Устройство для ввода информации Советский патент 1993 года по МПК G06F3/05 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности, для ввода последовательности изображений со строчно-кадровой разверткой в ЭВМ, например информации с тег.ловизоров, телевизоров и т.п.

Целью изобретения являются расширение области применения устройства путем обеспечения программного задания частоты следования элементов, формата регистрируемых кадров и количества пропускаемых кадров, регистрации в памяти части кадра, выделенного окном, размер и положение которого в кадре задаются оператором при регистрации последовательности изображений.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2з,б - диаграмма, поясняющая работу устройства в режиме пропуска кадра, строки и элемента; на фиг.За.б - то же, в режиме выделения окна.

Устройство содержит два компаратора 1.2, генератор импульсов 3, регистр 4 состояний и управления, три программируемых делителя частоты 5, б, 7, два мультиплексора 8, 9, два программируемых элемента задержки 10, 11, триггер длительности строки 12, триггер 13 длительности строки в режиме окна, счетчик строк 14, триггер 15 длительности кадра, триггер 16 длительности кадра в режиме окна, счетчик элементов 17, пять одновибраторов 18-21, 25 схемы совпаде00

ю о со

ю

ний 22. 23, 24, блок 26 выборки и хранения (УХВ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 27.

Мультиплексоры 8, 9 программно установлены так. что ССИ от блока 5 проходят на вход триггера 13 КСИ, от блока 6 проходят на вход триггера 15. Схемы задержки 10, 11 могут быть запрограммированы на задержку любого количества, так как формируемые длительности кадра и строки определяются суммой времени работы задержки и счетчика строк (элементов). При поступлении кадрового синхроимпульса (КСИ) с блока 6 триггер 16 переходит в состояние лог. 1 синхронно с первым строчным синхроимпульсом (ССИ), поступающим с блока 5. а триггер 15 переводится в состояние непосредственно КСИ. ССИ с блока 5 поступают на входы схемы задержки 10 и счетчика строк 14. Разрешение на счет чис- пз строк задержки (блок 10) поступает с триггера 16, а разрешение на счет счетчику 14 выдает блок 10 после просчета заданного числа ССИ задержки. Счетчик числа строк 14 будет просчитывать число строк, равное разности числа строк, задаваемых внешним устройством, и числа строк задержки. Длл удобства работы а режиме полного кадра можно задать число строк задержки, равное минимальному значению для таймера 2.

По окончании счета полного количества строк К в кадре счетчик 14 через одновибратор 19 сбрасывает триггеры 15, 10, приводя их а исходное состояние. Таким образом, на выходе схемы совпадений 23, входы которой подключены к выходам триггеров 15, 16, формируется импульс длительности кадра ДК 23 длительности С строк, Аналогично формируется импульс длительности строки ДС 22. После прихода ССИ триггер 12 (ТБС12) переводится в состояние логической 1Л синхронно с 1-м синхроимпульсом элемента, поступающим со второго выхода блока 7. Триггер 13 переводится в состояние 1 непосредственно ССИ, проходящим через мультиплексор 8. Синхроимпульсы элементов (СЭ) с блока 7 поступают на входы схемы задержки 11 и счетчика 17. При поступлении разрешения от триггера строки 12 схема задержки просчитывает заданное число элементов и дает разрешение на работу счетчика 17, Счетчик 17, просчитав полное количество элементов в строке С, через одновибратор 20 приводит триггеры 12, 13 в исходное состояние. Таким образом, на выходе схемы совпадений 22. входы которой подключены к выходам триггеров 12,13, формируется импульс длительности строки ДС 22 длительностью С элементов. По приходу команды Пуск, синхронизированной

с КСИ. на вход схемы совпадений поступают импульсы Пуск, ДК23, ДС22 и СЭ. При совпадении Пуск, ДК23, ДС22 синхроимпульсы элементов проходят на оыход схемы

24. При этом кадр содержит К строк и С элементов в каждой строке, количество которых определяется внешним устройством и программно заносится в счетчики строк и элементов.

