Устройство для моделирования видеоизображений Советский патент 1990 года по МПК G09B9/00 

16

Ш

(Л

Изобретение относится к тренажерной технике и может быть использовано в тренажерных системах для обучения распознаванию фрагментов видеоизображения с заданными характеристиками. Цель изобретения состоит в расширении дидактических возможностей устройства за счет того, что в результате задания различных режимов работы с задатчика 13 режимов работы можно изменять сложность предъявляемой учебной информации с выходов блока 1 ввода видеоинформации, что, в свою очередь, позволяет использовать предлагаемое устройство на различных этапах обучения. Кроме того, с помощью блока 7 памяти и четвертого коммутатора 8 осуществляется монтаж магнитофильма с изображением различных "подстилающих" поверхностей, на фоне которых моделируются фрагменты видеоизображений с заданными характеристиками. 1 11 ил.

Фиг.1

о:

о со

4: to

Изобретение отрюсится к тренажерной технике и может быть использовано в тренажерных системах для обучения распознаванию фрагментов видеоизображения с заданными характеристиками.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы формирования видеоизображения; на фиг. 3 - временные диаграммы работы имитатора; на фиг. 4 и фиг. 5 - графические материалы, поясняющие процесс формирования видеоизображения; на фиг. 6 - схема блока синхронизации (управления); на фиг. 7 - схема второго блока памяти; на фиг. 8 - графические материалы, поясняющие работу второго блока памяти; на фиг. 9 - схема первого коммутатора; на фиг. 10 - схема блока ввода видеоинформации; на фиг. 11 - схема блока вывода визуальной информации.

Устройство содержит блок 1 ввода видеоинформации, блок 2 синхронизации, имитатор 3, состоящий из генератора 4 пилообразного напряжения, генератора 5 шума, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами смесителя 6, первый блок 7 памяти, выход которого соединен с управляющим входом четвертого коммутатора 8, задатчик 9 уровней видеосигнала, второй блок 10 памяти, выходы которого соединены с управляющими Входами первого 11 и второго 12 коммутаторов, задатчик 13 режимов работы, третий коммутатор 14, блок 15 вывода визуальной информации и вход 16 устройства.

Устройство для моделирования видеоизображения предназначено для работы в трех режимах работы и обеспечивает моделирование учебной информации для видео- контрол ного устройства с малокадровой разверткой.

В первом режиме при помощи имитатора 3 моделируется видеосигнал щумового фона, а при помощи блока 10, задатчи- ка 9 и коммутатора 12 моделируется видеосигнал фрагмента изображения с заданными характеристиками.

Результирующее видеоизображение представляет собой видеоизображение фрагмента, наложенное на видеоизображение щумового фона. В этом режиме блок 10 запрограммирован так, чтобы задача обнаружения и распознавания фрагментов на экране блока 15 была минимальной сложности, так как в начальной стадии обучения более важным является определение временных и точностных характеристик оператора. Первый режим работы устройства для моделирования видеоизображения используется (как правило) на стадии профотбора.

Во втором режиме работы моделирование видеосигнала щумового фона осуществляется блоком 1, на магнитной ленте которого по щести каналам сделана син- хронная запись реальных видеосигналов изображения различных щумовых фонов. Блоком 7 осуществляется монтаж магнито- фильма путем подключения к входу коммутатора 11 через коммутатор 8 видеосигналов с различных выходов блока 1. В

П

соответствии с заданной программой видеосигналы с разлИ)Чных выходов блока 1 через четвертый 8, первый 11 и третий 14 коммутаторы подключаются к входу блока 15. Как и в первом режиме происходит 5 наложение фрагмента видеоизображения на видеоизображение щумового фона при помощи блока 10, коммутатора 11 и задат- чика 9.

Второй режим работы применяется на

стадии обучения операторов, прощедщих

0 профотбор, и является одним из самых

важных, так как в этом режиме работы

устройства оператор приобретает навыки в

обнаружении и распознавании фрагментов

изображения, расположенных на различных

g щумовых фонах.

В третьем режиме работы.на вход блока 15 с одиннадцатого выхода блока 1 через коммутатор 14 поступает реальный (немоделированный) сигнал видеоизображения фрагмента с заданными характеристи- 0 ками, расположенный на щумовом фоне.

Этот режим работы устройства используется при проверке подготовленных специалистов.

Разделение на режимы работы и связь их со стадиями обучения не являются 5 строгими и в зависимости от уровня подготовки операторов и сложности программ блоков 7 и 10 все три режима могут использоваться на различных стадиях процесса обучения.

Устройство работает следующим образом.

Для задания режима работы на одном из выходов (первом, втором либо третьем) задатчика 13 формируется потенциальный сигнал с уровнем логической «1, что соответствует одному из режимов 5 (первому, второму либо третьему) работы устройства.

Задатчик 13 режима представляет собой клавищное устройство, на выходах которого формируются потенциальные сигналы с уровнем логической «1.

