Устройство для считывания и отображения графической информации Советский патент 1984 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, в част ности к устройствам для считывания и отображения графической информаци и может быть использовано при измерении параметров однократных быстро протекающих процессов. Известно устройство для считывания и отображения графической инфор мации, содержащее телевизионный дат чик, соединенный с распределителем импульсов и с формирователем видеосигналов, выход которого через блок логической обработки соединен с бло ком памяти, коммутатор, подключенный к блоку памяти и -к счетчикам, блок видеоконтроля и элементыИ, ИЛИ l . Недостаток этого устройства состоит в его невысокой точности. Наиболее близким к изобретению является устройство для считывания и отображения графической информации, содержащее телевизионный датчи выход которого соединен с компаратором и через селектор импульсов с распределителем импульсов, подклю ченным к генератору импульсов, к счетчикам, к коммутатору, к блоку памяти и к формирователю видеосигна лов, Выход которого соединен с блок видеоконтроля, группу коммутаторов, подключенных к распределителю импульсов и логическому блоку 2J . Недостаток известного устройства заключается в недостаточно высоком быстродействии. Цель изобретения состоит в повышении быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее телевизионный датчик, соединенный с ,компаратором и с селектором импульсов, подключенным к распределителю импульсов, выходы которого соединены с блоком памяти, с первым коммутатором, с генератором импульсов, с одним входом формирователя видеосигналов, выход которого подкл чен к блоку видеоконтроля, с первым счетчиком, подключенным к генератор импульсов, и вторым счетчиком, подк ченным к выходу первого счетчика, и группу коммутаторов, введены регистры сдвига, входы которых подклю чены к компаратору, к генератору им пульсов и к первому коммутатору, а выходы соединены с одними входами коммутаторов группы, другие входы которых подключенЁ к первому счетчику, одновибратор, соединенный с вторым счетчикоМу с распределителем импульсов и с вторым входом формирователя видеосигналов, третий вход которого подключен к одному коммутатору группы, формирователь сигналов команд, входы которого соединены с распределителем импульсов, с первым счетчиком, подключенным к первому коммутатору, и с селектором импульсов, а выход подключен к блоку памяти, соединенному с другим коммутатором группы, и второй коммутатор, входы которого подключены и блоку памяти и к первому счетчику, а выходы соединены с регистрами сдвига. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2-5 - конструктивное выполнение распределителя импульсов, генератора импульсов, формировс1теля сигналов команд и селектора импульсов соответственно. Устройство включает телевизионный датчик 1, блок 2 видеоконтроля, компаратор 3, селектор 4 импульсов, распределитель 5 импульсов, формирователь 6 видеосигналов, генератор 7 импульсов, первый 8 и второй 9 счетчики, одновибратор 10, первый коммутатор 11, блок 12 памяти, второй коммутатор 13, регистры 14 и 15 сдвига, формирователь 16 сигналов команд и группу коммутаторов 17 и 18. На блоксхеме (фиг. 1) показаны также шина 19 запуска и шина 20 опорного напряжения. При этом распределитель 5 (фиг. 2) содержит элементы НЕ 21 и 22, элементы И 23-23; элемент--ИЛИ 26, счетчик 27, элемент И 28-31; элементы ИЛИ-НЕ 32 и 33; триггер 34. Генератор 7 (фиг. 3) импульсов включает кварцевый генератор 35, триггеры 36 и 37; элемент ИЛИ 38, делитель 39 частоты; выполненный на триггерах с объединенными входами, формирователь 16 (фиг. 4) сигналов команд содержит элементы НЕ 40-42; элементы И 43, одновибратор 44 и 45; элемент ИЛИ 46, элемент И 47 и 48, а селектор 4 (фиг. 5) содержит ограничитель 49, элементы И-НЕ 50-52, элемент ИЛИ-НЕ 53, элементы НЕ 54 и 55, интегрирующую цепочку 56, триггеры 57 и 58. Устройство работает следующим образом. Сиьнал с выхода телевизионного датчика 1 поступает на вход компара тора 3, В зависимости от уровня видеосигнала в текущий момент времени на выходе компаратора 3 имеется сиг нал 1 (уровень белого) либо О (уровень черного). Сигнал с выхода телевизионного датчика 1 поступает также на вход селектора U импульсов Ограничитель А9 в селекторе А выдел .ет сигнал Ниже уровня черного. На выходе ограничителя 49 имеются сигналы, соответствующие по времени га сящим импульсам, т.е. обратным хода строчной и кадровой разверток телевизионного -датчика 1. В момент установки переключателя режима работ в распределителе 5 в положение Запись на входы Устано ка О счетчиков 8, 9 и 27 установочные входы триггеров 57 и 58 и вход Установка О регистра адреса блока 12 подается сигнал установки в исходное состояние. При поступлении на второй вход селектора А сигнала Запуск с шины 19 переключается триггер 57, раз решая прохождение сигналов через элемент И-НЕ 50 и далее через элемент 54 на интегрирующую цепь 56. Параметры интегрирующей цепочки 56 выбраны таким образом, что строч ный гасящий импульс.незначительно заряжает конденсатор, в то время как кадровый гасящий импульс заряжает конденсатор до напряжения, достаточного для срабатывания триггера 58. В момент окончания первого пришедшего после сигнала Запуск кадрового гасящего импульса триггер 58 срабатывает, разрешая прохождени сигналов (строчных гасящих импульсо с выхода элемента 50 через элемент И-НЕ 52 на выход селектора 4. В момент окончания следующего кадрового гасящего импульса через элементы 51 и 53 на вход триггера 57 подаетс установочный импульс, и селектор 4 возвращается в исходное состояние. Таким образом, в течение времени прямого хода одного (следующего за моментом запуска) телевизионного ка ра (или полукадра при чересстрочной развертке) на выходе селектйра 4 формируются импульсы, соответствующие по времени каждому прямому ходу строчной развертки телевизионного датчика 1. С выхода селектора 4 импульсы подаются на первьй вход распределителя 5 и через элемент И 23 (при положении переключателя Запись) поступают на вход генератора 7 импульсов. Генератор 7 формирует серию импульсов со стабильным периодом следования, с помощью которой осуществляется разбиение видеосигнала, соответствующего строке телевизионного растра, на заданное число элементов, .например на 356, с привязкой первого элемента к началу строки. Счетчик 8 выполняется таким образом, чтобы значение его старшего разряда соответствовало числу разрядов в каждом из сдвиговых регистров 14 и 15. Например, при 16-и разрядных регистрах счетчик 8 должен иметь 4 двоичных разряда Таким образом, до поступления на вход счетчика 8 первых 16 импульсов с генератора 7 на выходе счетчика 8 будет сигнал О, во время поступления последующих 16 импульсов и т.д, В соответствии с уровнем выходного сигнала счетчика 7 коммутатор 11 подает управляющие сигналы на входы регистров 14 и 15 таким образом, что при сигнале О на выходе счетчика 8 происходит сдвиг информации вправо в регистре 14, а при сигнале 1 - в регистре 15. Выходной сигнал компаратора 3 О или 1, значение которого соответствует черному или белому элементу изображения осциллограммы, считываемого в данный момент времени телевизионным датчиком 1, подается на информационные входы (при сдвиге вправо) регистров 14 и 15. При считывании первых 16 элементов изображения телевизионной строки значения выходного сигнала компаратора 3, соответствующие каждому элементу, последовательно записываются в регистр 14 с частотой генератора 7, импульсы с выхода которого подаются на тактовые входы регистров 14 и 15. Таким образом, в регистре 14 записывается в последовательном двоичном коде распределение яркости первых 16 элементов телевизионной строки. При поступлении 16-го импульса с генератора 7 на выходе счетчика 8 возникает сигнал, поступающий на первый вход формирователя 16, на втором входе которого присутствует сигнал