0 На фиг.З представпен пример диаграммы в режиме окна. В эгом режиме через управляющие входы от регистра 4 управления и состояния включены вторые сходы мультиплексоров выбора режима кадра 9 и

5 строки 8, а блоки задержки 10. 11, счетчики 14, 17 запрограммированы в следующие режимах: блок задержки числа строк 10 нэ К3 строк, счетчик числа строк в кадре 14 на КСт строк (причем Кз+ КСт - К. где К - максимэль0 кое число строк и кадре, определяемое типом внешнего устройства и количеством прореживаемых строк, блок задержки элементов 11 на С.-) элементов, счетчик числа элементов в строке 17 на Сэл элементов.

5 причем Са + Сэл С, где С - максимальное количество элементов о строке с учетом про- режиоания элементов).

При поступлении КСИ с блока 6 триггер 16 синхронно с импульсом строки перехо0 дит о состояние логической 1. Схема задержки CTOOI: 10 просчитывает задерживаемое количество строк Кл и затем дает разрешение на счетчик числа строк 14 и одновременно через одновибратор 18,

5 второй вход мульитплексора 9 переводит трипер 15 (ТДК015) в состояние 1. По окончанию счета числа строк Кс счетчик 14 через однопибр;иор 19 возвращает триггеры 15, 16 в исходное состояние. Выходы

0 триггеров 15, 16 поступают на вход схемы совпадений 23. На выходе СХРМЫ совпадений 23 () формируется импульс дли% тельности окна в кадре ДК23, совпадающий с ТДК015. Тдким образом в каждом кадре п

5 режиме окна формируется импульс ДК23 длительностью Кет строк, задержанный на К3 строк относительно начала кадра.

Формирование окна по строкам производится аналогичным образом.

0 При поступлении ССИ с блока 5 (ССИ 5) триггер длительности строки 12 переходите состояние логической 1 синхронно с поступлением первого C3i с блока 7. Схема задержки элементов 11 просчитывает за5 держиваемое количество элементов Сз и затем выдает разрешение на работу счетчика количества элементов в строке 17 и одновременно через одновибратор 21 и мультиплексоре переводит триггер 13 в состояние 1. По окончании счета числа элементов в

строке СЭп счетчик 17 через одновибратор 20 возвращает триггеры 12. 13 в исходное состояние. Выходы триггеров 12, 13 поступают на входы схемы совпадений 22. На выходе схемы совпадений 22 (ДС23) формируется импульс длительности окна в строке ДС23, совпадающий с ТДС013. Таким образом, в каждой строке в режиме окна форми руется импульс ДС 23 длительностью Сэ элементов, задержанный на Сз относительно начала строки.

При поступлении команды Пуск от внешнего источника (ЭВМ, кнопка, импульсы) на входе Пуск синхронно с КСИ устанавливается логическая 1 и при совпадении синхроимпульсы элементов (СЭ 7) проходят на выход схемы совпадений 24. Таким образом, на выход схемы совпадений проходят синхроимпульсы элементов C3i, поступающие только в окно размером Кс строк на Сэ элементов, сдвинутого относительно начала на К3 строк сверху и С3 элементов слева.

В режиме пропуска кадров, строк и оле- ментов программируются блоки 5, б. 7, которые и пропускают заданное количество кадров, строк и элементов соответствующих блоков (указаны цифрами) в режиме пропуска одного кадра, строки и элемента в строке. На рисунке обозначены КСИ. ССИ, С,Э - синхроимпульсы кадров, строк, и элементов на выходе формирователей: KCHi, CC /l;, C3i - синхроимпульсы кадров, строк и элементов на выходе делителей частоты в режиме деления 1:2; ТДК, ТДС - импульсы на выходе триггеров длительности кадра и строк.

На фиг.За предстаоленэ диаграмма работы устройства в режиме выделения окна и пропуска одного кадра, строки и элемента. Как и на фиг.2, обозначены номера блоков и введены обозначения: ССИ2, СЭа - импульсы на выходе программируемых схем задержки строк(10)и элементов(11); ИЗНК, ИХКК, ИЗНС, ИЗКС -- импупьсы задержки начала и конца кадров и строк в режиме окна ТДКО; ТДСО - импульсы на выходе триггера длительности кадров (15) и строк (13) в режиме окна; ДК, ДС - импульсы длительности кадра и строк сформированные в режиме окна.