0 В первом режиме работы с вь1хода задатчика 13 сигнал с уровнем логической «1 поступает одновременно на вход блока 2 и управляющие входы коммутаторов 12 и 14. В результате коммутатор 11 закрыт, коммутаторы 12 и 14 открыты, а блоку 2 сообщается первый режим работы устройства.

Вид синхронизации блока 2 определяется сигналами, поступающими на его входы. В

первом режиме работы происходит внут- реняя синхронизация блока 2, т. е. строчные (фиг. 2а) и кадровые (фиг. 26) синхроимпульсы формируются внутри блока 2. Во втором режиме блок 2 синхро- низуется строчными и кадровыми синхроимпульсами с выходов блока 1. Перед началом работы устройства, сигналом, поступающим на вход 16, обнуляется счетчик кадровых синхроимпульсов (счетчик кадров).

С выхода блока 2 на вход блока 15 поступают напряжения строчной и кадровой развертки и импульсные сигналы «Сдвиг X (фиг. 20), по которым формируются импульсы подсветки.

В первом режиме формирование видеоизображения шумового фона происходит следующим образом.

С выхода генератора 5, в качестве которого используется усилитель, усиливающий щум кремниевого стабилитрона, рабд тающего в режиме лавинного пробоя при малом обратном токе, щумовой сигнал (фиг. За) поступает на один вход смесителя б. На другой вход смесителя 6 поступает сигнал с выхода генератора 4 (фиг. 36), синхро- низирующегося по входу синхронизации строчными синхроимпульсами (фиг. За) с выхода блока 2. Смесителем 6 производится смешивание двух сигналов, в результате чего на его выходе амплитуда шумового сигнала изменяется по пилооб- разной форме (фиг. Зг). Это необходимо для создания реальной картины видеоизображения реальной системы, в которой яркость изображения убывает по экспоненциальному закону в направлении формирования строки видеоизображения.

В качестве смесителя 6 используется усилитель, входной сигнал которого регулируется пилообразным напряжением. Во входной цепи такой усилитель содержит активный элемент на полевом транзисторе, представляющий собой переменное сопротивление. При помощи пилообразного напряжения происходит управление сопротивлением полевого транзистора, вследствие чего изменяется уровень входного сигнала.

С выхода имитатора 3 видеосигнал изображения шумового фона (фиг. 2г) через коммутаторы 12 и 14 поступает на вход блока 15. Со второго выхода блока 2 на пер1г;дй вход блока 10 поступают сигналы «Сдвиг -Х и в параллельном двоичном коду - информация о текущих координатах развертки. С третьего выхода блока 2 на второй вход блока 10 в параллельном двоичном коде поступает инг формация о номере кадра.

В блоке 10 хранится банк фрагментов изображений различной формы, размеров и ориентации, который заносится в него перед началом работы устройства для моделирования видеоизображения. Это означает.

что информация о номерах кадров, содержащих фрагменты изображений с заданными характеристиками, а также координаты каждой точки видеоизображений этих фрагментов с указанием уровней видеосигналов, занесен в блок 10

На фиг. 4 представлено видеоизображение фрагмента в координатной системе. Уровень видеосигнала любой его точки может приобретать значение, соответствующее либо максимальной, либо минимальной яркости. Зона А фрагмента содержит точки максимальной яркости, а зона В - точки минимальной яркости. Таким образом, в блок 10 заносится информация о координатах X|, , каждой точки с максимальным уровнем видеосигнала, координаты X,. каждой точки с минимальным уровнем видеосигнала, координаты YI, Yj Y;, Ym каждой точки с максимальным и координаты YI, Y2 Y,Ym каждой точки с минимальными уровнями видеосигнала.

На фиг. 5 изображен кадр видеоизображения. Видеоизображение, формируемое на экране блока 15, состоит из изображения шумового фона Ф (заштрихованная часть), изображения фрагмента с заданными характеристиками в виде прямоугольника, состоящего из засветки (неза- щтрихованная часть), и затемненной части (двойная штриховка).

Информация о текущих координатах развертки и о номере кадра со второго и третьего выходов блока 2 является адресом, по которому в блоке 10 может храниться точка фрагмента видеоизображения. И, если по данному адресу хранится точка фрагмента с максимальной яркостью, то на одном выходе блока 10 формируется сигнал с уровнем логической «1 (фиг. 2д), закрывающий коммутатор 12 по первому и открывающий его по второму информационным входам. Если по адресу, определяемому текущим координатами развертки, хранится точка фрагмента видеоизображения с минимальной яркостью, то на втором выходе блока 10 формируется сигнал с уровнем логической «1 (фиг. 2е), открывающий коммутатор 12 по третьему информационному входу. На второй и третий информационные входы коммутатора 12 с первого и второго выходов задатчика 9 поступают видеосигналы, соответствующие максимальной и Минимальной яркости.

