Устройство для формирования изображений линий второго порядка на экране телевизионного приемника Советский патент 1992 года по МПК G09G1/16 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано при создании графических дисплеев и является дополнительным к авт.св. № 1596376.

Цель изобретения - повышение качества формируемого изображения за счет исключения его искажения путем расширения диапазона расположения изображаемых линий по горизонтали.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления; на фиг.З - структурная схема накапливающего сумматора; на фиг.4 - функциональная схема формирования кодов.

Устройство содержит блок 1 управления, первый 2 и второй 3 накапливающие сумматоры, первый регистр 4, счетчик 5, второй регистр 6, блок 7 постоянной памяти, третий регистр 8, блок 9 умножения, блок 10 сравнения, четвертый регистр 11, формирователь 12 кодов, блок 13 регенерации изображения, сумматор 14, формирователь 15 телевизионного сигнала, элемент ИЛИ-НЕ 16.

Блок 1 управления (фиг.2) содержит инвертор 17, триггеры 18 и 19, сдвиговый регистр 20, инвертор 21. элементы ИЛИ 22 и 23, шинный формирователь 24, элемент И 25, триггер 26, инвертор 27, элемент И-НЕ 28, триггер 29, элемент И-НЕ 30, триггер 31, инвертор 32, элемент 3 И-ИЛИ 33.

Блок управления представляет собой синхронный автомат. Шинный формирователь 24 может быть реализован на микросхемах К589 АП16. Накапливающий сумматор 2 или 3 (фиг.З) содержит регистры 34 и 35 с динамической синхронизацией приема информации и сумматор 36 комбинационного типа. Формирователь 12 кодов (фиг.4) содержит блок 37 инверторов, сумматор 38 комбинационного типа, мультиплексор 39 и элемент ИЛИ 40, Сумматор 14 также является комбинационным сумматором. Блок 13 регенерации изображения предназначен для приема и хранения информации о координатах и цвете точек изображаемых линий, а также выдачи этой информации на вход формирователя 15 телевизионного сигнала.

со

с

VJ

ел

00

о

ю

В предлагаемом устройстве формирование изображения линии второго порядка с уравнением AnX2- A22Y2+2Ai2XY+2Ai3X+2A23Y+A33 0(1)

осуществляется построчно.

Действительные значения координат X и Y точек пересечения изображаемой линии с каждой строкой Y растра определяются из уравнения (1),

В пределах кадра изображения координаты точек X, Y должны задаваться целыми положительными числами в ограниченном диапазоне: .Хмакс, ,УМаксЗ. Если значение X выйдет за границы интервала 0,ХМакс, то в блок регенерации передадутся только младшие разряды кода X, представляющие число из интервала О.Хмакс, что приводит к отображению на экране точек, вышедших за его пределы по оси ОХ.

Позициями 41-44 обозначены соответственно вход сигнала Пуск, вход синхроимпульсов, шина данных и вход сигналов 1RGB, а позициями 45 и 46 - выход сигнала Конец работы и выход TV сигнала устройства.

Устройство работает следующим образом,

Синхроимпульсы СИ, подаваемые по входу 42, поступают но вход синхронизации триггера 19, который используется в качест- вб делителя частоты На единичном выходе этого триггера формируются синхроимпульсы СИУ с периодом и длительностью, в два раза большими, чем у синхроимпульсов СИ, а на нулевом выходе - синхроимпульсы СИУ. Синхроимпульсы СИУ используются для синхронизации работы блока 1 и других элементов устройства,

По положительному фронту сигнала Пуск, поступающего по входу 41 на вход синхронизации триггера 18, нулевой уровень с D-входа записывается в триггер 18. В результате на его нулевом выходе появляется сигнал 1, который поступает на сдвиговый вход V регистра 20,

Вход синхронизации регистра 20 соединен с нулевым выходом триггера 19, поэтому по положительному фронту очередного синхроимпульса СИУ сигнал 1 с V-входа регистра 20 заносится в его младший разряд. Таким образом, на первом выходе регистра 20 формируется сигнал Г. Через инвертор 17 он поступает на S-вход триггера 18 и сбрасывает его в исходное состояние. Благодаря этому на V-входе регистра 20 устанавливается сигнал О. Кроме того, сигнал с первого выхода регистра 20 подается на первый вход шинного формировате- ля 24, который используется для

стробирования синхроимпульсами СИУ сигналов с выходов регистра 20. В результате по переднему фронту очередного синхроимпульса СИУ (назовем его первым) на первом

выходе шинного формирователя 24 вырабатывается сигнал , поступающий на второй вход регистра 4. По нему с шины данных в регистр 4 записывается лервое слово исходных данных - код масштаба Мх.