На фиг.36 показаны импульсы, поступающие на вход схемы совпадений 24, и выходные импульсы, поступающие на вход одновибратора 25.

Устройство работает в двух режимах:

1.Режим пропуска элементов, строк и кадров, задаваемых программно от ЭВМ.

2.Дополнительно к первому задается выделение любой части кадра окном и регистрами информации, вь дрленной дтим окном.

Рассмотрим работу устройг.трп в первом режиме. При этом на мультипле горах з выбора режима кадра 9 и строки 8 через управляющие входы от регистра управления и состояний 4 включены первые входы, на которые поступают соответственно синхроимпульсы строк (ССИ), кадров (КСИ) и

0 элементов (СЭ).

Синхроимпульсы начала кадра (КСИ). поступающие от внешнего устройства, формируются компаратором 2 и делятся делителем частоты 6 а соотношении задаваемом

5 программно от ЭВМ через регистр управле- нил и состояний 4, обеспечивая пропуск при регистрации заданного числа кадров. С выхода делителя частоты 6 импульс начала кадра поступает непосредственно на триг0 rep длительности кадра 16 и через первый вход мультиплексора 9 на триггер длительности кадра в режиме окна 15. одновременно переводя их в состояние лог. 1, которая поступает на первый вход 4-входовой схемы

5 совпадений 24. Сигнал лог. 1 с выхода триггера 16 запускает схему задержки 10, которая запрограммирована таким образом, что сразу же разрешает счет импульсов строк счетчику 14. Возврат триггеров 15, 16

0 в исходное состояние производится импульсом окончания счета строк в кадре от счетчика строк 14 через одновибратора 19. Таким образом, о течение длительности регистрируемого кадра на первом входе 45 входовой схемы совпадений установлена рззрешзюп1 ч уровень (лог.Т).

Син, роимпульсы строк (ССИ), поступающие от внешнего устройства, формируются компаратором 1, делятся делителем

0 частоты 5 в соотношении, задапаемом программно от ЭВМ через регистр 4 управления и состояний, обеспечивая прореживание (пропуск) при регистрации заданного количества строк. С выхода дели5 теля частоты 5 импульс начала строки поступает непосредственно на в эд триггера 12 длительности строки и через первый вход мультиплексора 8 на вход триггера 13 длительности строки в режиме окна, одновре0 менно персьодя их в состояние лог.1. При этом на выходе схемы соппадений 22 появляется разрешающий уровень (лог.1), который nocrynaei на второй вход 4-входовой схемы совпадений 24. Сигнал лог.1 с вы5 хода триггера 12 запускает элемент задержки 11, который запрограммирован таким образом, что сразу не разрешает счет импульсов элементов сметчику 17. Возврат триггеров 12 13 в исходное состояние и соотзетст сннпустзчоп - аг,р-:гл по птогюму входу схемы совпадений 24 производится импульсом окончания счета элементов в строке счетчиком элементов 17 через одно- вибратор 20. Таким образом, в течение дли- тельности регистрируемой строки на втором аходе 4-входовой схемы совпадений установлена логическая 1й (фиг.2. диаграммы 4-6 в режиме пропуска одной строки). Для синхронизации кадров и строк ССИ с выходе компаратора 2 подаются на третий вход триггера длительности кадра.

Импульсы от генератора импульсов 3 делятся делителем частоты 7 в соотношении установленном от ЭВМ через регистр уп- раоления и состояний 4, причем коэффициент деления определяется как типом тепловизора (отличающихся скоростью стрично-кадрооой развертки и пространственным разрешением), так и выбираемым количеством элементов в строке (прорежи- гнншем пропуском элементов). Импульсы часлогы элементов (СЭ) с выхода делителя частоты 7 поступают на третий вход 4-вхо- доьой схемы совпадений 24, на первый вход программируемой схемы задержки 11, первый аход счогчика злементов 17. в память которого записано из ЭВМ количество элементов в строке через регистр управления и состояний 4.

