Устройство для считывания и отображения видеоинформации Советский патент 1993 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах управления промышленными роботами.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности многоканального считывания и отображения полутоковых изображений объектов.

Блок-схема устройства приведена на фиг.1, На фиг.2-16 показаны возможные выполнения соответственно: блока связи (фиг.2), регистра адреса строк (фиг.З), регистра адреса столбцов (фиг.4), генератора им- пульсов (фиг.5), мультиплексора синхросигналов (фиг.6), мультиплексора телекамер (фиг.7), формирователя сигналов- записи (фиг.8), первого видеоусилителя (фиг.9), цифроаналогового преобразователя и второго видеоусилителя (фиг. 10); регистра загрузки (фиг.11) регистра вывода (фиг.12),

формирователя управляющих сигналов (фиг.13), регистра состояний (фиг.14), формирователя адреса строк (фиг. 15), формирователя адреса столбцов (фиг. 16). На фиг. 17 и 18 представлены временные диаграммы циклов ввода и вывода соответственно. Фиг. 19 иллюстрирует работу формирователя управляющих сигналов, На фиг.20 и 21 даны временные диаграммы работы регистра состояний для кадра соответственно 256 х 256 и 512x512.

Устройство для считывания и отображения видеоинформации содержит первый ви- деоусилитель (ВУ) 1, мультиплексор 2 сигналов, телекамер (МТ), аналого-цифро- вой преобразователь (АЦП) 3, регистр 4 загрузки (РЗ), блок 5 оперативной памяти видеоизображения (БОПВИ), регистр 6 вывода (РВ), мультиплексор 7 данных (МД). формирователь 8 управляющих сигналов (ФУС), цифроаналоговый преобразователь

(Л

С

00 vj

СК

(ЦАП)9, второй ВУ 10, генератор 11 импуль- сов(ГИ), мультиплексор 12 сигналов синхронизации (МСС), мультиплексор 13 адреса (МА), регистр 14 состояний (PC), формирователь 15 сигналов записи (ФСЗ), формирова- тель 16 адреса строк (ФАСТР), формирователь 17 адреса столбцов (ФАСТЛ), регистр 18 данных (РД), регистр 19 адреса строк (РАСТР), регистр 20 адреса столбцов (РАСТЯ), блок 21 связи (БС) и мо- нитор 22. Блок 21 связи выполнен (фиг.2) на первой и второй группах 23, 24 элементов ИЛИ-НЕ, демультиплексоре 25, третьей группе 26 элементов ИЛИ-НЕ, элементе 27 ИЛИ-НЕ, первом блоке 28 постоянной па- мяти (БПП), буферном регистре 29, втором БПП 30, элементе 31И и элементах 32 И-НЕ. Регистр 16 адреса строк содержит (фиг.З) буферный регистр 33, триггер 34 и элемент 35 НЕ. Регистр 17 адреса столбцов содер- жит (фиг.4) буферный регистр 36, триггер 37 и элемент 38 НЕ. Генератор 11 импульсов может быть выполнен по схеме фиг.5 на элементах 39 НЕ, кварцевом резонаторе 40 и резисторе 41. Фиг.6 показывает соедине- ние входов и выходов мультиплексора 12 сигналов синхронизации. Мультиплексор 2 сигналов телекамер реализуется (фиг.7) на сдвоенных мультиплексорах 42, 43 и одинаковом мультиплекскоре 44. Формирователь 15 сигналов записи представляет собой БПП (фиг,8). Первый видеоусилитель 1 может быть выполнен (фиг.9) на операционном усилителе 45, регистрах 46-48 и конденсаторе 49. На фиг.9 показана также запитка АЦП 3 с помощью транзистора 50, резистора 51 и конденсатора 52. Цифроаналоговый преобразователь 9 собран (фиг. 10) на группе 53 элементов И-НЕ, группе 54 резисторов, резисторах 56-58, операционном усилителе 59 и конденсаторе 60. Транзистор 61 и резисторы 62, 63 образуют второй видеоусилитель, выход которого может быть подключен к монитору 22 через разделительный конденсатор (показан пунктиром). Регистр 4 загрузки состоит (фиг.11) из регистров 64-67. Аналогично регистр 6 вывода состоит (фиг. 12) из регистров 68-71. формирователь 8 управляющих сигналов содержит (фиг. 13) элемент 72 И-НЕ, элементы 73 НЕ, резисторы 74-77, конденсаторы 78-81, триггеры 82 и резистор 83. Регистр 14 состояний включает (фиг. 14) буферный регистр 84, счетчик 85, триггеры 86, элементы 87 И-НЕ и элементы 88 НЕ. Формирователь 16 адреса строк состоит (фиг. 15) из реверсивных счетчиков 89, мультиплексора 90, триггеров 91, БПП 92, элементов 93 НЕ, элементов 94 И, элементов 95 И-НЕ, элемента 96 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента 97 ИЛИ.

Формирователь 17 адреса столбцов выполнен (фиг. 16) на реверсивных счетчиках 98, мультиплексорах 99, триггерах 100, БПП 101, элементы 102 НЕ и элементах 103 ИЛИ.

Устройство работает следующим образом,

Предусмотрены четыре режима работы: а) режим контроля записанной в БОПВИ 5 информации; б) режим записи изображения в БОПВИ 5 с телекамер; в) режим выборки информации из БОП ВИ 5 в внешнюю ЭВМ; г) режим записи информации из внешней ЭВМ в БОП ВИ 5 для дальнейшей индикации на мониторе 22.

