Устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе Советский патент 1985 года по МПК G09G1/16 

выходом счетчика кадров, вход которого соединен с выходом счетчика строк символов, другие выходы счетчи ков символов в строке и счетчика строк символов соединены с соответствующими адресными входами коммутатора адреса, блок оперативной памяти кодов символов, блок оперативной памяти максимальных чисел совпадений и блока оперативной памяти текущих чисел совпадений, -другой управляющий вход которого соединен с выходом счетчика элементов разложения симво85ла и управляющим входом второго элемента сравнения, информационные входы которого соединены с информационным входом и выходом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, выход формирователя видеосигнала и информационный вход-выход блока оперативной памяти текущих чисел совпадений соединены соответственно с другим входом : первого элемента сравнения и входом - выходом счетчика . совпадающих элементов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ТЕЛЕВИЗИОННОМ ИНДИКАТОРЕ, содержащее последовательно соединенные селектор импульсов, генератор элементов разложения, счетчик элементов разложения символа, счетчик символов в строке, счетчик телевизионных строк и счетчик строк символов, последовательно соединенные блок ввода данных, коммутатор записи, блок памяти, генератор символов, формирователь видеосигнала, сумматор, соединенный с телевизионным индикатором, другие . выходы счетчиков элементов разложения символа и телевизионных строк н селектора импульсов соединены соответственно с другими входами формирователя видеосигнала, генератора символов и сумматора, о т л и ч а ю щ е е. с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены счетчик кадров, дешифратор, коммутатор адреса, блок постоянной памяти кодов символов, блок оперативной памяти кодов символов, блок оперативной памяти теку.. jVf П т-:. щих чисел совпадений, блок оперативной памяти максимальных чисел совпадений и последовательно соединенные пороговый элемент, первый элемент., сравнения, счетчик совпадающих элементов и второй элемент сравнения, выход которого соединен с одним из управляющих входов блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений и управляюпщм входом блока оперативной памяти кодов символов, информационньй вход которого соединен с выходом блока постоянной памяти кодов символов и вторым входом коммутатора записи, третий вход которого соединен с выходом блока оперативной памяти кодов символов, а четО) вертый вход - с первым выходом дешифратора, второй, третий, четвертый и пятьй выходы которого соединены соответственно с другим управляющим входом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, одним из управляющих входов блока оперативной памяти текущих чисел совпадений, управляющим входом блока памяти и управляющим входом коммутатора адреса, выход которого соеди нен с адресным входом блока памяти, 00 - а первый адресный вход - с вторым ел выходом блока ввода данных, третий выход которого соединен с одним из входов селектора импульсов, другой вход которого соединен с входом порогового элемента и является входом устройства, четвертый выход блока ввода данных соединен с одним из входов дешифратора, другой вход которого соединен с входом блока постоянной памяти кодов символов и

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в телевизионных дисплеях формирования и отображения информации.

Известно устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе, содержащее счетчики разложения символа по элементам и строкам и последовательно соединенные блок ввода данных, блок памяти, генератор символов, формирователь видеосигналов и телевизионный индикатор. Формирование символа в этом устройстве производится с помощью генератора символов, хранящего очертание знаков используемого алфавита. Набор, .знаков алфавита в виде отрезков линий позволяет построить любое сложное графическое изображение .

Одйако запись графического изображения в устройство производится оператором вручную с помощью блока ввода данных и занимает много времени.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе, содержащее последовательно соединенные блок ввода данных, коммутатор записи, блок памяти, генератор Символов, формирователь видеосигнала, сумматор, телевизионный индикатор, последовательно соединенные селектор импульсов, генератор, элементов разложения и

счетчики, связанные с блоком памяти, генератором символов и формпрователем видеосигнала, а также последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь и регистры адреса, выходы которых подключены к блоку памяти 2.

