Устройство для ввода и вывода цветной графической информации Советский патент 1987 года по МПК G06F3/153 

113

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам для ввода и вьшода информации, и может быть использовано при цифровой обработке графической информации.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности обработки контурных цветных изображений.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства и схема блока коррекции яркости изображения на фиг.2 - схема знакогенератора; на фиг.З - схема блока считывания координат; на фиг.4 - схема блока формирования цветовых составляющих изображений; на фиг.5 - схема блока формирования растра.

Устройство ввода - вывода цветной графической информации содержит блок 1 памяти, блок 2 формирования цветовых составляющих изображения, блок 3 коррекции яркости изображения, цифро- аналоговый преобразователь (ЦДП) 4, телевизионный индикатор 5, блок 6 формирования растра, знакогенератор 7, блок 8 считывания координат, первый 9 и второй 10 элементы ИЛИ.

Информационный выход блока 1 памяти подключен к первому информационному входу блока 2 формирования цветовых составляющих, управляющий вход i oToporo связан с выходом первого элемента ИЛИ 9, а выход соединен с первыми информационными входами-блока 3 коррекции яркости изображения и ЦАП 4, управляющий вход которого связан с выходом второго элемента ИЛИ 10, а вьпсод - с входом модуляторов телевизионного индикатора 5, вход развертки которого подключен к первому выходу блока 6 формирования растра, второй вход которого, в свою очередь, связан с адресными входом знакогенератора 7 и первым информационным входом блока 8 считывания координат, а третий выход - с адресным входом блока 1 памяти, четвертый выход - со вторым входом блока 3 коррекции яркости изображения, первый и второй выходы которого подключены к третьим входам соответственно первого и второго элемента ИЛИ 9 и 10, первые входы которых подключены к второму выходу блока 8 считывания координат, вторые входы к выходу знакогенератора 7, информационный вход и-лторого, а также информационный вход

42

блока 1 памяти, вторые информационные входы блока 2 формирования цветовых составляющих и блока 8 считывания координат связаны с входом устройстна, а первый выход блока 8 считывания координат связан с выходом устройства.

Блок 3 коррекции яркости изображения (фиг.1) содержит первый регистр

11, первый и второй входы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматоров 12 и 13, вторые входы которых, а также вход первого регистра 11 соединены с первым входом блока, а ВЬЕХОДЫ первого и второго сумматоров связаны с первыми входами соответственно первой и второй схемы 14 и 15 сравнения, вторые входы которых подключены к

выходу первого регистра 16, а выходы - к первому и второму входу коммутатора 17, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входу первого и второго элемента И 18 и 19, причем выход первого элемента И 18 связан с первым выходом блока, второго элемента И 19 - со вторым выходом, блока, а третьи входы первого и второго

.элементов И 18 и 19 подключены к первому выходу второго регистра 20, вто рой выход которого подключен к третьему входу коммутатора 17, а вход и вход первого регистра 16 связаны с

третьим входом блока.

Знакогенератор 7 предназначен для формирования на экране телевизионного индикатора 5 изображения сообщений, выводимых из ЭВМ, и содержит

регистр 21, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 22, триггер 23, схему 24 сравнения, первый и второй счетчики 25 и 26, входы которых подключены к информационному входу блока, третий, четвертый и шестой счетчики 27 - 29, входы которых связаны с адресным входом блока, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 30, подключенное к выходу блока, и пятый

счетчик 31.

Блок 8 считывания координат пред-- назначен для указания координат объектов изображения как со стороны ЭВМ при выводе информации, так и оператором при ее вводе и содержит первьй и второй счетчики 32 и 33, входы которых связаны со вторым входом блока и выходом первого и второго датчиков

ЗА и 35. угол - код, механически связанных с шаром 36, схему 37 сравнения, третий и четвертый счетчики 38 и 39, триггер 40, ПЗУ 41, пятый счетчик 42 и регистр 43, который связан со вторым выходом-блока, третьим и четвертым счетчиками 38 и 39 и с пер вьм входом блока.

Блок 2 формирования цветовых составляющих предназначен для динами- ческого изменения трех R, G,В цветовы составляющих изображения и содержит первое ОЗУ 44, коммутатор 45, второе ОЗУ 46 и регистр 47.

Блок 6 формирования растра пред- назначен для формирования импульсов развертки телевизионного индикатора 5 и согласования работы блоков устройства и содержит- генератор 48, подключенный к -третьему и четвертому выходам блока и к последовательно соединенным первому и второму счетчикам 49 и 50, соединенных с третьим выходом блока и первым и вторым ПЗУ 51 и 52, которые соединены с элемен- том ИЛИ 53, выход которого подключен к первому выходу блока, а выходы первого ПЗУ 51, второго ПЗУ 52 и гене- ратора 48 подключены ко второму выходу блока.