По окончанию счета элементов выходной импульс счетчика 17 запускаетодновиО- ратор 20, выходной импульс которого сбрасывает (приводит к исходное состояние) триггер длительности строки 12 и триггер длительности строки s режиме окна 13, ко горые, в свою очередь, через схему совпадений 22 устанавливают запрет (логический О) на первом входе 4-входовой схеме совпадений 24 (фиг.2, диаграммы 7-10 в режиме пропуска одного элемента). Для синхронизации работы триггера длительности строки 12 с элементами на его третий вход подаются СЭ со второго выхода делителя 7 (максимальная частота для каждого типа тепловизора).

Таким образом, в первом режиме (без окна) на входы 4-входовой схемы совпадений поступают следующие импульсы (фиг.2): на первый вход - импульс длительности кадра, устанавливающий лог, 1 в течение длительности только выбранных кадров; на второй вход - импульс длительности строки, устанавливающий лог. 1 в течение длительности выбранных строк; на третий вход - импульсы считывания элементов с заданной частотой, поступающие непрерывно; на четвертый - импульс Пуск, поступающий от ЭВМ, оператора или внешнего устройства, причем команда Пуск синхронизиоует- ся с импульсом начала кадра. После прихода

команды Пуск и наличия импульсов длительности кадра и строк импульсы считывания элементов проходят через схему совпадений 24, запускают одновибратор 25,

который выдает импульсы, переводящие УВХ 26 в режим хранения, и с задержкой, определяемой быстродействием УВХ, импульсы запуска АЦП 27. По окончании преобразования АЦП выдает цифровую

0 информацию на информационные выходы в ЭВМ или блок памяти, в которых запоминается последовательность кадров заданного формата (число строк и элементов я кадре). Запись информации .производится по им5 пульсу Конец преобразования, поступаю щему от АЦП на управляющий выход.

Установка коэффициентов деления (пропуска) делителей строк 5, кадров G, элементов 7, а так же установка количества

0 строк в кадре в счетчик строк 14 и количества элементов п строке D счетчике элементов 17 производится от ЭВМ через интерфейс с помощью регистра 4 управления и состоя

НИИ.

5Первый режим позволяет изменять формат кодрэ и огрэничиаать его снизу и слеоа путем программного задания количества регистрируемых строк в счетчик 14 и элементов в строке счетчике 17 меньше, чем их

0 максимальное количество после деления делителями частоты 5 и 7,

Рассмотрим работу устройства во втором режиме - режиме окна, т.е, регистрации любой выделенной программно части кэд5 ра. При этом на мультиплексорах выбора режима кадра 9 и строки 8 через управляющие входы от регистра упргшления 4 включены вторые входы.

Ограничение окна сверху и снизу зада0 ется путем программного ввода от ЭВМ через регистр управления и состояний 4 числа задерживаемых строк в элемент задержки, 10 и количества строк в окне -- в счетчик строк 14. Ограничение окна слева и справа

5 задается путем программного ввода от ЭВМ через регистр управления и состояний 4 числа задерживаемых элементов в элемент задержки 11 и количества элементов по ширине окна - в счетчик элементов 17.

0В отличие от первого режима, импульсы

на выходе элемента задержки 10 задерживаются на заданное число строк относительно импульса начала кадра, поступающего с триггера 16 длительности кадра. Задержан5 ный импульс с выхода схемы задержки поступает на управляющие вход счетчика строк 14, разрешая счет ССИ и одновременно через одновибрзтор 18 и 2-й вход мультиплексора 9 поступает на вход триггера длительности кадрл о режиме окна 15. На

входы схемы совпадений 23 поступают импульсы длительности всего кадра от триггера 16 и выделенный окном с триггера 15, Из выходе схемы совпадений появляется импульсы выделенный по строкам окном с триггера 15, который и поступает на вход 4-входовой схемы совпадений 24 (фш.Зз, диаграммы 16, 15, 23 в режиме пропуска (прорехиванич) одной строки и огранич.э ния окном с 3 и до предпоследней строки).

В качестве программируемых де/нге- лей частоты 5, 6, Тсчетчикоп 14, 17, npoi рам- мируемых элементов задержки 10, И могут быть использованы программируемые интервальные таймеры серии КР580.