В результате управления коммутатором 12 на его выходе формируется комбинированный видеосигнал (фиг. 2ж), содержащий видеосигналы шумового фона и фрагмента с заданными характеристиками, который через коммутатор 14 поступает на вход блока 15.

Временная диаграмма (фиг. 2ж) соответствует формированию строки видеоизображения, представленному на фиг. 5.

Так, при движении луча ЭЛТ из точки 1 в точку 2 по схеме, описанной выше формируется видеосигнал шумового фона Ф. За время перемешения луча ЭЛТ из точки 2 в точку 3 формируется видеосигнал изображения фрагмента, соответствуюший максимальной яркости (зона А на фиг. 4). За время перемешения луча из точки 3 в точку 4 (фиг. 5) формируется видеосигнал изображения фрагмента, соответстЕ)ую- ший минимальной яркости (зона В на фиг. 4), И, наконец, за время движения луча ЭЛТ из точки 4 в точку 5 (фиг. 5) формируется видеосигнал изображения фона Ф. Таким образом, если при формировании строки видеоизображения шумового фона Ф развертка доходит до того места, где в соответствии с информацией блока 10 содержатся точки фрагмента видеоизображения, то происходит отключение выхода иммитатора 3 от второго блока 15 и происходит формирование точек фрагмента видеоизображения, содержащихся в данной строке. В последующих строках картина повторяется и так далее. В результате этого происходит наложение фрагмента видеоизображения на видеоизображение шумового фона.

Во втором режиме работы на втором выходе задатчика 13 формируется потенциальный сигнал с уровнем логической «1, поступающий на входы блока 2 и коммутаторов 11 и 14. В результате коммутатор 12 закрыт, а коммутаторы 11 и 14 открыты по первым информационным входам.

Как указывалось выше, в этом режиме работы устройства для моделирования видеоизображения видеосигнал изображения шумового фона моделируется при помощи коммутатора 8, блока 7 и блока I.

С третьего выхода блока 2 на вход блока 7 поступает в параллельном двоичном коде информация о номере кадра, которая формируется в блоке 2 в результате подсчета кадровых синхроимпульсов, поступающих на его вход с выхода блока 1.

Информация о номере кадра, поступающая на вход блока 7, служит адресом, по которому в нем записывается трехразрядный код, который в свою очередь является управляющим сигналом, подключающим через коммутаторы 8, 11 и 14 один из выходов блока 1 к блоку 15.

Например, по адресам, соответствующим номерам кадров с первого по п-й, заносится трехразрядный код, при поступлении которого на управляюп1ий вход коммутатора 8 он открывается, например, по третьему входу, а по адресам, соответствующим номерам кадров с (п + 1)-го по ш заносится трехразрядный код, открывающий коммутатор 8, например, по шестому входу и т. д.

5

Программированием блока 7, которое производится перед началом работы устройства, задается очередность и время (соответствует времени воспроизведения оп- ределенного количества кадров магнито- фильма), на которое один из выходов блока 1 подсоединяется к входу блока 15.

Подобно, как и в предыдущем случае, происходит наложение фрагмента видеоизображения на видеоизображение щумового 0 фона при помощи блока 10, задатчика 9 и коммутатора 11, который по структуре и принципу работы аналогичен коммутатору 12.

Во втором режиме работы синхрониза- g ция блока 2 производится по второму и третьему его входам строчными и кадровыми синхроимпульсами с выходов блока 1. Вид синхронизации блока 2 в этом режиме работы определяется сигналом с уровнем логической «1 на его седьмом 0 входе.

В третьем режиме работы моделирование видеоинформации осуществляется в результате воспроизведения записи реального видеосигнала, формирующего на выходе блока 1. Сформированный видеосигнал является сигналом видеоизображения, содержащим фрагменты с заданными характеримтиками, расположенными на шумовом фоне.

В этом режиме на выходе задатчика 13

0 формируется потенциальный сигнал с уровнем логической «1, поступающий одновременно на управляющий вход коммутатора 14 и открывающий его по третьему информационному входу, и на вход блока 2, задавая ему синхронизацию по третьему

5 и четвертому входам соответственно строчными и кадровыми синхроимпульсами с выходов блока 1.

Видеосигнал с выхода блока I через коммутатор 14 поступает на вход блока 15.

0 На фиг. 6 изображена схема блока 2, синхронизации, состоящего из генератора 17, первого 18, второго 19, третьего 20, четвертого 21, пятого 22 и шестого 23 элементов И, первого 24 и второго 25 элементов ИЛИ, первого 26, второго 27 и

5 третьего 28 двоичных счетчиков, первого 29 и второго 30 формирователей, первого 31 и второго 32 цифроаналоговых преобразователей. С выхода генератора 17 импульсы поступают одновременно на выход 33, где формируются импульсы «Сдвиг X

0 (фиг. 2в), и на счетный вход счетчика 26, предназначенного длля формирования кода строчной развертки. С выхода счетчика 26 информация в параллельном двоичном коде поступает одновременно на выход 34, где формируется текущая координата X развертки, и на вход цифроаналогового преобразователя 31.

