Устройство формирования телевизионного изображения с перемещением управляемого фрагмента Советский патент 1991 года по МПК G06F15/64 

Изобретение относится к вычислительной и телевизионной технике, предназначено для формирования сложного телевизионного изображения, содержащего фон с врезанным в него управляемым фрагментом, имеющим возможность линейного перемещения.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Указанная цель достигается за счет уменьшения времени обработки изображения. Это достигнуто за счет одновременного считывания кодов элементов разложения фонового изображения из блока оперативной памяти с кодами элементов разложения фрагмента изображения из блока памяти констант и их селективной выдачи на циф- роаналоговый преобразователь в такте развертки элементов разложения изображения в телевизионном растре.

Расширение динамических характеристик линейных перемещений фрагмента

изображения (направление и скорость перемещения фрагмента изображения по фоновому изображению) обеспечивается способом формирования исполнительного адреса каждого элемента разложения фрагмента изображения как сумму кодов адреса элементов фона с кодом смещения, передаваемым в устройство по входу координат. Это дает возможность от кадра к кадру размещать фрагмент изображения в любом месте телевизионного экрана с учетом возможного выхода за его пределы частично или полностью

На чертеже приведена функциональная схема устройства

Устройство содержит вход 1 координат, генератор 2 тактовых импульсов, регистр 3 состояний, дешифратор 4, управляющий выход 5, регистр 6 центрирования, первый триггер 7, первый элемент И 8, второй элемент И 9, счетчик 10 центрирования по столбцам, второй триггер 11, третий элемент И

О

12, счетчик 13 адреса столбца, третий триггер 14, четвертый элемент И 15, пятый элемент И 16, счетчик 17 центрирования по строкам, четвертый триггер 18, шестой элемент И 19, счетчик 20 адреса строки, регистр 21 смещения по столбцу, регистр 22 смещения по строке, первый 23 и второй 24 сумматоры, мультиплексор 25 адреса, блок 26 памяти видеоизображений, блок 27 памяти маски и констант, селектор-мультиплексор 28 данных, цифроаналоговый преобразователь 29, выход 30. Каждый элемент изображения кодируется четырехразрядным двоичным кодом.

Для центрирования формируемого изображения на телевизионном растре используются, пятиразрядные двоичные счетчики 10 и 13, обеспечивающие смещение формируемого изображения в пределах25 32 элементов разложения от начала кадровой и строчной разверток соответственно. Пятиразрядный регистр 6 центрирования используется в качестве буферного для временного хранения центрирующего кода по строке. Содержимое регистра обновляется в межкадровый интервал и используется при развертке каждой строки формируемого изображения.

Устройство работает следующим образом.

В подготовительном режиме последовательно загружаются блок 26 кодами элементов разложения фонового изображения, блок 27 памяти маски и констант кодами элементов разложения фрагмента изображения и маски каждого элемента разложения.

При установке разрешающего значения сигнала Пуск в регистре 3 состояний по входу 1 координат блокирующий сигнал управляющего выхода снимается с первого выхода генератора тактовых импульсов {КСИ), и кадровые синхроимпульсы начина- - ют поступать в устройство. Отрицательной амплитудой КСИ устанавливают счетчик 13 в исходное нулевое состояние. Положительным фронтом КСИ, определяющим начало кадровой развертки, в регистр 6 и счетчик 10 по входу координат записываются центрирующие коды формируемого изображения на телевизионном растре. Значения кодов представляют собой дополнения регистра 6 и счетчика 10 по числу строк и элементов разложения вдоль строки с начала кадрового и каждого строчного синхроимпульсов. Введение кодов в устройство обеспечивает управляемое по входу 1 координат смещение формируемого изображения относительно левой и верхней границ телевизионного растра в каждом кадре. Это

дает возможность по визуальному наблюдению программным способом располагать формируемое изображение в наиболее удобном пользователю месте экрана. В регистры 21 и 22 записываются коды смещения, используемые для вычисления исполнительного адреса блока 27 памяти маски и констант. Задавая на входе 1 координат смещения адреса в устройстве обеспечивается программное покадровое управление местоположением фрагмента изображения относительно фонового изображения на телевизионном растре, а следовательно, обеспечивается возможность

управлять направлением и скоростью линейных перемещений фрагмента изображения. Учитывая, что местоположение фрагмента изображения от кадра к кадру зависит только от величины адресного смещения по входу t координат, быстродействие устройства имеет предельно возможное максимальное значение.