Недостатком известного устройства является невозможность автоматичесг кой записи и воспроизведения произвольного сложения графического изображения (мнемосхем, графиков, контуров и т.п). Процесс записи таких изображений осуществляется оператором вручную, требует тщательного анализа информации, предварительной подготовки к записи, заключающегося в разбиении изображения на знакоместа и кодировании каждого символа соответствующего знакоместа, и занимает очень много времени. Практическое использование известного устройства при этом существенно ограничивается.

Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе, содержащее последовательно соединенные селектор импульсов, генератор элементов разложения, счетчик элементов разложения символа, счетчик символов в строке, счетчик телевизионных строк и счетчик строк символов, последовательно соединенные блок ввода данных, коммутатор записи, блок памяти, генератор символов, формирователь видеосигнала, сумматор, соединеиньш с телевизионным индикатором, другие выходы счетчиков элементов разложения символа и телевизирнных строк и селектора импульсов соединены соответственно с другими входами формиро вателя видеосигнала, генератора симв лов и сумматора, содержит счетчик кадров, дешифратор, коммутатор адреса, блок постоянной памяти кодов сим волов, блок оперативной памяти кодов символов, блок оперативной памяти текущих чисел совпадений, блок oneративной памяти максимальных чисел совпадений и последовательно соединенные пороговый элемент, первьй элемент сравнения, счетчик совпадающих элементов и второй элемент сравнения, выход которого соединен с одним из управляющих входов блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений-и управляющим входом блока оперативной памяти кодов символов, информационньм вход которого соединен с выходом блока постоянной памяти кодов символов и вторым коммутатора записи, третий вход JKOTOporo соединен с выходом блока оперативной памяти символов, а четвертьй вход - с первым выходом дешифратора, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с другим управляющим входом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, одним из управляющих входов блока оперативной памяти текущих чисел совпадений, управляющим входом блока памяти и управляющим входом коммутатора адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, а первый адресный вход соединен с вторым BX дом блока ввода данных, третий выход к торого соединен с одним из входов селектора импульсов, другой вход которого соединен с входом порогового элемента и является входом устройства, четвертый выход блока ввода данных соединен с одним из входов дешифратора, другой вход которого соединен с входом блока постоянной памяти кодов символов и выходом счет чика кадров, вход которого соединен с выходом счетчика строк символов другие выходы счетчика символов в строке и счетчика строк символов соединены с соответствующими адресными входами коммутатора адреса, блока оперативной памяти кодов символов, блока оперативной памяти максимальных чисел Совпадений и блока оперативной памяти текущих чисел совпадений, другой управляющий вход которого соединен с выходом счетчика элементов разложения символа и управляющим входом второго элемента сравнения, информационные входы которого соединены с информационным входом и вьпсодом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, выход формирователя видеосигнала и информационный вход-выход блока оперативной памяти текущих чисел совпадений соединены соответственно с другим входом первого элемента сравнения и входом-выходом счетчика совпадающих элементов. На чертеже представлена функциональная схема устройства для отображения графической информации на телевизионном индикаторе. Схема содержит селектор 1 импульсов, генератор 2 элементов разложения, счетчик 3 элементов разложения символа, счетчик 4 символа в строке, счетчик 5 телевизионных строк, счетчик 6 строк символов, счетчик 7 кадров, блок 8 ввода данных, коммутатор 9 записи, блок10 памяти, генератор 11 символов, формирователь 12 видеосигнала, сумматор 13, телевизионный индикатор 14,дешифратор 15, коммутатор 16 адреса, блок 17 постоянной памяти кодов символов, блок 18 оперативной памяти кодов символов, блок 19 оперативной памяти текущих чисел совпадений, блок 20 оперативной памяти максимальных чисел совпадений, пороговый элемент 21, элемент 