Устройство в исходном состоянии находится в режиме контроля (а). Остальные три режима могут быть включены в любое время с помощью ЭВМ. После окончания записи кадра или обмена информацией с ЭВМ устройство автоматически переходит в режим контроля, В режимах записи информации об изображениях устройство может записывать в БОП ВИ 5 либо один кадр размером 512 х 512 элементов, либо до четырех полукадров размером 256 х 256 элементов с четырех телекамер. Выбор телекамеры осуществляет МТ 2, который управляется PC 14 и коммутирует видеосигнал, кадровый и строчный синхроимпульсы, сигнал с тактовой частотой. Видеосигнал с МТ2 поступает на первый ВУ 1, с выхода которого после усиления подается на вход АЦП 3, управляемого сигналами тактовой частоты с МТ 2, После оцифровывания сигнал из АЦП 3 заносится в РЗ 4. Запись кадра в БОП ВИ 5 осуществляется по команде ЭВМ, принимая которую, БС 21 выдает команду установки на PC 14. PC 14 ждет прихода кадрового синхроимпульса, после чего выдает команду запись кадра на ФСЗ 15 и МСС 12, который пропускает на РЗ 4 сигнал тактовой частоты fT. РЗ 4 начинает преобразовывать последовательную цифровую информацию, идущую с АЦП 3 в параллельную. После преобразования таким образом четырех четырехразрядных чисел последние одновременно записываются на шестнадцать микросхем БОП ВИ 5 с помощью сигналов записи, сформированных ФСЗ 15 по команде из PC 14. Во время преобразования последовательной информации в параллельную ФУС 8 подает на БОП ВИ 5 сигналы, необходимые для выбора адреса при записи (чтении) (RAS и CAS), а ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17 через пультиплексор адреса 13 осуществляют последовательную коммутацию (с 1 по 8 - адрес строки, запоминаются по фронту сигнала RAS, а с 8 по 16 -адрес

столбца, запоминаются по фронту сигнала CAS (на адресные входы. МА 13 синхронизируется с ФСЗ 15 по сигналу PC 14. По окончании полукадра (по приходу на PC 14 следующего кадрового/, синхроимпульса) PC 14 снимает сигнал с ФСЗ 15 и устройство автоматически переходит в режим контроля. Формирование адресов строк и столбцов происходит в ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17 таким образом, что учитывается размер считываемого изображения (для кадра 512 х 512 элементов на ФАСТР 16 подается сигнал (№ полукадра) с МТ 2). Управление МА 13 осуществляется по командам с ФУС 8 и PC 14. В режиме контроля информация о четырех элементах изображения параллельно считывается из БОП ВИ 5 одновременно с 16 микросхем, затем с помощью сдвигового регистра РВ 6 параллельная комбинация чисел преобразуется в последовательную и подается на ЦАП 9, который преобразует двоичное число в соответствующий уровень напряжения. Выход ЦАП 9 подключен ко входу второго ВУ 2, где сигнал суммируется с синхроимпульсом, поступающим из ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17, после чего усиливается до необходимого уровня и подается на М 22. ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17 вырабатывают также запрет на преобразование ЦАП 9. При считывании информации из БОП ВИ 5 в ЭВМ ВС 21 выдает сигнал, по которому PC 14 устанавливает команду на МА 13, По этой команде МА 13 подает адрес на адресные входы БОП ВИ 5, предварительно записанный в РАСТР 19 и РАСТЛ 20, Далее формируются необходимые для БОП ВИ 5 сигналы RAS и CAS (ФУС 8) и WE (в ФСЗ 15). Информация, считанная из БОЗ В И 5, через МД 7 поступает на РД 18. МД 7 выбирает одну из четырех групп микросхем БОП ВИ 5 в зависимости от двух младших разрядов РАСТЛ 20. По сигналу с PC 14 данные с РД 18 поступают на БС 21. По прошествии промежутка времени, необходимого для появления сигнала на выходе БОП ВИ 5. PC 14 по сигналам от ФУС 8 (RAS) и БС21 вырабатывает сигнал СИП. Поэтому сигналу ЭВМ приступает к приему информации. Одновременно убирается сигнал с МА 13, по которому к БОП ВИ 5 подключается РАСТР 19 и РАСТЛ 20. Устройстео при этом переходит в режим контроля. PC 14 снимает сигнал СИП по окончании считывания данных в ЭВМ по окончанию сигнала СИА. При записи данных в БОП ВИ 5 из ЭВМ работа устройства аналогична считыванию за исключением того, что БС 21 не подключает выход РД 18 к шине ЭВМ. Кроме того. БС21 выдает сигнал на ФСЗ 15, по которому на выбранную двумя младшими

разрядами адреса столбцов, поступающими на ФСЗ 15 от РАСТЛ 20, группу микросхем выдается сигнал записи. Данные по БОП ВИ 5 поступают с ВС 21 через РЗ 4, который

считывает информацию по сигналу, приходящему от генератора 11 через МСС 12, Адрес в РАСТР 19 и РАСТЛ 20 заносится предварительно с канала ЭВМ. Таким рбра- зом, устройство позволяет считывать (в па0 мять и далее в ЭВМ) полутоновое изображение размером 512 х512 элементов (1 кадр) или 256 х 256 элементов (4 полухад;, ра), записывать из ЭВМ полутоновое изображение в память и осуществлять контроль