Установленный положительным фрон- том КСИ триггер 7 открывает элемент И 8 и разрешает прохождение строчных синхроимпульсов (ССИ) с второго выхода генератора 2 тактовых импульсов через открытый инверсным выходом триггера 11, установ- ленным в нуль, элемент И 9 на инкремент- ный вход счетчика 10. Дальнейшее прохождение ССИ в устройстве заблокировано закрытым прямым выходом триггера

11элементом И 9. В этом состоянии (до появления импульса перепЬлнения счетчика 10) в устройстве отрабатывается смещение формируемого изображения по вертикали от верхней границы растра на заданное по входу 1 координат число строк.

Импульсом переполнения счетчика 10 триггер 11 устанавливается в единичное состояние, открывая элемент И 12 и закрывая элемент И 9. Теперь ССИ через элемент И

12поступают на вход триггера 14, опреде- ляющего начало развертки по строке, и инкрементный вход счетчика 13. Код последнего задает старшие разряды адреса блока 26 памяти видеоизображений в рабочем режиме, а также определяет число элементов разложения формируемого изображения по вертикали (по числу строк, отводимых под изображение в телевизионном растре). Импульсом переполнения счетчика 13 триггеры 7 и 11 устанавливаются в

исходное нулевое состояние, заканчивая тем самым процесс формирования изображения. Элемент И 3 запирается прямым выходом триггера 7 и работа устройства блокируется, переходя в режим ожидания до прихода следующего КСИ.

Каждый ССИ, поступающий на вход триггера 14, устанавливает его в единичное состояние, фиксируя начало процесса развертки построке. ЭлементИ 15открывается разрешающим потенциалом триггера 14, и тактирующие импульсы (ТСИ) через открытый инверсным выходом триггера 18 элемент И 16 поступают на инкрементный вход счетчика 17 и не поступают на вход счетчика 20, так как элемент И 19 заперт прямым выходом триггера 18, находящимся в исходном нулевом состоянии. Во время обратного хода луча отрицательной амплитудой ССИ счетчик 20 устанавливается в исходное нулевое состояние. Положительным фрон- том ССИ в счетчик 17 переписывается из регистра 6 код смещения изображения по горизонтали (вдоль строки). Частота ТСИ с третьего выхода генератора 2 тактовых импульсов определена длительностью прямо- го хода луча строчной развертки, числом элементов разложения изображения по строке и числом элементов разложения, определяющих границы формируемого изображения по горизонтали между началом и концом растра.

Импульсом переполнения счетчика 17 триггер 18 устанавливается в единичное состояние, фиксируя окончание смещения изображения от начала строчной развертки, закрывая элемент И 16 и открывая элемент И 19. ТСИ через открытые элементы И 15 и 19 поступает с третьего выхода генератора тактовых импульсов на инкрементный вход счетчика 20, выходной код которого задает младшие разряды адреса блока 26 памяти видеоизображений в рабочем режиме, а также определяет число элементов разложения формируемого изображения по горизонтали (по каждой строке). Импульсом переполнения счетчика 20 триггеры 14 и 18 устанавливаются в исходное нулевое состояние, заканчивая процесс развертки формируемого изображения на данной строке. Элемент И 15 запирается прямым выходом триггера 14, блокируя прохождение ТСИ. В результате устройство переходит в режим ожидания до появления следующего ССИ при условии, что процесс развертки формируемого изображения по вертикали не за- вершен.

Старшие и младшие разряды адреса с выходов числа счетчиков 13 и 20 соответственно через мультиплексор 25 адреса поступают на адресный вход блока 26 памяти видеоизображений и на вторые входы сумматоров 23 и 24, кроме нулевых разрядов. В сумматоре 23 вычисляются значения старших разрядов исполнительного адреса блока 27, как сумма кодов старших разрядов

базового адреса с мультиплексора 25 адреса и смещения с регистра 21. В сумматоре 24 аналогично вычисляются значения младших разрядов исполнительного адреса блока 27, как сумма кодов младших разрядов базового адреса с мультиплексора 25 адреса и смещения с регистра 22 Старшие и младшие разряды исполнительного адреса с выходов сумматоров 23 и 94, кроме нулевых разрядов, подаются на соответствующие разряды адресного входа блока 27. Нулевые разряды сумматоров 23 и 24 фиксируют моменты выхода элементов разложения фрагмента изображения за пределы границ, выделенных на растре для фооми- рования изображения, по вертикали и горизонтали соответственно.