22 сравнения, счетчик 23 совпаи элемент 24 сравЯ ЩИх элементов нения, Устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе работает следующим образом. В режиме записи блок ТО памяти вводится графическая информация вручную или автоматически. Задание режима ручной записи информации производится дерективно с клавиатуры блока 8 ввода данных. Состояние учной записи изображений регистриуется дeшIiфpaтopoм 15 состояний, связанным с блоком 8 ввода данных, который подает управляющие сигналы на коммутатор 9 записи, коммутатор 16 адреса и блок 10 памяти. Коммутатор 9 записи подключает шину данных Олбка 8 ввода данных к информационному входу блока 10 памяти, а коммутатор 16 адреса подключает адресную шину блока 8 ввода данных к адресному входу блока 10 памяти. В момент ввода символа, выбранного с клавиатуры блока 8 ввода данных с дешифратора 15 на управляющий вход блока 10 памяти, подается сигнал записи информации и цифровая информация о коде графического символа с информационной шины блока 10 памяти записывается в его ячейку по адресу, определяемому адресным кодом на адресной шине. Режим ручной записи может быть использован самостоятельно или для корректировки графического изображения , введенного автоматически. Режим автоматической записи задается директивно с клавиатуры блока 8 ввода данных и переводит все устройство воспроизведения графической информации в режим записи. Состояние автоматической записи изображения регистрируется дешифратором 15j кото рый вырабатьгеает временные управляю щие сигналы, синхронизирующие работу блоков устройства. Для этого на вход дешифратора t5 подается информация состояния с выхода счетчика 7 кадров, определяющая код номера телевизионного кадра с момента вклю чения режима автоматической записи. Работа в автоматическом режиме записи многократно повторяется с пе риодом, равным трем телевизионным кадрам. Причем во время первого телевизионного кадра производится запись кода эталонного графического символа в ячейки блока 10 памяти, а во втором и третьем кадрах - сравне ние участков вводимого изображения с изображением эталона, формируемог блоками 10-12, и определение их схо жести. Запись кода эталонного символа - производится следунщим образом. Дешифратор 15 состояний подает упра ля«йщ& сигналы на коммутатор 9 запи си, который подключает информационную шину блока 10 памяти к информацион Яому выходу блока 17 памяти и на комму татор 16 адреса, подключающий выходы счетчика 4 символов в строке и счетчика 6 строк символов к адресному входу блока 10 памяти. Состояние кода счетчика 4 символов в строке определяет адрес столбца, а состояние кода счетчика 6 строк символов адрес строки, в которых расположена ячейка блока 10 памяти. Адреса ячеек блока 10 памяти условно соответствуют положению элемента изображения на телевизионном экране. Непосредственная запись кода эталонного графического символа осуществляется по сигналу, поданному на управлякнций вход блока 10 памяти с дешифратора 15. В течение одного телевизионного кадра во все ячейки памяти будет записан код одного и того же графического символа, номер которого задается состоянием счетчика телевизионных кадров, подключенного к входу блока 17 памяти. Одновременно с вводом эталонного изображейия в блок 10 памяти в данном телевизионном кадре происходит обнуление ячеек блока 19 памяти текуп их чисел совпадений. Для этого его управляющий вход подает сигнал с дешифратора 15, а на адресные входы - сигналы со счетчика и символов в строке и счетчика 6 строк символов, определяющие последовательные адреса обнуляемых ячеек. J Сравнение участков вводимого в устройство изображения с элементарным эталонным изображением производится следующим образом. Телевизионньй видеосигнал изображения подается на пороговьй элемент 21, вьфабатывающий нормированные сигналы, соответствующие логическому нулю (нет элемента изображения) и логической единице (есть двухградационный элемент изображения). Сигнал с выхода порогового элемента 21 подаётся на вход элемента 22 сравнения, на второй вход которого подается сравниваемый сигнал, вырабатьгоаемый формирователем 12 видеосигнала. Формирование эталонного сигнала происходит в режиме считывания информации из блока 10 памяти под управлением счетчика 3 элементов разложения символа, счетчик 4 символа в строке, счетчика 5 телевизионных строк, счетчика 6 строк символов, включенных