5 записанной в памяти информации на экране телевизора. Блок 21 связи (фиг.2) принимает от ЭВМ следующие сигналы: 13 разрядов адреса, 8 разрядов данных, сигна лы синхронизации (СИА) синхросигнал ак0 тивного устройства), ВВОД, ВЫВОД. ВУ. (внешние устройства). В ЭВМ из блока 2t передается следующая информация: 4 разряда данных из БОП ВИ 5, один разряд данных из PC 14 и сигнал синхронизации

5 пассивного устройства СИП. Данные и адрес передаются по одной шине последова- тельно. Двунаправленный обмен осуществляется только на пять разрядов. . Для связи с микро-ЭВМ используются три

0 приемника для старших разрядов адреса и данных ДА 04 - ДА 12 (элементы 23, 24, 27), приемо-передатчик для младших четырех разрядов адреса и данных (элемент 25) приемник для сигналов СИА, ВВОД, ВЫВОД и

5 ВУ (элемент 26). Блок 21 связи предназначен также для дешифрирования информации поступающей из ЭВМ. Рассмотрим сигналы и временные диаграммы (см. фиг. 17, 18), описывающие работу БС 21 при

0 обмене информацией с ЭВМ. Обмен с ЭВМ состоит из двух циклов: цикл ВВОД (ввод данных в ЭВМ) и цикла ВЫВОД (ввод данных в предлагаемое устройство). Последовательность выполнения операций цикла

5 следующая. Микро-ЭВМ передает по шине данных адреса (ДА) адрес, а также вырабатывает сигнал ВУ, если адрес находится в требуемом диапазоне (например, 160000- 177777). Через 150 не после установки адре0 са микро-ЭВМ вырабатывает сигнал СИА, предназначенный для запоминания адреса во входной логике выбранного устройства. Устройство дешифрирует адрес и запоминает его; ЭВМ снимает адрес с шины ДА, сни5 мает сигнал ВУ и вырабатывает сигнал ВВОД, сигнализируя о том, что оно готово принять данные от устройства и ожидает поступления сигнала СИП. Блок 21 помещает данные на линии ДА и вырабатывает сигнал СИП, сигнализирующий о том, что

данные находятся в канале микро-ЭВМ. Если сигнал СИП не вырабатывается в течение 10 мкс после выдачи сигнала ВВОД, то микро-ЭВМ переходит к обслуживанию внутреннего прерывания по ошибке обращения к каналу. Если СИП вырабатывается, то микро-ЭВМ принимает данные и снимает сигнал ВВОД. Блок 21снимает сигнал СИП, завершая операцию передачи данных. Микро-ЭВМ снимает сигнал СИА по заднему фронту сигнала СИП, завершая тем самым канальный цикл ВВОД. В цикле ВЫВОД последовательность операций остается такой же, как в цикле ВВОД, за исключением того, что вместо команды ВВОД, подается команда вывод, причем перед началом этой операции устанавливается на входе блока 21 данные. В этом цикле источником данных является микроЭВМ. Блок 21 связи в процессе обмена выполняет функцию дешифратора адреса блока, регистра и дешифратора команд. Адрес блока и команды передаются от ЭВМ одним адресным словом. При этом разряды адреса с третьего по двенадцатый и сигнал ВУ служат кодом устройства, а младшие разряды адреса и сигналы ВВОД и ВЫВОД несут в себе информацию о командах. ВС 21 дешифрирует и выдает следующие команды: запись адреса столбцов (на РАСТЯ 20), запись адреса строк (на РАСТР 19), запись в регистр состояния (на PC 14), чтение регистра состояния (на PC 14), обращение ЭВМ (к БОП ВИ 5, на PC 14), СИП для записи адреса (на PC 14) запись в БОЗ ВИ (на ФСЗ 15 и РЗ 4), а также команды установки старшего разряда адреса строк (2 команды наФАСТР 19) и установки старшего разряда адреса столбца (2 команды на РАСТЯ 20), Для дешифрации и выдачи команд используется два БПП 28,30, один регистр 29, выполненный на триггере, элемент И 31, 4 элемента И-НЕ 32. БПП 28 предназначен для дешифрации адреса блока. Если адрес, выставленный на шине ДА, совпадает с выбранным адресом данного блока, то на выходе БПП 28 появляется сигнал О. По команде СИА сигнал с дешифратора адреса, а также младшие разряды адреса, запоминаются в регистре 29, где информация хранится до следующего сигнала СИА. С регистра 29 информация поступает на второй БПП 30, куда поступают также сигналы В ВОД и ВЫВОД и сигнал с PC 14 запись кадра. В зависимости от комбинаций этих сигналов, на выходе БПП 30 появляется соответствующая команда. Выбор команд осуществляется путем программирования БПП 30 по соответствующему адресу.

Информация, записанная в БПП 30, приведена в табл.1.

