экранов.

Изобретение относится к области цветомузыкальных устройств и предназначено для формирования цветных динамических цветомузыкальных изображений высокого качества. Устройство содержит анализаторы звуковых сигналов, синтезаторы цветовых видеосигналов, отклоняющих напряжений и сигнала горизонтального параллакса, два телевизионных цветных воспроизводящих устройства, управляющие электроды одного из которых подключены к выходам синтезатора цветовых видеосигналов, а отклоняющие системы обоих воспроизводящих устройств подключены к выводам общего синтезатора отклоняющих напряжений. Устройство также содержит N линий задаржки, N+1 ключевую схему, N-1 аналоговых сумматоров. Изобретение позволяет повысить качество формируемых цветомузыкальных изображений, которое достигается за счет формирования объемных изображений повышенного качества. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Цветомузыкальная установка, содержащая анализатор звуковых сигналов, синтезатор цветовых видеосигналов и телевизионное воспроизводящее устройство, отличающаяся тем, что она имеет дополнительный анализатор звуковых сигналов, синтезаторы отклоняющих напряжений и сигнала горизонтального параллакса и дополнительное телевизионное воспроизводящее устройство, управляющие электроды одного из телевизионных воспроизводящих устройств подключены к выходам синтезатора цветовых видеосигналов, а отклоняющие системы обоих воспроизводящих устройств подключены к выводам синтезатора отклоняющих напряжений, при этом установка содержит N линий задержек, выход каждой из которых соединен через усилитель с первым входом соответствующего ей аналогового сумматора, выход которого соединен со входом следующей линии задержки, а второй вход сумматора подключен к выходу одной из N+1 ключевых схем, все информационные входы которых соединены между собой и подключены к выходу блока модуляторов, входы которого связаны с выходами синтезатора цветовых видеосигналов и с управляющими электродами первого телевизионного воспроизводящего устройства, а управляющий вход каждой из N+1 ключевых схем соединен с одним из N+1 выходов аналого-дискретного преобразователя сигнала горизонтального параллакса, выход первой ключевой схемы соединен со входом первой линии задержки, выход каждого из N-1 первых аналоговых сумматоров соединен со входом следующей линии задержки, а выход последнего N-го аналогового сумматора соединен со входом блока демодуляторов, выходы которого через видеоусилители подключены к управляющим электродам второго телевизионного воспроизводящего устройства. 2. Цветомузыкальная установка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит включенный между выходом блока модуляторов и информационными входами ключевых схем аналоговый сумматор, один вход которого соединен с выходом блока модуляторов, другой вход сумматора подключен к генератору маркерного сигнала, а управляющий вход каждой из N+1 ключевых схем, кроме первой, соединен с соответствующим выходом аналого-дискретного преобразователя сигнала горизонтального параллакса через логическую схему совпадения, второй вход которой через последовательно включенные логическую схему НЕ, формирователь и полосовой фильтр, настроенный на частоту маркетного сигнала, соединен с выходом усилителя, подключенного к выходу предыдущей линии задержки. 3. Цветомузыкальная установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она содержит включенный между блоком демодуляторов и выходом последнего сумматора, соединенного через усилитель с выходом последней линии задержки, дополнительный аналоговый сумматор, при этом первый вход дополнительного аналогового сумматора соединен с выходом последнего сумматора, второй вход дополнительного аналогового сумматора через ключевую схему соединен с выходом синтезатора видеосигналов тех участков второго изображения стереопары, которые отсутствуют на опорном изображении стереопары, а управляющий вход ключевой схемы через последовательно соединенные логическую схему НЕ, формирователь и полосовой фильтр, настроенный на маркерную частоту, подключен к выходу последнего сумматора.