В дальнейшем новые синхроимпульсы СИУ приводят к последовательному сдвигу записанной в младший разрядл регистра 20 единицы. В результате сигнал 1 поочередно будет устанавливаться на одном из его

выходов.

По второму СИУ на втором выходе шинного формирователя 24 формируется управляющий сигнал, по которому с шины данных в регистр 6 записывается второе слово исходных данных - код Y.

Код YK является номером последней строки растра, содержащей точки строящейся линии. При кодировании исходных данных, учитывая, что всегда , знаковому разряду кода Y присваивается значение О, если коэффициент Аи уравнения (1) строящейся линии не равен нулю, и 1 .если , В первом случае в строках растра необходимо формировать по две, а во втором случае - по одной точке строящейся линии. После приема YK с первого выхода регистра 6 код YK без знакового разряда поступает на первый вход блока 10 сравнения, а код знака Зн с второго выхода регистра 6 подается на входы формирователя 12 кодов и блок 1 управления. По третьему синхроимпульсу СИУ в блоке 1 формируется сигнал , поступающий на вход счетчика 5, в который с шины данных записывается

кодУо.

С помощью элемента ИЛИ 22 и шинного формирователя 24 по четвертому синхроимпульсу СИУ на четвертом и пятом выходах блока 1 одновременно формируются сигналы UM и а)5 . Сигнал uXj поступает на третий вход накапливающего сумматора 3, в котором регистр 35 сбрасывается в О. Сигнал а)5 поступает на четвертый вход накапливающего сумматора 3 и разрешает

запись с шины данных в его регистр 34 кода начального адреса A(Y0). После этого код A{Y0) с выхода регистра 34 поступает на первый вход сумматора 36, а на второй его вход поступает код числа 0 с выхода только что

сброшенного регистра 35. В результате на выходе сумматора 36 формируется сумма, равная A{Y0).

Пятый синхроимпульс СИУ приводит к формированию только одного сигнала cos.

по которому на регистр 34 накапливающего сумматора 3 с шины данных принимается новое слово - код приращения адреса Му. Синхроимпульсы СИУ подаются на второй вход сумматора 3, т.е. на вход синхрониза- ции его регистра 35. Поэтому одновременно с сигналом cos имеющаяся на выходе сумматора 36 сумма А, равная в этот момент A(Y0), записывается в регистр 35, выход которого является выходом накапливающего сумматора. После этого адрес А с выхода сумматора 3 подается на вход блока 7 постоянной памяти, что вызывает считывание соответствующего значения координаты Хт(А) канонической линии,

В дальнейшем содержимое регистра 34 Сумматора 3 остается равным Му. Поэтому по каждому СИУ в регистр 35 будет записываться новая сумма содержимого этого регистра и кода Му. В результате на выходе сумматора 3 будет формироваться последо- вательность адресов A(Y0), A(Y0)+My, A(Y0)+2My,...

С помощью элемента ИЛИ 23 и шинного формирователя 24 по шестому синхроим- пульсу СИУ на шестом и седьмом выходах блока 1 одновременно формируются сигналы шв и an , поступающие соответственно на третий и четвертый входы накапливающего сумматора 2. В результате аналогично накап- ливающему сумматору 3 он сбрасывается в исходное состояние и одновременно в него с шины данных записывается очередное слово исходных данных - код Xi(Y0).

По-этому же синхроимпульсу СИУ в ре- гистр 8 принимается значение координаты ХТ(А), считанное из блока 7 постоянной памяти. С выхода этого регистра код ХТ(А) подается на второй вход блока 9 умножения. Поскольку на первый его вход постоянно подается код масштаба Мх с выхода регистра 4, то в результате на выходе блока 9 умножения формируется код произведения ХсгМхХт(А}.

Синхроимпульс СИУ, следующий за ше- стым синхроимпульсом СИУ, приводит к формированию сигнала 1 на седьмом выходе регистра 20. С помощью элемента ИЛИ 23 и шинного формирователя 24 из него синхронно с седьмым синхроимпульсом СИУ формируется второй сигнал (о , разрешающий запись с шины данных в накапливающий сумматор 2 очередного слова данных-кода KL

По этому же синхроимпульсу СИУ код Xi(Yo) достигает выхода накапливающего сумматора 2 и поступает на первый вход сумматора 14, а код Xq с выхода блока 9 умножения записывается в регистр 11 и с