Логические элементы И 31 и И--НЕ 32 предназначены для выдачи команд установки старшего разряда адреса строк и старшего разряда адреса столбца. Регистр 19

адреса строк и регистр 20 адреса столбцов служат для записи и хранения адреса строк и адреса столбцов, соответственно. Информационные входы регистра 33 (фиг.З) и регистра 36(фиг,4) присоединены через ВС 21

0 к восьми младшим разрядам шины ДА (ДАОО - 07). Информация в регистрах 33 и 36 запоминается по командам запись адреса строк и запись адреса столбцов, которые поступают из БПП 30 блока связи 21

5 (фиг.2) на синхровход соответствующего регистра. На D-входы триггеров 34 (фиг.З) и 37 (фиг.4) поступает через ВС 21 адрес с шины ДА (ДА08), который передается на выход) и далее на МА 13 (по положительному перепа0 ду импульса на тактовом входе 6. На входы С обоих триггеров подаются инвертированные команды запись адреса строк (для РАСТР 19) и запись адреса столбцов (для РАСТЯ 20). Команды установки на триггеры

5 34 и 37 подаются с БС 21. Генератор 11 импульсов генерирует импульсы с периодом равным 100 не (фиг.5). Регистр 18 данных предназначен для связи БОП ВИ 5 (через МД 10) с БС 21. Данные устанавлива0 ются на информационные входы и, при подаче на тактовый вход положительного перепада импульса с PC 14, передаются на выходы регистра 18 данных. Мультиплексор 12 телекамер (фиг.7) предназначен для ком5 мутации видеосигналов, сигналов тактовой частоты fT, строчных и кадровых синхроимпульсов, номера полукадра Nn (для кадров 512x512 элементов разложения) и управляется двумя младшими разрядами регист0 ра состояний 14. Регистр 4 загрузки (фиг.11) предназначен для пребразова- ния последовательной информации с МТ2 в параллельную, а также подключения информационных входов БОП ВИ 5 к БС21.

5 Управление регистром 4 загрузки осуществляется путем подачи на объединенный вход V всех регистров 64-67 сигнала переключения входов из PC 14, на объединенный вход С1 - синхроимпульса с МСС 12, а на

0 объединенный вход С2 - сигнала запись в БОП ВИ с БПП 30 блока связи (фиг.2). При низком уровне сигнала V подключается вход последовательного переноса и по заднему фронту синхроимпульса (на входе С1)проис5 ходит последовательный перенос информации со входа на передний выход, с первого выхода на второй и т.д. При высоком уровне сигнала V подключаются четыре входа параллельного занесения и по заднему фронту сигнала запись в БОП ВИ происходит параллельное занесение информации на выход,

Регистр 6 вывода (фиг.12) выполняет функцию преобразования выходной параллельной информации из БОП ВИ 5 в последовательную, необходимую для формирования видеосигнала. Для полного преобразования требуется четыре такта работы: один такт параллельное занесение, три других такта - последовательный перенос. В качестве синхроимпульсов используются импульсы с ФАСТЛ 17. Сигнал V формируется в ФУС 8.

Формирователь 15 сигналов записи представляет собой БПП (фиг.8). ФСЭ 15 четырьмя выходами подключен к четырем соответствующим группам микросхем БОП В И 5. В зависимости от режима работы сигналы записи подаются либо на все микросхемы БОП ВИ 5 сразу, либо на одну (заранее выбранную) группу микросхем. В первом случае происходит запись с телекамеры, во втором случае - запись информации из микроЭВМ. При записи информации из микроЭВМ соответствующие группы микросхем БОП ВИ 5 выбираются (устанавливаются) с помощью двух младших разрядов адреса столбцов, хранящихся в РАСТЯ 20. Запись в БОП ВИ 5 происходит при одновременном поступлении сигналов обращение ЭВМ, поступающего с PC 14, и запись в БОП ВИ, поступающего с БС 21. Запись кадра с телекамеры происходит при поступлении сигнала с PC 14, а также при поступлении информации с О и 1 разрядов ФАСТЛ 17 и сигнала с объединенного выхода блоков ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17.

Информация, записанная в БПП, приведена в табл. 2.

Формирователь 8 управляющих сигналов обеспечивает организацию рабочего цикла БОП ВИ 5, а также выдает сигнал на МА 13, по которому регистр адреса подключается к адресным входам БОП ВИ 5, и сигнал на РВ 6, разрешающий его работу. В качестве сигналов рабочего цикла БОЗ ВИ 5 формируются сигналы RAS и CAS. Сигнал RAS предназначен для запоминания в БОЗ ВИ 5 первой половины адреса. Сигнал CAS служит для запоминания второй половины адреса и передачи информации из считываемой ячейки на выход. Сигнал переключения мультиплексора адреса предназначен для управления мультиплексором адреса с целью поочередного подключения к БОП ВИ 5 первой и второй половины адреса.

Формирователь 8 управляющих сигналов работает следующим образом.