последовательно, а также селектор 1 импульса. Синхронизирующие импульсы с выхода селектора 1 импульсов поступают на генератор 2 элементов разложения, запуская его во время прямого хода строчной и кадровой разверток. Тем самым ссуществляется жесткая привязка элементов изображения к началу телевизионного кадра и с троки. Генератор 2 элементов раз ложения вырабатывает и тульсы с час тотой следования элементов разложения телевизионного сигнала. Эти импульсы подаются на вход последовательно связанных счетчиков 3-7, работающих в счетном режиме. Текущие значения цифровых кодов с выхода счетчиков 4 символов в строке и сче чика 6 строк символов подаются чере коммутатор 16 адреса на адресный вход .блока 10 памяти. Коды определяют текущий адрес ячейки памяти, из которой происходит считывание информации в данный момент времени. Разрешение на считывание информации из блока 10 памяти производится по .управляющему сигналу с дешифратора 15. Информация из ячейки памяти блока 10 памяти переписывается в генератор.11 символов. Генератор 11 символов производит разложение цифрового кода графического символа по телевизионным строкам (генерацию символов) с помощью сигнала, подава емого на его второй вход с счетчика 5 телевизионных строк. Параллельньй цифровой код с выхода генератора 11 символов подается на формирователь 12 видеосигнала, где с использовани ем сигналов, приходящих с выхода счетчика 3 элементов разложения сим вола, происходит последовательная, временная развертка кода.Сформиро-ванный бинарный видеосигнал эталонного изображения подается на вход элемента 22 сравнения. : Элемент 22 сравнения сравнивает 1элементы вводимого и эталонного изображений, вьшолняя логическую операцию суммирования по модулю 2, т,е. еслй текущие элементы изображе ния данного знакоместа одинаковы (оба элемента одновременно принимают значения логического О или логической 1), то элемент 22 выраба тьгоает импульс с привязкой к сигналу подаваемому на элемент 22 с генератвра 2 элементов разложения. Импуль сы элемента 22 сравнения поступают в счетчик 23 совпадающих элементов. производящий подсчет количества совпадающих элементов вводимого изображения и эталонного изображения в текущем знакоместе. Процесс сравнения . эталонного символа и анализируемого изображения происходит последовательно строка за строкой в соответствии с телевизионным форматом. За время прямого хода развертки телевизионной строки производится последовательньш анализ всех знакомест изображения (нечетных во время действия одного кадра изображения и четных во время следующего за ним кадра изображения), расположенных вдоль данной строки. Поскольку знакоместо изображения занимает несколько телевизионных строк, то информация из счетчика совпадающих элементов должна быть запомнена по окончанию текущего знакоместа и восстановлена с началом знакоместа на следующей строке. Операцию хранения текущих чисел совпадающих элементов вьтолняет блок 19 оперативной памяти текущих чисел совпадений. Для данного момента окончания текущего знакоместа в строке в блоке 19 производится запись информации из счетчика 23 по управляющему сигналу с выхода счетчика 3 элементов разложения символа в ячейку памяти, адрес которой определяется кодами, поданными на адресньш вход блока 19 с счетчика 4 символов в строке и счетчике 6 строк символов. В счетчик же 23 переписывается информация из стедующей по порядку строки ячейки блока 19, определяющая число совпадающих элементов сле7 дующего знакоместа эталонного и вводимого изображения к моменту формирования текущей телевизионной строки. Информационный объем блока 19 по количеству ячеек памяти равен информационному объему блока 10 памяти. Пе- ресьшка информации из счетчика 23 в блок 19 и обратно из блока 19 в счетчик 23 связана с потерей времени при счете чисел совпадающих элементов. Поэтому анализ знакомест изображения производится через одно знакоместо и занимает один кадр для нечетных знакомест и один кадр для четньк знакомест. В момент окончания формирования текущего знакоместа сумма накопленных в счетчике 23 совпадающих элементов соответствует колиеству общих совпадающих элементов записьшаемого и эталонных изображеНИИ и пропорциональна их корреляции. Эта сумма сравнивается с максимальным числом совпадающих элемен тов данного знакоместа, определенных в предьздущих периодах (кадрах) анализа изображения на основе