О с переключателя распределителя 5 определяющий режим Запись. При каждом переключении старшего разряда счетчика 8 из положения О в положение 1 и обратно срабатывает один из одновибраторов 45 или 44. Для исключения срабатывания одновибратора 44 при принудительной установке счетчика 8 в положение О используются элементы 40 и 43. Выходные импульсы одновибраторов 44 и 45 через элемент ИЛИ 46 подаются на элемент И 47. Таким образом, формирователь 16 формирует команду Запись, поступающую на управляющий вход блока 12, по которой накопленная в регистре 14 информация в виде параллельного 16 разрядного кода, передаваемого через коммутатор 12, записывается в первую ячейку блока памяти.

Значения выходного сигнала компаратора 3, соответствующие распределению яркостей следующих 16 элементов телевизионной строки (с 17-го по 32-й), с частотой генератора 7 последовательно записываются в регистр 15, При поступлении 32-го импульса с генератора 7 на выходе счетчика 8 возникает сигнал, по которому формирователь 16 формирует команду Запись, подаваемую на блоке 12, Информация, накопленная в регистре 15 в виде 16-разрядного слова через коммутатор 17, записывается во вторую ячейку блока памяти. Далее процесс повторяется, обеспечивая запись в блок 12 памяти информации о яркости всех элементов выбранного кадра.

В режиме Воспроизведение с выхода формирователя 16 поступает команда. Чтение на управляющий вход блока 12 памяти, с разрядных шин которого информация в виде параллельного 16-разрядиого двоичнаго кода через коммутатор 13 поступает на разрядные входы сдвиговых регистров 15 и 14. Необходимо отметить, что все коммутаторы и блок 16 формирования команд управляются сигналом с выхода счетчика 8.