На входы элемента 72 поступают нулевой и первый разряды счетчика 98 ФАСТЛ

17 (фиг.16). Сигнал с выхода элемента 72 задерживается на элементах 74 и 78 (длительность задержки определяется параметрами элементов 74 и 78) и после 5 инвертирования на элементе 73.1 НЕ поступает на РВ 6 в качестве сигнала управления. Первый разряд счетчика 98 ФАСТЛ 17 после инвертирования, поступает также на тактовые входы триггеров 82.1 и 82.2, информа0 ционные входы которых имеют состояние логического О. Сигнал установки подается на триггеры 82.1 и 82.2 с элемента 73.5 НЕ, причем этот сигнал приходит на триггер 82.2 позднее, чем на триггер 82.1, на время, оп5 ределяемое параметрами задерживающих элементов (77 и 81). По приходу тактового импульса с элемента 73.2, триггеры 82 вырабатывают сигналы RAS (триггер 82.1) и CAS (82.2) на своих инверсных выходах. Проин0 вертированный сигнал с прямого выхода триггера 81.1 проходит задержку на элемен- тах 75 и 79 и после инвертирования поступает на МА 13 в качестве управляющего сигнала. Задержка сигналов в формировате5 ле 8управляющих сигналов необходимы для обеспечения нормальной работы БОП ВИ 5 при вводе-выводе информации. Диаграммы, поясняющие работу формирователя уп- . равляющих сигналов приведены на фиг, 19.

0 Буквы на фиг. 19 соответствуют буквам и точкам на фиг. 13. Регистр 14 состояний, служит для хранения команды обращение ЭВМ (к БОП ВИ 5) в течение одного цикла записи и выдачи при записи соответствующей ко5 манды на МА 13 и ФСЗ 15 и формирования команд: СИП, управление РЗ 4, управление РД 18, сигнал состояния (на ДА 07), запись кадра (на ФАСТР 16, ФАСТЛ 17, ФСЗ 15, МСС 12, БС 21), а также хранения и выдачи

0 данных, поступающих из микроЭВМ (по каналам ДАОО - ДА02) на ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17. Роль сигнала состояния следующая. Если сигнал равен единице, то идет процесс записи кадра с телекамеры в БОП ВИ 5

5 (обращаться к БОП ВИ 5 в это время нельзя). Если сигнал равен нулю, то устройство готово к работе. На входы Di-Оз регистра 84 подаются данные через БС 21 из микроЭВМ (каналы ДАОО - ДА02), которые по сигналу с

0 БПП 30 (блока 21) появятся на выходах Q1- Q3 регистра 84. Сигнал с выхода Q3 регистра 84 предназначен для управления мультиплексорами 90 (блок 16) и 99.1 (блок 17). Сигнал с выхода Q1 регистра 84 служит

5 для формирования (через мультиплексор 99.1 фиг. 16) седьмого разряда адреса столбцов. Сигнал с выхода Q2 регистра 84 предназначен для формирования старшего разряда адреса строк (через мультиплексор 90 фиг, 15). Сигнал запись кадра формируется следующим образом, Сигналом с БПП 30 (блока 21) запись в PC и третий разряд данных микроЭВМ (ДАОЗ) через БС 21 (поступают на элемент 87.2 И-НЕ, выхода которого сигнал проходит на тактовый вход СО счетчика 85 и по отрицательному перепаду этого сигнала на выходе 00 будет фор- мироваться команда запись кадра. Проинвертировав сигнал запись кадра на элементе 88.1, получим команду управления регистром 4 загрузки. Команда запись кадра поступает также на один из входов элемента 87,6, на вход вход которого поступает сигнал чтение PC с БПП 30 (блока 21). На выходе элемента 87.6 формируется сигнал состояния (на ДА07), Сигнал сброса счетчика 85 формируется с помощью элементов 87 и второй части счетчика 85 (вход С1 и выходы Q1, Q2). На тактовый вход С1 счетчика 85 поступает сигнал с выхода элемента 87.1, на входы которого подается кадровый синхроимпульс с МТ2 и сигнал запись кадра. Дли- тельность команды запись кадра определяется сигналом сброса и для кадра размером 512 х 512 она вдвое больше, чем для кадра размером 256 х 256 элементов. На фиг.20 приведены диаграммы работы регистра состояний для кадра размером 256 х 256 элементов, а на фиг.21 - для кадра размером 512 х 512 элементов. Буквы на фиг.20 и фиг.21 соответствуют буквам (точкам) на фиг.14. Сигнал обращение ЭВМ (к БОП ВИ 5) поступает на D-вход триггера 86.1 от БПП 30 (блока 21) и по положительному перепаду импульса сигнала RAS, поступающе- го с ФУС 8, передается на выход триггера 86.1 и на D-вход триггера 86.2, По следующему положительному перепаду импульса сигнала RAS информация передается на выход триггера 86.2. Сигнал с прямого выхода триггера 86.2 поступает на элемент 87.7. на другой вход которого подается сигнал обращение ЭВМ (к БОП ВИ 5), На выходе элемента 87.7, объединенном с проинверти- рованным сигналом СИП с БПП 30 (блока 21), формируется сигнал СИП. Сигнал с прямого выхода триггера 86.2 используется для управления регистром 18 данных. Сигнал с инверсного выхода триггера 86.2 поступает на элемент 87.8, на второй вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 86. t .На выходе элемента 87.8 формируется команда управления мультиплексором 13 адреса и сигнал на ФСЗ 15 для формирования сигналоа WE. Формирователь 16 адреса строк (фиг. 15) служит для формирования последовательности чисел, используемых для адресации БОП ВИ 5, а также для получения сигнала запрет для ЦАП 9 и ФСЗ 15, синхросигнала для ЦАП 9 для формирования

