Устройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора Советский патент 1990 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для вывода графической информации из ЭВМ.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока приоритета; на фиг.З - структурная схема блока ело- жения-умножения; на фиг.4 - форматы слов первого (а), второго (б) и третьего (в) блоков оперативной памяти; на фиг.5 - временная диаграмма работы устройства в режиме отображе- ния.

Устройство содержит блок 1 синхронизации, первый счетчик 2, второй счетчик 3, первый коммутатор 4, второй коммутатор 5, первый оперативный блок 6 памяти, первый регистр 7, второй регистр 8, формирователь 9 видеосигнала, телевизионный индикатор 10, второй блок 11 оперативной памяти, третий регистр 12, блок 13 приорите- та, третий коммутатор 14, четвертый регистр 15 координаты X, пятый регистр 16, третий блок 17 оперативной памяти, вычитатель 18, блок 19 сложения-умножения.

Блок 13 приоритета содержит стро- бируемый дешифратор 20, триггеры 211,...,21N, шифратор 22 приоритета.

Блок 19 сложения-умножения содержит шестой регистр 23, первый преобразователь 24 кода, второй преобразователь 25 кода, седьмой регистр 26, первый сумматор 27, восьмой регистр 28, третий преобразователь 29 кода,

0

5

0

40 д5 0

5

девятый регистр 30 и второй сумматор 31.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 синхронизации формирует на первом выходе опорный синхросигнал, обеспечивающий согласованную работу всех блоков и элементов устройства (см,фиг.5), на втором выходе - строчный синхроимпульс, на третьем - кадровый синхроимпульс, на четвертом - смесь импульсов, необходимую для управления работой формирователя 9 видеосигнала.

Счетчик 2 формирует значения координаты X в соответствии с положением луча телевизионной развертки по горизонтали. По переднему фронту опорного синхросигнала значение в счетчике 2 увеличивается на единицу. По строчному синхроимпульсу счетчик 2 обнуляется.

Счетчик 3 формирует значения координаты Y растра, соответствующей номеру текущей строки телевизионной развертки. По строчному синхроимпульсу происходит наращивание значения в счетчике 3 на единицу. По кадровому синхроимпульсу счетчик 3 обнуляется.

Коммутаторы 4 и 5 в зависимости от сигнала на управляющих входах коммутируют на выход или значения X

и Y от внешнего источника, например ЭВМ (при записи в устройство вводимого изображения), или значения 0 со счетчиков 2 и 3 при отображении,.

Блок 6 памяти кадра предназначен для хранения значений признака границы и цвета (см.фиг.4а). Признак драницы является одноразрядным, приs13

чем леная граница области, подлежащей закраске, обозначается значением 1, а правая - значением 0; Питу признака соответствует первый выход блока 6 памяти. На второй выход блока 6 памяти поступает значение цвета Ц, разрядность которого k определяется по формуле

k log 2 К

где К - максимальное количество одновременно отображаемых полутонов или цветовых оттенков.

Регистр 7 служит для фиксации данных, считываемых из блоков 6 памяти. Запись в регистр 7 происходит по переднему фронту сигнала на управляющем входе. При этом значения, поступающие на первый и второй информационные входы регистра, передаются ответственно на первый и второй выходы регистра.

Регистр 8 служит для фиксации текущего значения отображаемого цвета, поступающего далее на формирователь 9 видеосигнала. Запись в регистр 8 производится по заднему фронту сигнала на управляющем входе.

Формирователь 9 формирует на основе цифрового кода, поступающего из регистра 8, один аналоговый видеосигнал (при отображении черно-белых полутоновых изображений) или три аналоговых видеосигнала (соответствующих красной, зеленой и синей составляющим при отображении цветных полутоновых изображений), поступающих затем на видеовход телевизионного индикатора 10.

Блок 11 предназначен для хранения значений приоритета изображения и приращения цветами (см.фиг.46). Разрядность п кодирования приоритета выбирается согласно формуле

п 7 log, N,

где N - максимальное количество потенциально перекрывающихся изображений.

Разрядность и форма представления Л Ц определяются спецификой конкретной реализации устройства. Значения приоритета и и Ц поступают соответственно на первый и второй выходы блока 11.

Регистр 12 служит для фиксации анных, считьваемых из блока 11.