На выходе цифроаналогового преобразователя 31 формируется напряжение строчной развертки, поступающее на выход 35. По сигналу переполнения формирователем 29 формируется строчный синхроимпульс «ССИ 1, который используется для внутренней синхронизации в первом режиме работы устройства для моделирования видеоизображения. С выхода формирователя 29 строчный синхроимпульс «ССИ Ь внутренней синхронизации поступает на выход 36 и на вход элемента И 18.

На входы 37 и 38 поступают строчные синхроимпульсы «ССИ 2 и «ССИ 3, соответственно, необходимые для работы блока 2 соответственно во втором и третьем режимах.

Строчные синхроимпульсы предназначены для синхронизации счетчика 26 и одновременно являются информационными для счетчика 27, предназначенного для формирования кода кадровой развертки. В зависимости от режима работы синхронизация счетчика 26 осуществляется либо строчным синхроимпульсом «ССИ I, формируемым формирователем 29 (первый режим работы), либо строчным синхроимпульсом «ССИ 2, по входу 37 (второй режим работы), либо строчным синхроимпульсом «ССИ 3 по входу 38 (третий режим работы). В зависимости от режима работы на одном из входов.39-41 формируется потенциальный сигнал с уровнем логической «1, разрещая прохождение одного из строчных синхроимпульсов через один из элементов И 18-20, а через элемент ИЛИ 24 одновременно на вход синхронизации первого 26 и информационный вход второго 27 счетчиков.

С выхода счетчика 27 информация в параллельном двоичном коде поступает одновременно на выход 42, где формируется текущая координата У развертки, и на вход цифроаналогового преобразователя 32. На выходе цифроаналогового преобразователя 32 формируется напряжение кадровой развертки, поступающее на выход 43.

Аналогично, как и в случае для счетчика 26, по сигналу переполнения счетчика 27 формирователем 30 формируется кадровый синхроимпу.пьс «КСИ 1, который используется для внутренней синхронизации и в первом режиме работы устройства. С выхода формирователя 30 кадровый синхроимпульс «КСИ 1 внутренней синхронизации поступает на вход элемента И 21.

На входы 44. и 45 поступают кадровые синхроимпульсы «КСИ 2 и «КСИ 3 соответственно, необходимые для работь блока 2 соответственно во втором и третьем режимах работы.

Кадровые синхроимпульсы предназначены для синхронизации счетчика 27 и одновременно являются информационными для счетчика 28, предназначенного для формирования кода номера кадра. С выхода счетчика 28 информация о номере кадра в

параллельном двоичном коде поступает на выход 46.

Аналогично, как и в случае для строчных синхроимпульсов, в зависимости от ре- 5 жимов работы, через один из элементов И 21-23 и элемент ИЛИ 25 на вход синхронизации счетчика 27 и информационный вход счетчика 28 поступает один из, кадровых синхроимпульсов.

При наличии потенциального сигнала с уровнем логической «1 на входе 39 и на выход элемента ИЛИ 25 проходит кадровый синхроимпульс с выхода формирователя 30, при наличии сигнала с уровнем логической «1 на входе 40 на выход эле- 15 мента ИЛИ 25 проходит кадровый синхроимпульс со входа 44, при наличии сигнала с уровнем логической «1 на входе 41 на выход элемента ИЛИ 25 проходит кадровый синхроимпульс со входа 45. На вход 16 поступает импульсный сигнал, обнуляющий 20 счетчик 28 перед началом работы.

На фиг. 7 изображена схема второго блока 10 памяти, состоящего из генератора 47 случайного числа X, генератора 48 - случайного числа Y, каждый из которых 25 содержит генератор 49 импульсов, элемент НЕ 50, элемент И 51, счетчик 52 с коэффициентом пересчета равным 22, первого 53 и второго 54 коммутаторов, первого 55 и второго 56 узлов сравнения, первого 57 и второго 58 элементов И, 30 первого 59 и второго 60 формирователей, первого 61 и второго 62 триггеров, первого 63 и второго 64 счетчиков, третьего 65 элемента И, угла 66 памяти номера кадра, узла 67 памяти номера фрагмента, дешифратора 68, восьми узлов 35 69-76 памяти элементов фрагмента, первого 77 и второго 78 элементов ИЛИ.

Блок 10 работает следующим образом. В исходном состоянии генераторы 47 и 48 работают непрерывно. Каждый из счетчиков 52, входящий в состав генераторов 47 и 48, осуществляет циклический счет от 224 до О и т. д. Частоты генераторов 49 различны и несинхронны, в результате чего обеспечивается случайный характер содержимого счетчика 52.