аналогового видеосигнала. По схеме первый счетчик 89.1 своим входом подключен к выходу У.1 мультиплексора 90, на входы Х11 и Х12 которого подаются сигналы с МСС 12 (выход V2) и с инверсного выхода триггера 91,1, прямой выход которого служит для формирования старшего разряда адреса столбцов. Семь разрядов счетчиков 89, а также выход УЗ мультиплексора 90 (вместе с выходом триггера 91.1) служат для формирования адресов БОП В И 5. На выходе УЗ коммутируются, в зависимости от сигнала управления, либо старший разряд счетчика 89.2 (Х31), либо первый разряд данных (Х32), поступающий от ЭВМ через БС 21 и PC 14. Сигнал управления мультиплексором 90 является вторым разрядом данных (ДА02),поступающим на этот мультиплексор 90 от ЭВМ через БС 21 и PC 14. Коммутация в мультиплексоре 90 осуществляется в зависимости от того, какой режим работы используется: запись кадра с телекамеры или обращение к БОП В И 5 от ЭВМ с целью контроля за изображением на мониторе для кадра 512 х 512 элементов или 256 х 256 элементов. На тактовые входы триггеров 91.1 и 91.2 подаются сигналы с выхода У2 мультиплексора 90 и сигнал переноса со счетчика 89.2. Сброс триггера 91.1 осуществляется по сигналу с выхода элемента 94.2 И, а сброс триггера 91.2 осуществляется по проинвертированному сигналу с выхода УЗ МСС 12. Сигнал установки триггера 91.1 подается с элемента 95.1. Выход триггера 91.2 используется для адресации БПП 92. Сигнал запрет для ЦАП 9 и ФСЗ 15 формируется на выходе 01 БПП 92. Синхросигнал для ЦАП 9 формируется на выходе 02 БПП 92. Сигнал с выхода 03 БПП 92 разрешает прохождение импульсов (которые формируются на элементе 96), обеспечивающих -сброс счетчиков 89) через МСС 12 (в режиме вывода на монитор 22.

Информация, записанная в БПП 92, приведена в табл. 3,

Формирователь 17 адреса столбцов (фиг. 16) служит для формирования последовательности чисел, используемых для адресации БОП В И 5, а также для получения сигнала запрет для ЦАП 9 и ФСЗ 15, синхросигнала для ЦАП 9. Два младших разряда счетчика 98.1 используются для управления ФУС 8 и ФСЗ 15. Два старших разряда счетчика 98.1 и четыре разряда счетчика 98,2 используются для формирования первых шести разрядов адреса столбцов. Седьмой разряд адреса столбцов формируется на выходе УЗ мультиплексора 99.1, на два выхода которого (Х32 и Х31) поступают нулевой разряд данных (ДАОО)

от ЭВМ через БС 21 и PC 14 и сигнал с выхода триггера 100,1. Сигнал с выхода триггера 100.1 проходит на выход У2 мультиплексора 99.1 в случае вывода на монитор 22 из БОП ВИ 5 информации о кадре размером 256x256 элементов. Делать частоту сигналов, поступающих с генератора 11 (через МСС 12), триггерами 100 при выводе на монитор 22 необходимо из-за того, что генератор 11 вырабатывает сигналы с частотой для кадра размером 512 х 512 элементов вдвое большей, чем для кадра 256 х 256 элементов. На тактовые входы триггеров 100.1 и 100.2 подаются сигналы с выходов У1 и У4, соответственно, мультиплексора 99.1. Сброс триггеров 100 происходит по инвертированному сигналу с выхода У2 МСС 12. Сигнал с выхода триггера 100.1 поступает также на входы Х22 и Х41 мультиплексора 99.1. На входы Х11 и Х12 мультиплексора 99.1 подается сигнал переноса счетчика 98.2 а на входы XI2 и Х21 подается сигнал с выхода У1 мультиплексора 12 (фиг.6). Сигнал управления мультиплексором 99.1 является вторым разрядом данных ДА02, поступающим от ЭВМ через БС 21 и PC 14. Коммутация в мультиплексоре 99.1 осуществляется в зависимости от того, какой режим работы используется: запись кадра с телекамеры или контроль изображения их БОП ВИ 5 на мониторе для кадра 512 х 512 элементов или 256 х 256 элементов. Для записи кадра размером 256 х 256 элементов делить частоту сигналов, запускающих счетчик не нужно, т.к. здесь используются сигналы с частотой fr, проходящие через МТ2 и МСС 12 с телекамеры. Мультиплексор 99.2 и элемент 103.1 ИЛИ (на входы подаются сигнал запись кадра с PC 14 и второй разряд данных) предназначены для обеспечения описанного выше процесса: мультиплексор 99.2 в зависимости от сигнала управления с элемента 103.1 пропускает либо сигналы с полной частотой, либо с частотой, поделенной на два, Сигналы с выхода мультиплексора 99.2 служат для запуска счетчика 98,1 и управления РВ 6. Сигнал с выхода триггера 100.2 служит для адресации БПП 101, на выходах которого формируются следующие сигналы: на Q1 - сигнал запрет для ЦАП 9 и ФСЗ 15; на Q2 - синхросигнал для ЦАП 9; на Q3 - сигнал, обеспечивающий сброс счетчиков 98 (через МСС 12) в режиме вывода на монитор 22. Информация записанная в БПП 101, приведена в таблице 4, Сброс триггеров 100 осуществляется теми же сигналами, что и счетчиков 98, только инвертированными на элементе 102 НЕ.