пись в регистр 12 происходит по переднему фронту сигнала на управляющем входе. При этом значения, посту- пающие на первый и второй информационные входы регистра, передаются ее ответственно на первый и второй его выходы.

Блок 13 приоритета (фиг.2) фор- JQ мирует номер наиболее приоритетного из изображений, подлежащих визуализации в текущем такте синхронизации. При этом стробируемый дешифратор 20 служит для формирования по единично- 5 МУ УРОВНЮ сигнала на управляющем входе сигнала на одном из выходов, номер которого соответствует коду, поступающему на информационный вход дешифратора 20. По заднему фронту сиг- 0 нала от дешифратора 20 в один из триггеров 211,...,21N записывается значение, поступающее на первый вход блока 13 приоритета. Так как первая граница закрашенных областей и изоб- 5 ражений задается единичным битом, то количество взведенных в единицу триггеров 21ч , ...,21N определяет количество одновременно отображаемых перекрывающихся изображений в текущем, 0 такте синхронизации. Формирование номера наиболее приоритетного из них осуществляется шифратором 22, который может быть выполнен, например, в ви

де постоянного запоминающего устройства объемом 2 п-разрядных слов,в

котором для всех возможных входных комбинаций записаны требуемые выходные значения, задающие приоритет изображений.

Коммутатор 14 предназначен для коммутации на выход значения приоритета (номера) изображения или с выхода блока 13 (при высоком уровне сигнала на управляющем входе), или с

первого выхода регистра 12 (при низком уровне сигнала на управляющем входе).

Регистры 15 и 16 служат для фиксации значений координаты X, сформированных в счетчике 2, с задержкой соответственно на один и два такте синхронизации. Запись в регистры 15 и 16 производится по переднему фронту сигнала на управляющем входе. Блок 17 памяти цветности предназ

начен для хранения текущих значений Хн, ДЦ и Цн (см.фиг.4в) для каждого из отображаемых в текущем такте синхронизации изображений. При этом

значения Х„ и Ц и соответствуют левой границе подлежащей закраске области. Значения Хн, 4Ц и Цн поступают соответственно па первый, вто- рой и третий информационные входы бка 17 и записываются в каждом такте по переднему фронту сигнала на управляющем входе блока 17.

ВЫЧИТЗТРЛЬ 18 предназначен для вычисления разности

А X - X . - X

н

причем XT поступает с выхода регист- ра 16.

Блок 19 сложения-умножения служит .для вычисления текущего значения цвета 1ДГ по формуле

Цт ДХ-ЛЦ + Дн

Так как Ц т должно вычисляться в темпе телевизионной развертки, что предъявляет высокие требования к быстродействию блока 19, наиболее целесообразна конвейерная организация данного блока (фнг.З), при которой Цт вычисляется фактически по следующей формуле:

ur

0

5

нат X и Y служат для подачи значений координат X и Y при записи в устройство новых изображений1, вход Запись служит для подачи в устройство сигнала записи данных от внешнего источника; вход И1 является информационным и предназначен для передачи в устройство значений признака и цвета; вход И2 также является информационным и предназначен для передачи в устройство значений приоритета и /Щ.

В исходном состоянии содержимое блоков 6 и 11 является нулевым, что соответствует фоновой закраске.

В режиме записи изображения в устройство через коммутаторы 4 и 5 на адресные входы блоков 6 и 11 поступает адрес записываемой информации, а на информационные входы - значения признака границы, цвета, приоритета и ЛИ. При этом для каждой закрашенной области задается левая и правая границы или только левая в случае, если, справа область ограничена другой областью, принадлежащей этому же изобретению. При записи Л Ц может вычисляться по формуле:

30

ли - ц У

ЛЦ - у л х Л X л

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для вывода графической информации на ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок 1 синхронизации, первый 2 и второй 3 счетчики, первый 4, второй 5 и третий 14 коммутаторы, первый 6, второй 11 и третий 17 блоки оперативной памяти, первый 7, второй 8, третий 12, четвертый 15 и пятый 16 регистры, блок 13 приоритета, вычитатель 18, формирователь 9 видеосигнала, телевизионный индикатор 10, блок 19 сложения-умножения с соответствующими связями. В блоки 6 и 11 памяти заносятся коды границ фрагментов изображения, приоритета и изменения цвета. При считывании по адресам из счетчиков 2 и 3 из блоков 6 и 11 считывается информация и заносится в регистры 7 и 12. Блок 13 приоритета формирует коды приоритетов фрагментов, которые через коммутатор 14 поступают на адресный вход блока 17 памяти, в котором хранятся текущие координаты X, коды цвета и изменения цвета. Считанная из блока 17 памяти информация, проходя через вычитатель 18, блок 19 сложения-умножения, преобразуется в формирователе 9 в стандартный видеосигнал. Изменение приоритетов отображения фрагментов и возможность модификации цветов фрагментов позволяет повысить быстродействие устройства. 5 ил.

При этом логарифмическая функция реализуется преобразователями 24 и 25 кода, а степенная - преобразователем 29 кода, которые могут быть выполнены в виде постоянных запоминающих устройств. Регистры 23, 26, 28 и 30 служат для фиксации следующих промежуточных результатов: лх, Л Ц,

ц,

соответственно на первом, втором

и третьем информационном входах регистра 23, log ,j ЛХ, log Д(, Ц ц на первом, втором и третьем информа- ционных входах регистра 26, + -f- log-ЛЦ, 11ц на первом и втором информационных входах регистра 28,

„ Рое„ ДХ + аи, ,,

2 7 2 ,Ц н 1 первом и втором

информационных входах регистра 30.

Запись в регистры 23, 26, 28 и 30 осуществляется по заднему фронту сигнала на управляющем входе.

Вход Режим служит для управления режимом работы устройства путем задания или режима записи в устройство нового выводимогц изображения, или режима отображения; входы коорди5

,

0

где Ип и Хп - значения цвета и координаты X для правой границы подлежащей закраске области;

Цд и Хд - то же, для левой грани- цы области.

Во избежание искажений при изображении запись целесообразно начинать с наиболее приоритетного изображения и в дальнейшем вести запись изображений в порядке убывания их. приоритета. Тонкие .линии, толщиной в один элемент растра по X, записываются как правые границы изображений, т.е. нулевым признаком границы.

В режиме отображения (см.фиг.5) на блоки 6 и 11 поступает адрес со счетчиков 2 и 3, в соответствии с которым содержимое блоков 6 и 11 считывается синхронно с телевизионной разверткой для вывода на экран теле- внзпонного индикатора.Считанные данные по переднему фронту опорного синхросигнала фиксируются в регистрах 7 и 12, после чего значение приоритета с первого выхода регистра 12 поступает

на блок 3 приориим i, n котором по заднему фронту опорного синхросигнала соответствующий триггер 21 фиксирует значение признака границы.Низкий уровень опорного синхросигнала переключает коммутатор 14 на передачу значения приоритета с первого выхода регистра 12 на адресный вход блока 17 памяти цветности, в котором по переднему фронту опорного синхросигнала фиксируется текущие значения Хи, JU и Цн, поступившие соответственно с выхода регистра 15, с второг выхода регистра 12 и с второго выход регистра 7. При этом в простейшем случае, соответствующем фоновому содержимому блоков 6 и 11, осуществляется запись в нулевую ячейку блока 17 текущего значения Х н и нулевых значений ЛИ и Цн. В следующем такте при высоком уровне опорного синхросигнала на адресный вход блока 17 через коммутатор 14 поступает значение из блока 13 приоритета, определяющее номер наиболее приоритетного изображения из числа подлежащих визуализации в текущем такте синхронизации. Соответствующие параметры считываются из блока 17 и по заднему фронту опорного синхросигнала заносятся в первый регистр 23 блока 19 сложения-умножения. При этом на первый информационный вход блока 19 значение, считанное с первого выхода блока 17, поступает через вычитатель 18, на первый вход которого подается Хт с выхода регистра 16, -что означает фактическую запись в блок 19 по первому информационному входу значения X X т - X и. В блоке 19 сложения-умножения происходит вычисление текущего значения цвета Цт:

дт ц „+ ли лх

Как видно из временной диаграммы на фиг.5, значения, находящиеся в блоках 6 и 11 памяти кадра по адресу, сформированному в счетчиках 2 и 3 в такте i, могут попасть на выход блока 17 только в такте i+2, для чего значение Хт, поступающее на вычитатель 18, также задерживается на два такта с помощью регистров 15 и 16, Еще на пять тактов информация задерживается в блоке 19 и регистре 8.