5

На. входы 33, 34, 42 и 46 блока 10 HenpepbiBRO поступают соответственно сигналы «Сдвиг X, коды текущих координат X и Y растра и код номера кадра.

В узле 66 по определенным адресам

0 записана информация в виде логической «1. Код номера кадра является адресом , по которому может быть записана эта информация. При совпадении значения кода номера кадра с адресом, по которому записана информация в виде логической «1,

5 она формируется на выходе узла 66.

Память узла 66 организована так, что при входной информации сигнал с уровнем логической «1 формируется в случае.

11

если в данном кадре предполагается моделирование фрагмента видеоизображения.

Сигнал с уровнем логической «1 одновременно поступает через элементы НЕ 50 на входы элементов И 51 обоих генераторов 47 и 48, а непосредственно - на управляющие входы первого 53 и второго 54 коммутаторов и на вход элемента И 65.

При этом закрываются элементы И 51 обоих генераторов 47 и 48, прекращается заполнение счетчиков 52 и открываются первый 53 и второй 54 коммутаторы, разрешая тем самым прохождение кодов текущих координат X и Y растра со входов 34 и 42 на входы соответственно узлов 55 и 56 и поступает разрещение на элемент И 65.

На входы узлов 55 и 56 поступает информация в параллельном двоичном коде о случайных числах X и Y соответствен- но с выходов счетчиков 52.

Поскольку информация, подаваемая на входы 34 и 42, изменяется при формировании растра, то наступит момент равенства значений информации на входах узлов 55 и 56. При равенстве информа- ции на входах, на выходе узлов 55 и 56 сформируются сигналы с уровнем логической «1, которые установят триггер 62 в единичное состояние.

Так как информация счетчиков 52 в момент прекращения счета является величи- ной случайной, то и моменты, в которые триггеры 61 и 62 установятся в единичное состояние в пределах данного кадра, носят случайный характер. Выходы триггеров 61 и 62 соединены с входами элемента И 65. Таким образом, при пере- ходе их в единичное состояние на входах элемента И 65 присутствуют сигналы с уровнем логической «1, и с этого момента импульсы «Сдвиг X со входа 33 поступают на вход счетчика 63.

На фиг. 8 изображен растр видеоизображения в координатной плоскости X, Y с наложенным на него «окном (ABCD) с изображением моделируемого фрагмента.

В узлах памяти элементов фрагмента узлов 69-76 используется следующая ор- ганизация памяти. На матрице размером 32X32 (размеры «окна) запоминается видеоизображение фрагмента. Как указывалось выше, видеоизображение фрагмента содержит точки либо максимальной, либо минимальной яркости. Все ячейки матрицы 32X32 можно разбить на три группы по значению информации, которая в них записана: ячейки с информацией, соответствующей видеоизображению фрагмента максимальной яркости, ячейки с информацией, соответствующей видеоизображению минимальной яркости, все остальные ячейки, в которых информация отсутствует. В каждом из восьми узлов 69-76 занесено видео1603421

12

изображение фрагмента определенного размера, формы и ориентации. В соответствии с этим каждому фрагменту, видеоизображение которого записано в своей зоне памяти, присваивается номер соответственно с первого по восьмой.

В счетчиках 52 в. момент прекращения счета запоминаются координаты точки А «окна« (фиг. 8), приведенные к координатам растра. Поскольку значения кодов счетчиков 52 - величины случайные, то и координаты точки А носят случайный характер в каждом конкретном случае. Это значит, что каждый раз при моделировании видеоизображения фрагмента «окно будет располагаться в другом месте в растре видеизображения.

Счетчики 63 и 64 предназначены для формирования координат X и Y, соответственно «окна. Эти координаты формируются при заполнении этих сигналов импульсами «сдвиг X синхронно с формированием растра видеоизображения. Выход последнего разряда счетчика 63 соединен с входом счетчика 64. Выходы счетчика 63 параллельно соединены с младшими разрядами адресных входов узлов 69-76, а выходы счетчика 64 аналогичным обра- зом соединены со старшими разрядами А5 А9 адресных входов аналогичных узлов.

Таким образом, при изменении информации счетчиков 64 и 63 от 00000 до 11111 происходит опрос каждой ячейки матрицы 32X32 всех элементов памяти фрагмента.

Формирование кодов в счетчиках 63 и 64 происходит следующим образом.

Пусть при формировании растра видеоизображения, в котором предполагается моделирование фрагмента, развертка дошла до точки Е (фиг. 8). В этом случае в первом 63 и втором 64 счетчиках - нулевая информация, так как триггеры 61 и 62 - в нулевом состоянии. При достижении развертки точки Е (фиг. 8) срабатывает узел 56, так как текущая координата У развертки совпадает со значением кода на первом ее входе. Сигнал с выхода узла 56 через элемент И 58 установит триггер 62 в единичное состояние. Как указЕ)1валось выше, выходной сигнал триггера 62 даст разрещение по входу на прохождение импульсов «Сдвиг X через элемент И 65. Одновременно этот же сигнал поступает на вход элемента И 57. На входе элемента И 57 сигнал с уровнем логической «1 сформируется, когда сработает узел 55. Последнее произойдет в случае, если текущая координата X развертки совпадает со значением кода на первом входе узла 55, т. е. когда развертка достигнет точки А (фиг. 8).