Данные представлены в табл. 4.

Блок 5 оперативной памяти видеоинформации может быть выполнен на шестнадцати буферных восьмиразрядных регистрах.

В качестве монитора 22 может быть использован телевизор.

По сравнению с известными предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами.

Во-первых, считывание кадра изображения размером 512 х 512 элементов разложения обеспечивает получение большей, информации об обьекте. Общее количество информации I, снимаемое при считывании

изображений, определяется следующей формулой

I NK N(log2mi + 1од2ГП2),

(D

где NK - число считываемых кадров изображений;

N - число элементов разложения изображения;

mi - число считываемых градаций яркости изображения;

гп2 - число считываемых цветов изображения.

Пусть известное устройство обладает следующими характеристиками: N1 1, Ns

288 х 232 - 66816, mi 64, mz 1. Пусть предлагаемое устройство имеет следующие характеристики; NK 1, N 512 х 512 262144, mi 64, ma 2. Тогда для известного устройства количество информации I

400896 бит 50 Кбайт, а для предлагаемого 1572864 бит. Таким образом, предлагаемое устройство может получать при считывании в 3,9 раза больше информации, чем известное устройство.

Во-вторых, считывание четырех полукадров изображения размером 256 х 256 элементов позволяет:

а) Считывать ,объемные изображения. Действительно, известное устройство позволяет считывать плоскую (двумерную) информацию об объекте с координатами X и Y, так как обрабатывает один кадр изображения только с одной камеры. Предлагаемое устройство дает возможность считывать 4

кадра изображения и, как следствие, объемную (трехмерную) информацию об объекте с координатами X, Y и h. А объемная информация содержит больше информации об объекте (обладает большей точностью), чем

плоская.

б) Вести многоканальный контроль за технологическим процессом с разных точек. Так как известное устройство считывает только один кадр изображения, оно не может быть использовано для многоглазовых

систем контроля технологических процессов с разных точек, в отличии от предлагаемого, например, в процессе сборки.

в) Работать с эталонным изображением для сравнения с текущим. Известное устройство позволяет запомнить только один кадр изображения и для того, чтобы сравнивать текущее и эталонное изображение необходимо заносить эталонное изображение в память микроЭВМ. МикроЭВМ Электроника-60, используемая для сопряжения с известным и предлагаемым устройствами, имеет следующие характеристики: объем адресуемого пространства - 64 Кбайт; количество адресов, выделенных под внешнее устройство - 8 Кбайт; объем памяти (Побщ), отведенный под операционную систему и программы пользователя - 56 Кбайт. Количество памяти, отведенное под программы после загрузки информации об изображении, будет равно

Ппр Побщ - Пос - 1

где Пос - количество памяти, занимаемое операционной системой. При использовании в качестве операционной системы компилятора QUASIC Пос 16 Кбайт, тогда

П

пр:

56- 16-50 -10 Кбайт

Отсюда видно, что эталонное изображение не может быть занесено в память микроЭВМ, т.к. не хватит объема памяти, и можно сделать вывод, что известное устройство для ввода эталонного изображения (кроме текущего в собственную память) непригодно, в то время как предлагаемое устройство позволяет вводить в собственную память как текущее, так и эталонное изображение.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства можно считывать объемные изображения, вести многоканальный контроль с разных точек, работать с эталонным изображением без занесения его в память микроЭВМ, а также получать более точное изображение объекта.

Фор мула изобретения

Устройство для считывания и отображения видеоинформации, содержащее анало- го-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с первой группой информационных входов регистра загрузки, выходы которого подключены к информационным входам блока оперативной памяти видеоизображения, регистр вывода, регистр состояний, первый управляющий выход которого соединен с управляющим

входом регистра данных, отличаю щее- с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения многоканального считывания и отображения пол5 утоновых изображений объектов, в устройство введены генератор импульсов, видеоусилитель, монитор, цифроаналого- вый преобразователь, формирователь управляющих сигналов, формирователь

10 сигналов записи, формирователь адреса строк, регистр адреса.строк, формирователь адреса столбцов, регистр адреса столбцов, блок связи, мультиплексор адреса, мультиплексор данных, мультиплексор сигналов

15 синхронизации и мультиплексор сигналов телекамер, первая - четвертая группы информационных входов которого являются одноименными группами входов устройства, первый выход мультиплексора сигналов

20 телекамер через первый видеоусилитель соединен с информационным входом аналого- цифрового преобразователя, выход генератора импульсов подключен к первому информационному входу мультиплексора

25 сигналов синхронизации, первый выход которого соединен с первым управляющим входом формирователя адреса строк, информационные выходы которого подключены к первой группе информационных

30 входов мультиплексора адреса, второй выход мультиплексора сигналов телекамер соединен с входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя и вторым информационным входом мультиплек1

35 сора сигналов синхронизации, второй выход которого подключен к первому тактовому входу регистра загрузки и первому управляющему входу формирователя адреса столбцов, первый управляющий выход кото40 рого соединен с тактовым входом регистра вывода, выходы которого подключены к информационным входам цифроа налогового преобразователя, выход которого через, второй видеоусилитель соединен с входом мо45 нитора, третий выход мультиплексора сигналов телекамер лодключен к третьему информационному входу мультиплексора сигналов синхронизации, третий выход которого соединен с вторыми управляющими