Таким образом, в устройстве реализован конв ейер, который при сравни

тгльно низких требованиях к быстродействию отдельных элементов позволяет организовать в реальном времени, т.е. в темпе телевизионной развертки, вычисления, необходимые для формирования изображения, соответствующего многослойному приоритетному наложению исходных изображений с возможностью плавного изменения раскраски оконтуренных областей, что повышает быстродействие и расширяет область применения устройства.

Формула изобретения

Устройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора, содержащее блок синхрониза- 0 ции, первый и второй счетчики, первый, второй и третий коммутаторы,первый и второй блоки оперативной памяти, первый-пятый регистры, формирователь видеосигнала, выход которого 5 подключен к видеовходу телевизионного индикатора, первый выход блока синхронизации соединен с тактовым входом первого счетчика и входами управления записью первого и второго 0 регистров, выход второго регистра

подключен к информационному входу формирователя видеосигнала, второй выход блока синхронизации соединен с входом сброса первого счетчика и с тактовым входом второго счетчика, вход сброса которого подключен к третьему выходу блока синхронизации, четвертый выход которого соединен с синхровхо- дом формирователя видеосигнала, выходы первого и второго счетчиков подключены к первьм информационным входам соответственно первого и второго коммутаторов, управляющие входы которых являются входом сигнала режима , работы устройства, информационными вхоцами координат X и Y которого являются вторые информационные входы соответственно первого и второго коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым адресными входами первого блока оперативной памяти, первый и -второй выходы которого подключены к информационным входам первого регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит третий блок оперативной памяти, блок приоритета, вычитатель, блок сложения-умножения, выход кото5

0

0

11 15

рого подключен к информационному входу второго регистра, выход первого счетчика сосдино.н г информационным входом четвертого регистра, выход которого подключен к информационному входу пятого регистра и к первому информационному входу третьего блока оперативной памяти, первый выход которого соединен с первым информационным входом вычитателя, ныход которого подключен к первому информационному входу блока сложения-умножения,управляющий вход которого, управляющий вход третьего коммутатора, входы управления записью третьего, четвертого и пятого регистров, стробирующий вход блока приоритета и вход управления записью третьего блока оперативной памяти соединены с первым выходом блока синхронизации, первый выход первого регистра подключен к первому информационному входу блока приоритета, выход которого соединен с первым информационным входом третьего коммутатора, второй информационный вход которого и второй информационный вход блока приоритета подключены к первому выходу третьего регистра, второй выход которого соединен с вторым инфор39Н25 .12

мационным входом третьего блока one- , ративной памяти, третий информационный вход которого подключен к второму выходу первого регистра, второй и третий выходы третьего блока оперативной памяти соединены соответственно с вторым и третьим информационными входами блока сложения-умножения, IQ выходы первого и второго коммутаторов подключены соответственно к первому и второму адресным входам второго блока оперативной памяти, вход управления записью которого и вход управ- 5 леийя записью первого блока оперативной памяти являются входом сигнала управления записью устройства, первым и вторым информационными входами которого являются информационные входы 20 соответственно первого и второго блоков оперативной памяти, выход третьего коммутатора подключе-н к адресному входу третьего блока оперативной памяти, первый и второй выходы второго 25 блока оперативной памяти соединены с первым и вторым информационными входами третьего регистра, выход пятого регистра подключен к второму информационному входу вычитателя.

отIB Й77/7

r-tt

От

I J, Ч k...i.J

0.6ПК15. бпкгВ 6ПЦ:

L J

/5

IT Т

«

iL

«

j.

-43

6ыл16С(1)

Синхронизация i-1

СчхМ. L

PAW2)tPH(i5)t рхг(Ю)}блц(17)

Синхронизация

РЩ8), 6Л(Я) 6СУ/19)

ВЫХСЧХ12) ВыхРХ1{15}

вых Рхг11б

Вш1РД2(К)

Bbixsntn )(

ВыхбПЩП)

i+1 I

1 г--1

-I I1 I.

Фиг. 5