Значения нулевых разрядов сумматоров 23 и 24, совместно со значением выхода данных модуля маски блока 27 памяти маски и констант, управляют работой селектора-мультиплексора 28 данных, коммутирующего нз вход цифроаналогово- го преобразователя 29, либо код элемента разложения фонового изображения из блока 26 памяти видеоизображений, либо код элемента разложения фрагмента изображения из блока 27 памяти маски и констант. Напряжение цифроаналогового преобразователя 29, характеризующее уровень яркости текущего элемента разложения формируемого изображения, является информационным выходом 30 устройства. Изменение кода на входе 1 координат устройства производится в паузах между кадрами формируемого изображения по значению единичного выхода триггера 7.

Формула изобретения Устройство формирования телевизионного изображения с перемещением управляемого фрагмента, содержащее генеоатор тактовых импульсов, регистр состояний, дешифратор, регистр центрирования, первый триггер, с первого по шестой элементы И, счетчик центрирования по столбцам, второй триггер, счетчик адреса стоабца, третий триггер, счетчик центрирования по строкам, четвертый триггер, счетчик адреса строки, мультиплексор адреса, блок памяти видеоизображения, цифрсаналоговый преобразователь, вход сигналов состояния устройства соединен с информационным входом регистра состояний, выход регистра состояний соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с входом Выбор кристалла блока памяти видеоизображений, второй выход дешифратора соединен с входом управления мультиплексора адреса, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с входом установки первого триггера и с входом сброса счетчика адреса столбца, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и с входом сброса счетчика адреса строки, третий выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом четвертого элемента И, выход первого триггера соединен с выходом Такт кадрового синхроимпульса устройства и с вторым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И и с первым входом третьего элемента И, выход второго элемента И соединен со счетным входом счетчика центрирования по столбцам, вход центрирования по строкам устройства соединен с информационным входом регистра центрирования, выход регистра центрирования соединен с входом загрузки счетчика центрирования по строкам, вход центрирования по столбцам устройства соединен с входом загрузки счетчика центрирования по столбцам, выход переполнения счетчика центрирования по столбцам соединен с входом установки второго триггера, выход второго триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, второй выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход третьего элемента И соединен со счетным входом счетчика адреса столбца и входом установки третьего триггера, выход переполнения счетчика адреса столбца соединен с входами сброса первого и второго триггеров, выход третьего триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с первыми входами пятого и1 шестого элементов И, выход пятого элемента И соединен со счетным входом счетчика центрирования по строкам, выход счетчика центрирования по строкам соединен с входом установки четвертого триггера, прямой вы- ход четвертого триггера соединен с вторым входом шестого элемента И, инверсный выход четвертого триггера соединен с вторым входом пятого элемента И, выход шестого элемента И соединен со счетным входом счетчика адреса строки, выход переполнения счетчика адреса строки соединен с входами сброса третьего и четвертого триггеров, выходы счетчика адреса строки и счетчика адреса столбца соединены с первым информационным входом адресного мультиплексора, адресный вход устройства соединен с вторым информационным входом адресного мультиплексора, информационный вход устройства соединен с

одноименным входом блока памяти видеоизображения, выход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него

введены два регистра смещения по столбцу и строке, два сумматора, блок памяти маски и констант, мультиплексор данных, информационный вход регистра смещения по столбцу соединен с входом задания смещения по столбцу устройства, информационный вход регистра смещения по строке соединен с входом задания смещения по строке устройства, выход регистра смещения по столбцу соединен с первым входом

первого сумматора, выход регистра смещения по строке соединен с первым входом второго сумматора, выход адресного мультиплексора соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров, первые выходы первого и второго сумматоров соединены с адресным входом блока памяти маски и констант, второй выход первого сумматора соединен с первым управляющим входом мультиплексора данных, второй выход

второго сумматора соединен с вторым управляющим входом мультиплексора данных, вход данных блока памяти маски и констант соединен с одноименным входом устройства, третий выход дешифратора соединен с входом управления блока памяти маски и констант, выход данных блока памяти маски и констант соединен с первым информационным входом мультиплексора данных, выход данных блока памяти видеоизображений соединен с вторым информационным входом мультиплексора данных, выход мультиплексора данных соединен с входом данных цифроаналогового преобразователя.

Изобретение относится к вычислительной и телевизионной технике и может найти применение в таких областях, как системы управления, контроля, тренажерные системы и др , связанных с использованием визуальной информации. Устройство обеспечивает формирование изображения ка экране телевизионного приемника в темпе развертки с возможностью перемещения в каждом телевизионном кадре фрагмента изображения в любое место экрана Повышение быстродействия устройства формирования и перемещения изображения достигается использованием аппаратного способа получения адреса каждого текущего элемента составных частей изображения в сочетании с табличным методом получения кодов каждого элемента разложения изображения и их выдачи в темпе развертки на экран телевизионного приемника 1 ил