Телевизионный индикатор 5 предназначен для отображения выводимой информации и содержит цветную элект- ронно-х1учевую трубку (ЭЛТ), генерато строчной и кадровой частоты, отклоня ющую систему и усилители отклонения.

Цифроаналоговый преобразователь 4 предназначен для преобразования цифрового кода значения яркости R, G, В в три управляющих напряжения модуля- тором ЭЛТ и состоит из трех каналов, содержащих схему совпадения, подключенную к декодирующей резистивной матрице и выходной усилитель напряжения .

Блок . 1 памяти предназначен для хранения значения яркости элементов растра отображенного изображения и содержит коммутатор, подключенный к адресной шине матричной памяти, вы- ход которой подключен к выходу блока

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии ввода или вывода информации устройство работает в ре жиме отображения, осуществляя периодическое отображение на экране ЭЛТ телевизионного индикатора 5 изобра

.-

з

-5 -20

35

45

55

жения, записанного в блоке 1 памяти, алфавитно-цифровой информации, записанной в ОЗУ 22, знакогенератора 7 и маркера с координатами, заданными в счетчике 32 и 33 блока 8 считывания координат с частотой, определяемой генератором 48 прямоугольных импульсов блока 6 формирования растра. Генератор 48 непрерывно запускает последовательно подключенные первьй счетчик 49, формирующий адрес столбца растра, и второй счетчик 50, формирующий адрес строки растра.

Код адреса столбца поступает на первое ПЗУ 51, с выхода которого после адреса последнего элемента строки растра формируется строчный гасящий импульс, а код адреса строки поступает на второе ПЗУ 52, с выхода которого после адреса последней строки формируется кадровый гасящий импульс. Строчные и кадровые гасящие импульсы смешиваются элементом ИЛИ 53 и поступают на запуск генератора строчной и кадровой частоты телевизионного индикатора 5, который формирует периодическую растровую развертку луча ЭЛТ, координаты растр-элементов которого совпадают с адресацией первого счетчика 49 и второго счетчика 50. Одновременно с выхода первого, и второго счетчиков 49 и 50 координаты элементс-в растра поступают на адресный вход блока памяти 1, с выхода которого снимается считанное по этим адресам п - разрядное значение оптической составляющей яркости цветов данного растра-элемента, поступающее затем на адресный вход первого ОЗУ 44 блока 2 формирования цветовых составляющих изображения, который в динами- |ческом режиме в процессе движения луча ЭЛТ определенным из 2 значениям яркости блока 1 памяти ставит три других из 2 значения яркости каждого цвета, которые через ЦАП 4 поступают на управляющие входы соответствующих модуляторов R, G.B ЭЛТ телевизионного монитора 5.

Второе ОЗУ 46 содержит 2 слов по разрядов, где соответствующие п разрядов на каждый цвет формируют яркостный сигнал синего, красного и зеленого цвета (R, С, В). Значения яркости растр-элемента из блока 1 памяти поступают на адресные входы ОЗУ 46. Если по всем адресам ОЗУ 46 записать три одинаковых п-разрядных

5 , . 13

значения, равные адресуj то в этом случае на модулятор ЭЛТ поступают три одинаковых значения яркости цветов R, G, В, в .результате чего на экране ЭЛТ отображается черно-белое изображение. Если в ОЗУ 46 записать слово, каждая треть которого (п разрядо для каждого цвета) соответствует третьей части множества адресов, то в результате получим разбиение ства значений 2 на три подмножества

2 . значений - для цветов R, G.,B. Таким

образом, при таком заполнении ОЗУ 46 знач.ения яркости каяодого цвета записывают в - разрядов блока 1 памяти н

независимо управляют модуляторами цвета ЭЛТ,

Соответственно заполняя ОЗУ 46 другими значениями, можно получить любое произвольное изменение яркосте основных цветов относительно исходных, производя контрастирование, выделение составляющих и т.д,,, получая в общем случае на экране ЭЛТ 2 цветовых оттенков.