его выхода поступает на вход формирователя 12 кодов, который служит для получения пр«мых и дополнительных кодов, поступающих на его первый вход чисел. Дополнитель- ный код получается инвертированием прямого кода с помощью блока 37 инверторов и суммированием на сумматоре 38 получающегося обратного кода с числом 1. Выдача на выход прямого или дополнительного кода осуществляется мультиплексором 39 в зависимости от управляющих сигналов на втором и третьем входах формирователя 12. На второй вход постоянно подаются синхроимпульсы СИУ, а на третий - код Зн с второго выхода регистра 6. Если код Зн равен 0, то синхроимпульсы СИУ через элемент ИЛИ 40 поступают на управляющий вход мультиплексора. Тогда в течение первой половины периода СИУ мультиплексор 39 передает на выход прямой код, а в течение второй половины периода - дополнительный код произведения (А).

Если код Зн равен 1, то через элемент ИЛИ 40 на управляющий вход мультиплексора 39 постоянно будет подан сигнал Г, по которому на выход формирователя 12 передается примой код Xq.

Выход формирователя 12 соединен с вторым входом сумматора 14. Поэтому, если код Зн равен 0, то на efo первом выходе в течение первой половины периода СИУ формируется код суммы (Y0)+Xq, а в течение второй половины периода СИУ - код разности X Xi(Y0) -Xq, так как суммирование с дополнительным кодом числа равносильно вычитанию его прямого кода. В случае, когда код Зн равен 1, на выходе сумматора 14 формируется и удерживается до конца периода синхроимпульсов СИУ сумма

(Yo)+Xq

Формируемые таким образом коды X подаются на второй адресный вход блока 13 регенерации изображения, а соответствующий им в рассматриваемый момент код Y0 с выхода счетчика 5 подается на первый адресный вход этого блока. На четвертый информационный вход блока 13 регенерации изображения в течение всего времени формирования изображения подан код IRGB, задающий яркость, а также красную, синюю и зеленую составляющие цвета изображаемой линии.

Для блока 13 коды X и Y служат двумя частями адреса, по которому код IRGB запоминается в памяти этого блока.

Если код X не выходит за пределы разрядной сетки, соответствующей диапазону координат X экрана, то старшие разряды суммы, формируемой на втором выходе сумматора 14, равны 0. Пои этом на выходе

элемента ИЛИ -НЕ 16 формируется сигнал 1, который поступает на вход разрешения записи блока 13 регенерации изображения и разрешает запись точки, Если код X выходит за допустиые пределы, то по крайней мере один из старших разрядов суммы станет равным 1. В этих случаях на выходе элемента 16 формируется сигнал О, запрещающий запись точки в память блока 13,

Кроме этого, для приема кодов X, Y и IRGB на синхровход блока 13 необходимо подать синхроимпульс СИЗ. Чтобы не допустить записи ложной информации в начале работы устройства, синхроимпульсы СИЗ начинают формироваться на десятом выходе блока 1 управления во время седьмого синхроимпульса СИУ. Это осуществляется следующим образом.

В блоке 1 сигнал с седьмого выхода регистра 20 используется не только для формирования сигнала an , но поступает также и на первый вход элемента И-НЕ 28. Поскольку на второй его вход подаются синхроимпульсы СИУ, а на третий - синхроимпульсы СИ, формируемые на выходе инвертора 27, то во-время седьмого синхроимпульса СИУ, когда , а , на выходе элемента И-НЕ 28 сформируется сигнал О, Этим сигналом триггер 29 устанавливается в единичное состояние. Если при этом сигнал Зн, подаваемый на четвертый вход блока 1 управления, равен 0, то сигйалы 1 с единичного выхода триггера 29 и инвертора 32 разрешает прохождение синхроимпульсов СИ на выход элемента 33, В этом случае положительный фронт первого синхроимпульса СИХ, как это и требуется, сформируется после окончания седьмого синхроимпульса СИУ, в момент, когда , При этом по длительности и фазе синхроимпульсы СИЗ будут совпадать с синхроимпульсами СИ.

Далее по положительному фронту синхроимпульса СИУ, следующего за седьмым синхроимпульсом СИУ, на восьмом выходе регистра 20 формируется сигнал 1, который через инвертор 21 устанавливает в единичное состояние триггер 31. Если при этом сигнал Зн будет равен 1, то вместе с сигналом 1 с выхода триггера 31 он разрешает прохождение на выход элемента 33 синхроимпульсов СИУ. В этом случае, как это и требуется, первый синхроимпульс СИЗ по длительности и фазе совпадает с восьмым синхроимпульсом СИУ. Независимо от сигнала Зн в этот же момент с помощью триггера 31 и элемента И 25 начнут формироваться синхроимпульсы СИС, также совпадающие по длительности и фазе с синхроимпульсами СИУ.