50 входами формирователя адреса строк и формирователя адреса столбцов, второй управляющий выход которого объединен с первым управляющим выходом формирователя адреса строк и подключен к входу син55 хрониэациицифроаналогового преобразователя, третий управляющий выход формирователя адреса столбцов объединен с вторым управляющим выходом формирователя адреса строк и соединен с управляющим входом цифроаналогового

преобразователя и первым входом формирователя сигналов записи, выходы которого подключены к группе управляющих входов блока оперативной памяти видеоинформации, выходы которого соединены с информационными входами регистра вывода и информационными входами мультиплексора данных, выходы которого подключены к информационным входам регистра данных, выходы которого соединены с информационными входами блока связи, входы-выходы которого являются входами-выходами устройства, четвертый выход мультиплексора сигналов телекамер подключен к четвертому информационному входу мультиплексора сигналов синхронизации и первому управляющему входу регистра состояний, второй управляющий выход которого соединен с вторым входом формирователя сигналов записи и первым управляющим входом мультиплексора адреса, выходы которого подключены к адресным входам блока оперативной памяти видеоинформации, пятый выход мультиплексора сигналов телекамер соединен с третьим управляющим входом формирователя адреса строк, третий управляющий выход которого подключен к пятому информационному входу мультиплексора сигналов синхронизации, третий управляющий выход регистра состояний соединен с третьим управляющим входом формирователя адреса столбцов и четвертым управляющим входом формирователя адреса строк, четвертый управляющий выход регистра состояний подключен к четвертому управляющему входу формирователя адреса столбцов, пятому управляющему входу формирователя адреса строк, управляющему входу мультиплексора сигналов синхронизации, третьему входу формирователя сигналов записи и управляющему входу блока связи, первая группа выходов и первый выход которого соединены соответственно с группой управляющих входов и первым управляющим входом регистра адреса столбцов, вторая группа выходов и второй выход блока связи подключены соответственно к группе управляющих входов и первому управляющему входу регистра адреса строк, третий выход блока связи соединен с вторыми управляющими входами регистра адреса столбцов и регистра адреса строк, выходы которого и первая группа выходов регистра

адреса столбцов подключены соответственно к второй и третьей группам информационных входов мультиплексора адреса, третья группа выходов блока связи соединена с второй группой информационных входов регистра загрузки, первой группой информационных входов регистра состояний, информационными входами регистра адреса строк и информационными входами

регистра адреса столбцов, вторая группа выходов которого подключена к управляющим входам мультиплексора данных и первой группе входов формирователя сигналов записи, пятый выход регистра состояний соединен с управляющим входом регистра загрузки, шестой выход регистра состояний подключен к шестому управляющему входу формирователя адреса строк и первому управляющему входу мультиплексора сигналов телекамер, седьмой выход регистра состояний соединен со вторым управляющим входом мультиплексора сигналов телекамер и пятым управляющим входом формирователя адреса столбцов, первая

группа информационных выходов которого подключена ко второй группе входов формирователя сигналов записи и входам формирователя управляющих сигнало в, . первый-третий выходы которого соединены

соответственно с вторым управляющим входом мультиплексора адреса, управляющим входом регистра вывода и первым управляющим входом блока оперативной памяти видеоинформации, четвертый выход формирователя управляющих сигналов подключен к второму управляющему входу блока оперативной памяти видеоинформации и второму управляющему входу регистра состояний, вторая группа информационных

выходов и четвертый управляющий выход формирователя адреса столбцов соединены соответственно с четвертой группой информационных входор мультиплексора адреса и шестым информационным входом мультиплексора сигналов синхронизации, четвертый выход блока связи подключен к второму тактовому входу регистра загрузки и шестому входу формирователя сигналов записи, четвертая группа выходов блока связи соединенэ с второй группой информационных входов регистра состояний, информационные выходы которого являются выходами устройства.

55

со

j

.«

от

DO Hi

яг

D3

24

Б5

36

D7

ao ui

U2

аз

Ј4 25 Z6

27

на 13

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование в системах управления промышленными роботами позволяет расширить область применения за счет обеспечения возможности многоканального считывания и отображения полутоновых изображений объектов. Благодаря введению новых блоков, обеспечивающих мультиплексный режим работы, в устройстве достигается возможность считывать либо кадр размером 512 х 512, либо четыре кадра размерами 256 х 256 каждый, что позволяет считывать объемные изображения, вести многоканальный контроль за технологическим процессом и сравнивать текущее изображение с эталонным. 21 ил., 4 табл.

MCLcli 4

-Л -ена.21

Э

Ј

40

4i

35 f

-на 13

&иг. 5

RЈ

36

QO Q.i Q2 №

№ Q5 26

0.7

| на 7, i.

is

на Mfl 15

Ho.2i

Ф5

с

на

IB

ФЯ

37Фае.

- на, 12

Фиг. Ј

на

на.

ма.

телекс

мг /7, J

/tf, /7

//л

на. 5

на 5

на.5

ФигУ

91Ш81

СП

$

Ј/ Ј/ ъ

и ию

g/ 27//

tfZQtfff X

r/н

)H

$ън

Г/Р

/

t t/ 9i $t t VH

U.

ВУ

L

фи2.18

п п п п-л п п

1 Г

.

ZZn..EIIIIIIIIL lJ

H.JZL

фие. /.9

I-1 Г