В этом случае триггер 61 установится в единичное состояние, давая разрешение на прохождение импульсов «Сдвиг X через элемент И 65. С этого момента импульсы «Сдвиг X поступают на вход счетчика 63. С каждым импульсом «Сдвиг X информация счетчика 63 изменяется синхронно с формированием развертки до тех пор, пока он не переполнится. Развертка за это время дойдет до точки В,

в результате чего импульс переполнения

счетчика 63 с его выхода, во-первых, увеличит содержимое счетчика 64 на одну единицу, и, во-вторых, по заднему фронту импульса переполнения формирователем 59 сформируется импульс, который установит триггер 61 в нулевое состояние, что приведет к прекращению поступления импульсов «Сдвиг X на вход счетчика 63 (снятие разрешения с элемента И 65).

Далее развертка дойдет до точки г . При перемещении развертки из точки В в точку F состояние счетчиков 63 и 64 не изменяется.

Следующая строка раста начнет формироваться в точки G (фиг. 8). Аналогично, как и в предыдущем случае, содержимое счетчиков 63 и 64 не меняется, пока развертка не достигнет точки Н. В этом момент произойдет срабатывание узла 55 и триггер 61 установится в единичное состояние. Далее по выщеизложен- ной схеме происходит заполнение счетчика 63, в результате чего импульс переполнения изменяет еще на одну единицу содержимое счетчика 64 и происходит сброс триггера 61. Это соответствует прохождению развертки из точки Н в точку К и т. д.

При формировании строки МО, на кото- рой лежит нижняя грань DC окна ABCD, формирование кодов счетчика 63 и 63 аналогично. Отличие состоит лищь в том, что при достижении развертки точки С (к этому моменту счетчика 64 переполнен (по спаду импульса переполнения формирователем 60 формируется импульс, устанавливающий триггер 62 в нулевое состояние).

Соотношение между коэффициентом пересчета счетчиков 52 и счетчиков 63 и 64 (а именно 224 и 32) обусловлено тем, что в размерах растра 256X256 окно размером 32X32 гарантирует моделирование полного изображения фрагмента, т. е. в самом крайнем случае, «окно дополнит растр 224X224 до его полного размера (224+32 256).

Каждый из узлов 69-76 имеет два выхода. Если по адресу, определенному содержимым счетчиков 63 и 64, нет точек с изображением фрагмента, что соответствует прохождению луча ЭЛТ по заштри- хованному участку «окна ABCD (фиг. 8), то на первом и втором выходах узлов сигналы отсутствуют (логическая «1). Если

0

0

о

5

5

п

5

же по адресу, определяемому содержимым счетчиков 63 и 64, содержится информация об изображении фрагмента с максимальной яркостью, то на первом выходе узлов фрагмента формируется сигнал с уровнем логического «О, что соответствует прохождению луча ЭЛТ по незаштрихованному участку «окна ABCD (фиг. 8). Если же по данному адресу содержится информация об изображении фрагмента с минимальной яркостью, то сигнал с уровнем логического «О формируется на втором выходе, что соответствует движению луча ЭЛТ по участку с двойной штриховкой.

Выбор нужного узла 69-76, а следовательно, и номера моделируемого фрагмента, осуществляется с помощью узла 67 и дешифратора 68. На адресные входы узла 67 поступает информация о номере кадра в параллельном двоичном коде.

В узле 67 по определенным адресам занесены номера фрагментов в четырнадцатиразрядном коде. Если по данному адресу, соответствующему номеру кадра, записана информация о номере фрагмента (это означает, что в данном кадре предполагается моделирование фрагмента, которому присвоен определенный номер), то на выходе узла 67 формируется четырехразрядный код. Выходы узла 67 соединены с соответствующими входами дешифратора 68, имеющего восемь выходов.

Каждый выход дещифратора 68 соединен с входом выбора своего узла 69-76, т. е. при определенном коде на входе дешифратора 68 на соответствующем его выходе формируется сигнал с уровнем логического «О, а тот узел 69-76, вход выбора которого соединен с данным входом дещифратора 68, участвует в работе.

Все первые выходы узлов 69-76 объединены по схеме элемента ИЛИ 77. Аналогично, все вторые выходы узлов 69-76 объединены с помощью элемента ИЛИ 78.

На выходе 79 первого элемента ИЛИ 77 и выходе 80 элемента ИЛИ 78 формируется сигнал с уровнем логической «1 всякий раз, когда развертка доходит до места, где формируются элементы фрагмента видеоизображения, соответствующие соответственно максимальной и минимальной яркости изображения.