Отображение алфавитно-цифровой ин формагдии осуществляется прн выводе из ЭВМ кода отображаемого символа, заносимого в регистр 21, и координат его знакомства, заносимых в первый счетчик 25 и второй счетчик 26 знакогенератора 7. Одновременно с вводом кода символа в регистр 21 вводится триггер 23, с выкода которого поступает сигнал разрешения записи данных с регистра 21 в ОЗУ 22. В ОЗУ 22 заносятся коды вводимых символов по адресам, задаваемЕ)1х первым счетчиком 25 и вторым счетчиком 26. соотв.ет- ствующих координатам символа на экране ЭЛТ блока 5 индикации, занесение которых осуществляется по сигналу сравнения, формируемого схемой 24 сравнения, при совпадении задаваемо

ГО адреса первым и вторьщ счетчиками 25 и 26 и текущего адреса развертки, определяемого четвертым и шестым счетчиками 28 и 29,

Одновременно сигнал сравпения сбрасывает триггер 23, который спи- мает сигнал разрешения записи в ОЗУ 22. Периодическое отображение алфавитно-цифровой информации, записанной в ОЗУ 22 с формированием растра луча ЭЛТ, осуществляется при опросе

5964

изу

изображения всех отображаемых симво

20, в котором защиты микрорастры

5,

лов, причем код символа на ПЗУ 30 для данного знакоместа, определяемого четвертым и шестым счетчиками 28 и 29, поступает с ОЗУ 22, номер строки микрорастра изображения символа с третьего счетчика 27, а номер столбца с пятого счетчика 31.

С выхода ПЗУ 30 видеосигнал алфавитно-цифровой информации через первый элемент ИПИ 9 поступает на вход второго ОЗУ 46, переводя его, в режим хранения, чем на этом участке растра гасит отображаемую информацию с блока 1 памяти. Одновременно через второй элемент ЮЧИ 10 этот видеосигнал микрорастра врезается в видеосигнал строки и поступает на вход ЦАП 4, управляя модулятором телевизионного монитора 5, В результате на экране ЭЛТ в данном знакоместе растра изображение с блока 1 памяти гасится и накладывается изображение символа.

Ввод данных в ЭВМ осуществляемся блоком 8 считывания координат в виде координат объектов цветного или черно-белого изображения, отображаемого на экране ЭЛТ телевизионного монитора

с помощью специальной стрелки-маркера. Координаты маркера задаются первым счетчиком 32 и вторым счетчи- кo 33 блока 8 считывания координат и поступают на схему 37 сравнения,

на вторые входы которой поступают координаты текущего положения луча ЭЛТ с третьего и четвертого счетчика 38 и 39 о При сравнении заданных к оорди- нат маркера и координат луча ЭЛТ сигнал с выхода схемы 37 сравнения взводит триггер 40, который разрешает считывание информации с ПЗУ 41, В ПЗУ 41 зашит микрорастр изображения стрелки маркера, который построчно

по сигналу сравнения заносится в регистр 43 сдвига и синхроимпульсами с блока 6 формирования растра последовательно считывается.С выхода регистра 42 видеосигнал изображения стрелки маркера через первый элемент 1-ШИ 9 поступает на блок 2 формирования цветовых составляющих изображения,, гася отображаемую информацию с блока 1 памяти, и через

второй элемент ИЛИ 10 поступает на вход ЦАП 4 для управления модулятором ЭЛТ. Одновременно при взводе триггера 40 разрешается взвод пятого счетчика числа строк микрорастра

изображения маркера. По завершению отображения маркера на заданном месте экрана ЭЛТ сигнал переполнения пятого счетчика 42 сбрасывает триггер 40, чем запрещает отображение маркера. Исходные .координаты маркера задаются из ЭВМ параллельной записью их в первом и втором счетчиках 32 и 33.

Оператор имеет возможность управ- лять перемещением маркера по экрану, изменяя состояние первого и второго счетчиков 32 и З З вращением в нужном направлении шара 36. При повороте шара 36 вертикальная составляющая вра- щения передается на датчик 34 угол - код, а горизонтальная - на датчик 35 угол - код. С выхода датчика 34 угол код синхроимпульсы.поступают на счетный вход первог.о счетчика 32, изменя значение координат маркера по вертикали, а с выхода датчика 35 угол - код - на вход второго счетчика 33, изменяя значение коордикат маркера по горизонтали. При установке опера- тором маркера В необходимом месте на экране ЭЛТ для указания объектов изображения или его частей в ЭВМ вводятся их координаты, снимаемые с выходов первого и второго счетчиков 32 и 33.

Обработка в интерактивном режиме выведе нного из ЭВМ изображения, визуализированного на экране ЭЛТ телевизионного индикатора 5, осуществля- .ется путем задания параметров в регистр 47 блока 2 формирования, цветовых составляющих изображения для изменения цветовых или полутоновых характеристик изображения и в первый и второй регистры 16 и 20 блока 3 коррекции яркости изображения для вьщеления границ или контуров объектов. Изменение цветовых характеристи изображения осуществляется в динами- ческом режиме синхронно с двиясением луча ЭЛТ с помощью первого и второго ОЗУ 44 и 46 блока 2 формирования цветовых составляющих изображения, для чего на адресные входы ОЗУ поступают данные об исходных значениях яркости с выхода которых снимаются любые другие заранее записанные в ОЗУ из ЭВМ через входной регистр 47.