сличе ния иньк эталонов с участками изображения. Такая информация хранится в блоке 20 памяти максимальных чисел совпадения и выводится из ячейки памяти,адрес которой задается кодами счетчика 4 символов в строке и счетчике-6 строк символов. Число ячеек памяти блока 20 равно числу ячее памяти блока 10 памяти. Сравнение чи сел осуществляет элемент 24 сравне ния в момент окончания формирования знакоместа в последней строке знако места по сигналу, поданному на вход элемента 24 сравнения с счетчика 3 элементов разложения символа. Если после сравнения чисел окажется, что сумма, накоплненная в счетчике 23, больше числа, выведенного из блока 20, то в его текущей ячейке происхо дит смена информации. В данную ячей ку по управляющему сигналу элемента 24 сравнения вводится новое число из счетчика 23 совпадающих эле. ментов. Одновременно записываю ций сигнал с элемента 24 сравнения подается в блок 18 памяти и код текущего символа графического изображения переписьгеается в ячейку памяти, адрес которой определяется кодом счетчика 4 символа в строке и счетчиком 6 строк символов. Блок 12 кодов символов хранит информацию о коде символа (эталона), максималь но коррелированного (имеющего большее число совпадающих элементов) с текущи участком вводимого изображенин. Само же число совпадающих элементов хранится в блоке 20 памяти максимальных чисел совпадений. Период записи изображенпл, в течение которого во время первого телевизионного кадра производится вво кода одного символа из блока 17 в блок 10 памяти, а затем во время второго и третьего кадра происходит анализ знакомест эталонного и записываемого изображений на схожесть, повторяется многократно. Число таких периодов определяется общим количеством символов алфавита графических элементов, которое также бпределяет объем блока 17. В каждом периоде определяются знакоместа изображения, более коррелированные с теку1Щ м эталонным символом, и код этого символа записывается в бл.ок 18. Таким образом, после анализа схожести изображения со всеми эталонными символами в блоке 18 будет храниться введенная информация об изображении. Окончание работы устройства по автоматической записи изображения происходит по команде дешифратора 15 состояний. При этом ПС сигналам дешифратора 15 состояний коммутатор 9 записи подключает выход блока 18 к информатщонному входу блока 10 памяти и по управляющему сигналу дашифратора 15 в течение одного телевизионного кадра информация из блока 18 последовательно переписывается в ячейки памяти блока 10 памяти, адрес которых задается адресными кодами счетчика 4 символов в строке и счетчика 6 строк символов. После ввода изображения дешифратор 15 состояний переводит все устройство в режим считывания информации. В режиме считывания информации производится вывод информации из блока 10 памяти через генератор 11 символов, формирователь 12,видеосигнала и сумматор 13 на отображение в телезизионный индикатор 14. Работа устройства в этом режиме происходит под управлением селектора 1 импульсов, генератора 2 элементов разложения и счетчиков 3-6 разложения. Формирование видеосигнала в режим считывания на выходе формирователя 12 видеосигнала ничем не отличается от формирования видеосигнала эталонного изображения в режиме автоматической записи изображения и описано вьше. Видеосигнал изображения подается на сумматор 13, на второй вход которого подаются синхронизирующие импульсы с селектора 1 импульсов. На выходе сумматора 13 образуется полный телевизионный видеосигнал изображения, которое воспроизводится на телевизионном индикаторе 14. Использование предложенного устройства воспроизведения графической информации по сравнению с известными позволяет значительно повысить скорость записи и воспроизведения любых сложных графических изображений. Время автоматической записи изобр ажения в устройство составляет

3/50 n с, где n - общее количество символов графического алфавита, и для n 128 составляет всего 7,7 с. Предложенное устройство обладает.высокой помехоустойчивостью, поскольку процесс анализа вводимых изображений основан на определении корреляции участков изображения с эталонными

символами, т.е. основан на использовании интегральных оценок. Кроме того, достоинством устройства является высокая точность воспроизведения изображения, которая растет с увеличением количества знакомест изображения и символов графического алфавита.