Установка элементов 61, 62, 63 и 64 в начальное состояние осуществляется при включении питания (схема установки в исходное состояние не показана).

Входы 33, 34 и 42 представляют собой щину, соединяющую выход блока 2 с входом блока 10, а вход 46 является входом блока 10. Выходы 79 и 80 являются соответственно первым и вторым выходами блока 10.

На фиг. 9 изображена схема коммутатора 11 (схема коммутатора 12 аналогична) , состоящего из элемента ИЛИ 81, элемента НЕ 82 (инвертора), первого 83, второго

Выход 104 является выходом информационного канала блока 1, по которому произведена запись реального видеосигнала.

С третьего и четвертого выходов 93,

84 и третьего 85 элементов И-НЕ, первого 86, ,. записи, являющихся выходами каналов, по

второго 87 и третьего 88 аналоговых ключей.

На вход 89 поступает видеосигнал шумового фона (фиг. 2г), а на входы 90 и 91 поступают видеосигналы, соответкоторым сделана запись соответственно строчных «ОСИ 4 и кадровых «КСИ 3 синхроимпульсов для одиннадцатого выхода информационного канала., сигналы поступают на входы третьего 96 и четвертого 97

ствующие максимальной и минимальной яр- ° преобразователей уровня. Аналогично, как и крости. На вход 39, являющийся общим предыдущем случае, в результате преобразования на выходах 38 и 45 строчные «ССИ 3, и кадровые «КСИ 3 синхроимпульсы формируются в уровнях ТТЛ.

для элементов И-НЕ 83-85, поступает

разрешающий сигнал с уровнем логической

«1, со второго выхода блока 10.. ,

При наличии сигнала с уровнем логи- is В качестве преобразователей 94-97 испольческой «1 на входе 39 и сигналов с уров-зуются компараторы напряжения, на вторые

входы которых задается опорное напряжение (уровень срабатывания), а на первые входы поступают преобразуемые сигналы.

На фиг. 11 изображена схема блока 15

нем логического «и на входах 80 и 79 ключ 86 открыт, так как данной комбинацией входных сигналов обеспечивается формирование сигнала с уровнем логического «О, только на выходе элемента И-НЕ 85, уп- 2° вывода визуальной информации, состоящего равляющего ключом 86. электронно-лучевой трубки 105, содержащей катод К и.модулятор М, системы 106 отклонения, узла 107 подсветки, видеоусилителя 108 и усилителей 109 и 110 го- вертикальной разверток

В результате на выход 92 проходит видеосигнал шумового фона. При наличии сигналов с уровнем логической «1 на входах 39 и 80 на выходе элемента И-НЕ 83 25 Р зонтальной и формируется сигнал с уровнем логическогосоответственно.

«О, в результате чего открывается ключ 88 « 35 и 43 поступают напряи видеосигнал с уровнем, соответствующимжения соответственно строчной и кадровой

минимальной яркости, с входа 91 прохо-разверток, которые усиливаются усилителядит на вход 92ми 109 и ПО и поступают на систему

Аналогично обеспечивается прохождение 30 06 отклонения, формируя растр кадра. видеосигнала, соответствующего максималь- °А поступает импульсная поеной яркости, с выхода 90 через ключ 87 ледовательность «Сдвиг X (фиг. 2в), из

которой узлом 107 подсветки формируются импульсы подсветки, подаваемые на катод К электронно-лучевой трубки 105.

На вход 11I поступает видеосигнал (фиг. 2ж), который усиливается видеоусилителем 108 и подается на модулятор М электронно-лучевой трубки 105.

на выход 92. При этом на входах 39 и 79 - сигнал с уровнем логической «1, а на входе 80 - сигнал с уровнем логического «О.

На фиг. 10 изображена схема блока 1 ввода информации, состоящего из узла 93 магнитной записи, первого 94, второго 95, третьего 96 и четвертого 97 узла преобразователей уровня.

35

40

Таким образом, предлагаемое устройство обладает расщиренными (по сравнению с известными) возможностями, так как в отличии от прототипа позволяет:

На магнитной ленте узла 93 произведена запись семи магнитофильмов, причем шесть из них записаны синхронно. Выходы 98-103 - информационные выходы шести каналов, по которым сделана син- 45 хронная запись видеосигналов, являются соответствующим выходами блока 1 ввода информации.

С первого и второго выходов узла 93 записи, являющийся выходами каналов, по

Таким образом, предлагаемое устройство обладает расщиренными (по сравнению с известными) возможностями, так как в отличии от прототипа позволяет:

изменять сложность предъявляемой учебной информации, в соответствии с изменением режимов работы;

осуществлять монтаж учебных магнитофильмов, содержащих видеосигналы изображений различных шумовых фонов.