Начиная с восьмого синхроимпульса СИУ, блок 1 не вырабатывает больше управляющих сигналов ом - ал и дальнейшая работа устройства управляется только синхроимпульсами СИУ, СИЗ и СИС. При этом в каждом такте работы по СИУ на выходе накапливающего сумматора 2 формируется

очередная сумма Xi(Y)+Ki, на выходе накапливающего сумматора 3 формируется очередной адрес A(Y)+My, в регистр 8 записывается код Хт(А), считанный по пред- ыдущему адресу, в регистр 11 записывается

вычисленное к этому моменту произведение (A(Y-1)).

По каждому синхросигналу СИС содержимое счетчика 5 увеличивается на Г, что соответствует вычислению координат X

строящейся линии для новой строки.

Таким образом, начиная с седьмого синхроимпульса СИУ, устройство в каждом такте работы обеспечивает вычисление координат точек строящейся линии для одной строки и передачу информации о точках в блок 13 регенерации изображения.

Работа устройства заканчивается, когда очередной синхроимпульс СИС поступает на третий вход счетчика 5 и устанавливает

на нем код . При сравнении его с кодом YK, поступающим с первого выхода регистра 6, блок 10 сравнения вырабатывает единичный сигнал БС, который подается на третий вход блока 1, в качестве которого служит

D-вход триггера 26. По очередному синхроимпульсу СИ, поступающему на вход синхронизации триггера 26, он устанавливается в единичное состояние. Если кодЗн равен О, то этому моменту соответствует синхроимпульс СИЗ, обеспечивающий прием в блок 13 информации о первой точке в строке Y. Сигнал 1й с выхода триггера 26 поступает на первый вход элемента И-НЕ 30. На второй его вход подаются синхроимпульсы

СИУ, а на третий - синхроимпульсы CS4. Поэтому в момент, когда , а , что соответствует окончанию приема в блок 13 регенерации изображения информации о второй точке в строке У к, на выходе элемента И-НЕ 30 появляется сигнал О, который сбрасывает триггеры 29 и 31 в нулевое состояние. Это вызывает прекращение подачи синхроимпульсов СИЗ м СИС. Сигнал с выхода триггера 26 используется в качестве

сигнала Конец работы устройства.

При регенерации изображения блок 13 регенерации изображения обеспечивает считывание хранящейся в нем информации о яркости и цвете точек изображения синхронно с телевизионной разверткой и подает ее на вход формирователя 15 телевизионного сигнала, который формирует сигнал TV для телевизионного приемника.

Введение в устройство элемента ИЛИ- НЕ 16 позволяет блокировать прием в блок 13 регенерации изображения кодов координат таких точек, коды X которых выходят за пределы разрядной сетки. Это исключает недопустимое отображение их на экране и искаже- ние изображения. Благодаря этому устройство может без искажения формировать изображения линий с более широким диапазоном расположения относительно границ экрана.

Так, если диапазон координат X экрана 0,511, то длина разрядной сетки для передачи кода X в блок 13 регенерации изображения должна быть равна 9,

В известим устройстве выход кода X точек линии из интервала 0,511 недопу- стим, так как ведет не к отбрасыванию их, а изображению в поле экрана.

Если в предлагаемом устройстве на вход элемента ИЛИ-Н Е 16 с второго выхода сумматора 14 подавать знаковый разряд и четыре старших разряда суммы, то диапазон допустимых значений X, не приводящих к искажению изображения, расширится до интервала -8192, 8191.

Формула изобретения Устройство для формирования изображений линий второго порядка на экране телевизионного приемника по авт.св. № 1596376, отличающееся тем, что, с целью повышения качества формируемого изображения за счет исключения его искажения путем расширения диапазона расположения изображаемых линий по горизонтали, устройство содержит элемент ИЛИ-НЕ, вход которого соединен с вторым выходом сумматора, а выход - с входом разрешения записи блока регенерации изображения.

Сущность изобретения: устройство содержит: блок управления, 2 накапливающих сум- мматора, 4 регистра, блок умножения, блок сравнения, суматор, формирователь кодов, блок регенерации изображения, формирователь телевизионного сигнала, блок постоянной памяти, элемент ИЛИ-НЕ. 1-2-14-16-13-15,1-3- 7-8-9-11-12-14-13, 1-4-9, 1-5-10-1, 5-13, 1-6-10, 6-12. 6-1. 4 ил.

V

Фиг. /

е

с

N

fVi

9081911

1