Таким образом, первое поступающее из блока 12 памяти 16-разрядное двоично слово будет записано в регистре 14, второе - в регистре 15, треть снова в регистре 14 и т.д. На управляющие входы регистров 14 и 15 подаются управляющие сигналы с коммутатора 11 таким образом, что во время считывания информации из блока 12 памяти в регистр 14 происходит сдвиг информации вправо в регистре 15 с частотой следования выходных импульсов генератора 7, подаваемых на тактовые входы регистров 14 и 15, Поэтому на выходе регистра 15 формируется сигнал, соответствующий последовательности единиц и нулей (т.е. черных и белых элементов) в информационном слове, поступающем в регистр 15 из блока 12. После преобразования очередного 16-разрядного слова срабатывает счетчик, и коммутаторы 11 и 13 переключают регистры 14 и 15 таким образом, что сдвиг информации начинается в регистре 14, а в регистр 15 через коммутатор 13 записывается очередное информационное слово из блока 12,

Через коммутатор 18, переключающися синхронно с коммутатором 11, сигнлы с выходов регистров 14 и 15 поступают на формирователь 6, Длительность серии выходных импульсов генератора 7, которая должна совпадать с длительностью прямого хода строчной развертки в телевизионной системе, в режиме Воспроизведение определяется периодом заполнения последовательно соединенных счетчиков 8 и 9; суммарный объем счетчиков выбирается равным числу элементов разбиения телевизионной строки (в нашем случае 256 элементов).

После заполнения счетчика 8 срабатывает одновибратор 10, выходной импульс которого соответствует длительности обратного хода строчной развертки. Выходной импульс одновибратора 10 поступает на формирователь Инвертированный выходной импульс одновибратора 10 (через элемент И 24) запрещает работу генератора 7 на время обратного хода строчной развертки; после чего процесс повторяется. Счетчик 27 подсчитывает число выходньпс импульсов одновибратора 10, Как только зарегистрированное им число становится равным числу строк в поле кадра (в стандартном телевизионном режиме 288) на выходе триггера 34 формируется сигнал, соответствующий кадровому гасящему импульсу (обратному коду кадровой развертки) в телевизионной системе. Этот сигнал подается на формирователь 6, На выходе формирователя 6 формируется видеосигнал, соответствующий распределению черных и белых элементов в считываемой из блока 12 информации, и содержащий строчные и кадровые гасящие и синхронизирующие импульсы, С инверсного выхода триггера 34 сигнал поступает в формирователь 16, запрещая формирование команды Чтение во время обратного хода кадра. После окончания импульса обратного кода кадра регистр адреса блока 12 устанавливается в положение О (сигнал с элемента ИЛИ 26), после чего процесс считывания информа1098 ции из блока 12 повторяется. Выходной сигнал формирователя 6 подается на блок 2, представляющего собой телевизионный монитор), таким образом, воспроизводится на экране считываемая из блока памяти информация. Кроме визуального воспроизведения цифровая информация с информационных шин блока 12 в виде 16-разрядных слов может вьшодится на другие приборы и устройства, например на электронно-вычислительную машину. Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей, позволило существенно повысить быстродействие устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ И ОТОБРАЖЕНИЯ ГРА ШЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ содержащее телевизионный датчик, соединенный с компаратором и с селектором импульсов, подключенным к распределителю импульсов, выходы которого соединены с блоком памяти, с первым коммутатором, с генератором импульсов, с одним входом формирователя видеосигналов, выход которого подключен к блоку видеоконтроля, с первым счетчиком, подключенным к генератору импульсов, и с вторым счетчиком, подключенным к выходу первого счетчика, и группу коммутаторов, о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит регистры сдвига, входы которых подключены к компаратору, к генератору импульсов и к первому коммутатору, а выходы соединены с одними входами коммутаторов группы, другие входы которых подключены к первому счетчику, одновибрат.ор, соединенный с вторым счет- чиком, с распределителем импульсов и с вторым входом формирователя видеосигналов, третий вход которого подключен к одному коммутатору групi пы, формирователь сигналов команд, (Л входы которого соединены с распределителем импульсов, с первым счетчиком, подключенным к первому коммутатору, и с селектором импульсов, а выход подключен к блоку памяти, соединенному с другим коммутатором группы, и второй коммутатор, входы которого подключены к блоку памяти и к первому счетчику, а выходы соединены с х регистрами сдвига. 4 эо 0 х

М9Лл4,9.9,Г6

$ I

С9л Ю

CS.19

Лвсар. /, 3anvf

Фиг 2

jjT

С Зл,5 (,/жо8

J9

38

Фl/г.J

Cff.3/22)

CS/1.5

0

CSji.S

r

4J

a f. /7

.44

46

ffaS/t.f

4S

48

Cf/f.S

фиг. 4