Благодаря расширенным дидактическим возможностям, устройство для моделировакоторым сделана запись соответственно 50 ния видеоизображений может использовать- строчных «ССИ 2 и кадровых «КСИ 2 син-ся как на стадии профессионального отбора

хроимпульсов, общих для вышеуказанных шести информационных каналов, сигналы поступают на входы первого 94 и второго 95 преобразователей уровня. В результате

и обучения, так и на стадии оценки деятельности подготовленных специалистов. Использование устройства повышает качество процесса обучения, так как несмонтипреобразования на выходах 37 и 44 строч- рованный реальный магнитофильм, как праные «ССИ 2 и кадровые «КСИ 2 синхроимпульсы формируются в ТТЛ-уровнях.

вило, не содержит всего многообразия видеосигналов «подстилающих поверхностей, необходимых для процесса обучения.

Выход 104 является выходом информационного канала блока 1, по которому произведена запись реального видеосигнала.

С третьего и четвертого выходов 93,

которым сделана запись соответственно строчных «ОСИ 4 и кадровых «КСИ 3 синхроимпульсов для одиннадцатого выхода информационного канала., сигналы поступают на входы третьего 96 и четвертого 97

преобразователей уровня. Аналогично, как и предыдущем случае, в результате преобразования на выходах 38 и 45 строчные «ССИ 3, и кадровые «КСИ 3 синхроимпульсы формируются в уровнях ТТЛ.

. ,

На фиг. 11 изображена схема блока 15

вода визуальной информации, состоящего электронно-лучевой трубки 105, содержаНа вход 11I поступает видеосигнал (фиг. 2ж), который усиливается видеоусилителем 108 и подается на модулятор М электронно-лучевой трубки 105.

0

5

Таким образом, предлагаемое устройство обладает расщиренными (по сравнению с известными) возможностями, так как в отличии от прототипа позволяет:

изменять сложность предъявляемой учебной информации, в соответствии с изменением режимов работы;

осуществлять монтаж учебных магнитофильмов, содержащих видеосигналы изображений различных шумовых фонов.

Благодаря расширенным дидактическим возможностям, устройство для моделирова0 ния видеоизображений может использовать- ся как на стадии профессионального отбора

ния видеоизображений может использовать- ся как на стадии профессионального отбора

и обучения, так и на стадии оценки деятельности подготовленных специалистов. Использование устройства повышает качество процесса обучения, так как несмонтированный реальный магнитофильм, как правило, не содержит всего многообразия видеосигналов «подстилающих поверхностей, необходимых для процесса обучения.

Формула изобретения Устройство для моделирования видеоизображений, содержащее блок синхронизации, тактовый вход которого является входом устройства, информационные входы с первого по четвертый подключены к соответствующим выходам блока ввода видеоинформации, а первый выход - к управляющему входу блока вывода визуальной информации, и первый коммутатор, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены генераторы пилообразного напряжения и шума, второй, третий и четвертый коммутаторы, первый и второй блоки памяти, задатчики режимов работы и уров- ней видеосигнала и смеситель, первый и второй входы которого соединены с выхо- дами генераторов пилообразного напряжения и шума соответственно, а выход - с первым информационным входом второго коммутатора, выход которого подключен к первому информационному входу третьего коммутатора, а второй и третий информационные входы - соответственно к первому и второму выходам задатчика уровней видеосигнала и первому и второму информационным входам первого коммутатора, третий информационный вход которого соединен с выходом четвертого коммутатора.

Фа г. 2

g 0

5

а выход - с вторым информационным входом третьего коммутатора, выход которого подключен к информационному входу блока вывода визуальной информации, а третий вход - к пятому выходу блока ввода видеоинформации, первый выход задатчика режимов работы соединен с соответствующими управляющими входами блока синхронизации, второго и третьего коммутаторов, второй выход - с соответствующими управляющими входами блока синхронизации и третьего коммутатора и первым управляющим входом первого коммутатора, а третий выход - с соответствующими управляющими входами блока синхронизации и третьего коммутатора, первый и второй выходы второго блока памяти подключены соответственно к вторым и третьим входам первого и второго коммутаторов, второй выход блока синхронизации соединен с первым адресным входом второго блока памяти, третий выход - с вторым адресным входом второго блока памяти и. входом первого блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом четвертого коммутатора, информационные входы с первого по шестой которого подключены к выходам с шестого по одиннадцатый блоков ввода видеоинформации.

0i/.3

О ooooe«e«

oooooo «o ««

ОО/;оо« вд«

- -ooooo««« e«« --9 9009.

/r cpuz.

.S

Лп

x

1Лэ -sj- r N tr

cii NS ca 5 - r H 4h frj xh

7f /Ч /V / /

If

4f

C3

Д

с

н

Фиг.

39

t80-Ф79

82

.

8990 91

Фиг. 9

р

L

/

45

J5

JJ

///

J7

38

(/

f03

. /