Вьщеление контуров объекта осуще- ствляется в динамическом режиме за |счет определения разности значений оптической яркости при двухм.ерном

преобразовании. Для этого текущее значение растр-элемента поступает на цифровую линию задержки - первый регистр 11 сдвига блока 3 коррекции яркости изображения и далее на первый сумматор 12, где производится вычитание текущего значения с предыдущим по строке, и на второй сумматор 13J где производится вычитание текущего значения с предьщущим значением по столбцу, С выходов первого и второго сумматоров 12 и 13 двухмерные значения разностей яркости со седних элементов растра поступают на первый вход первой и второй схемы 14 и 15 сравнения, на втором входе которых установлено допустимое значение разности со второго регистра 16, задаваемое из ЭВМ.

С выходов первой и второй схем 14 и 15 сравнения сигналы больше (меньше) допустимого значения перепада яркостей по Вертикали и горизонтали через коммутатор 17, управляемьт со стороны ЭВМ записью данных в третий регистр 20, поступаютна первьШ и второй элементы И 18 и 19. С выхода первого элемента И 18 сигнал результата двухмерного преобразования перепада яркостей при наличии соответствующего сигнала разрешения с третьего регистра 20 поступает через первьш элемент НИИ 9 на блок 2 формирования цветовых составляющих изображения для гашения луча на экране ЭЛТ, а с выхода второго И 19 через второй элемент ИЛИ 10 на преобразователь 4 для открытия модулятора ЭЛТ блока 5 индикации. Таким образом, оператор через задание параметров в .регистры блока 3 коррекции яркости изображения имеет возможность производить обработку изображения в интерактивном режиме, выделяя границы или контуры объектов по величине двухмерного преобразования перепада яркостей.

. Использование заявляемого устройства позволяет повысить производительность труда при обработке изображений в интерактивном режиме, связанной с выделением границ, контуров изображений.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода и вывода цветной графической информации, со

913

держащее блок памяти, информационный Бькод которого подключен к первому информационному входу блока формирования цветовых составляющих изображения, информационный выход которого соединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входами модуляторов телевизионного индикатора, входы развертки которого подключены к первому выходу блока формирования растра, второй выход которого соединен с адресным входом знакогенератора и ннформаци онным входом блока считывания координат, первый выход которого является выходом устройства, а третий выход блока формирования растра соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого является входом устройства и подключен к информационному входу знакогенератора и вторым информационным входам блока формирования цветовых составляющих изображения и блока считывания координат, второй выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу знакогенератора, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом блока формирования цветовьк составляющих изображения, а выход второго элемента ИЛИ - с управляющим входом цифроаналогового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности обработки контурных цветных изображений, оно содержит-блок коррекции яркости изображения, первый информа

0

5

с

596410

идонный вход которого подключен к выходу блока формирования цветовых составляющих изображения, второй информационный вход - к четвертому выходу блока формирования растра, третий информационный вход соединен с входом устройства, а первый и второй выходы подключены соответственно к третьим входам первого и второго элементов ИЛИ,

2, Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок коррекции яркости изображения содержит три регистра, два сумматора, две схемы сравнения, коммутатор и два элемента И, выходы которых являются пер- вьпч и вторым выходами блока, первым и вторым информационньми входами которого являются соответственно первый и второй входы первого регистра, третьим информационным входом устройства является вхйд, второго регистра,, соединенный с входом третьего регистра, первые входы первого и второго сумматоров подключены к первому информационному входу устройства, выходы первого регистра соединены с вторьпчи |(входами первого и второго сумматоров, выходы которых подключены соответственно к первым входам первой и второй схем сравнения, вторые входы которых соединены с выходом второго регистра, а выходы - с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого подключен к первому выходу третьего регистра, второй выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые и третьи входы которых подключены к выходам коммутатора.

0

5

0

5

0

Фиг. г

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для вйода и вывода . цветной графической информации. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности обработки контурных цветных изображений. Указанная цель достигается в устройстве тем, что оно содержит блок коррекции яркости изображения, первый информа- 1ЩОННЫЙ вход которого подключен к выходу блока формирования цветовых составляющих изображения, второй информационный вход - к четвертому выходу блока формирования растра, третий информационный вход соединен с входом устройства, а первый и второй выходы подключены соответственно к третьим входам первого и второго элементов ШШ. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л (to ел CD О5

От 8)(ода ус- 8а

От блотЬ

Фиг.д

Редактор П.Гереши

Составитель Т.Ничипорович

Техред Л.Олийнык Корректор М.Пожо

Заказ 2363/50 Тираж 672 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг4

ери г. 5