Триггеры 12, 16 могут быть выполнены по двухступенчатой схеме. Первая ступень устанавливается асинхронно (триггер 12 по ССИ, триггер 16 по КСИ), го вторую ступень переписывается состояние первой ступени по синхросигналам ССИ и СЭ (триггер 12 по СЭ, триггер 16 по ССИ). В качестве три герп длительности кадра 15 и строки 13 п режиме окна могут быть использованы PS ры.

Команда Пуск устройство формируется синхронно с началом каг.ра. Схема формирования может бигь выполнена, например (на фш.1 не показана в оиде схемы совпадений на выходы которой подаются импульс пуска от ЭВМ и импульс начала кадра с выхода делителя частоты кадров 6. При совпадении этих импульсов сигнал с выхода схемы совпадений переворачивав триггер, выход которого дает разрешение на 4-и вход схемы совпадений 24, разрешая прохождение импульсов запуска УВХ и ЛЦП. Сброс триггера и остановка работы УВХ и ЛЦП производится импульсом Конец записи, поступающего, например, из блока памяти.

Такое решение устройства позволяет регистрировать все кадры подряд при быс- тропротекающих процессах и обеспечить пропуск 1, 2, 3... кадров при медленном протекающих процессов, позволяя оптимально использовать память, в которой производится регистрация.

Изменение формата кадра позволяет оптимизировать разрешающую способность регистрации в зависимости от вида процесса. Если в кадре наблюдаются мелкие детали, интересующие оператора, то регистрируются кадры полного формата. Если таких деталей нет, то формат кадр.э может быть уменьшен путем прореживания строк элементов в строке или одновременным уменьшением числа строк и элементов. При этом одновременно увеличивается и число кадров регистрируемых в памяти усгройстса. Например, регистрация кадра ф,:рм:пя 50x50 вместо 100x100, позволяет уиг-личить число регистрируемых в памяти кадров н 4 раза. Это особенно важно, при регистрации 5 длительных процессов. Аналогичные пре- иму ;ества имеет возможность регистрации информации выделенной окном в пределах кадра.

Формула изобретения

0 Устройство для ввода информации, содержащее первый и второй компараторы, входы которых соединены с выходами прочных и кадровых синхроимпульсов устройства, генератор импульсов, счетчик

5 элементов, счетчик строк, триггер длительности кадра, перпую схему совпадений, од- новибратор, выходы которого соединены с управляющими входами последовательно соединенных блока выборки и хранения и

0 аналого-цифрового преобразователя, вход блока выборки и хранения соединен с выходом видеосигнала внешнего устройства и является информационным входом устройства, а выход аналого-цифрового преобра5 зователя - информационным выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены три програм мируомих делителя частоты, триггер дли0 тельпости кадра в режиме окна, два программируемых элемента задержки, два мультиплексора, триггер длительности строки, триггер длительности строки в режиме окна, две схемы совпадений, четыре

5 дополнительных одновибратора и регистр управления и состояний, информационные входы которого являются управляющими входами устройства, а разрядные выходы соединены с установочными входами про0 граммируемых делителей частоты, програм мируемых элементов задержки, счетчиков элементов и строк, управляющими входами первого и второго мультиплексоров, выход первого компаратора соединен с первым

5 входом триггера длительности кадра и со счетным входом первого программируемого делителя частоты, выход которого соединен с первым входом триггера длительности строки, первым информационным входом

0 первого мультиплексора, считным входом счетчика строк и счетным входом первого программируемого элемента задержки, управляющий вход которого соединен с выходом триггера длительности кпдрл, а выход 5 с управляющим счетом входом счетчика строк и через псрг-ии дополнительный одно- вибргтор с поргым и1- ОРМ щпопнпм дом второго мультиплексоре, выход которою соединен с п ргн-т- t ходом т риг ге- ра длительности кал;1 в .-чг го п. выход последнего разряда счетчика строк через второй дополнительный одновибратор соединен с вторыми входами триггера длительности кадра и триггера длительности кадра в режиме окна, выходы которых соединены с соответствующими входами первой схемы совпадений, выход которой подключен к первому из входов второй схемы совпадений, выход второго компаратора через второй программируемый делитель частоты соединен с вторым входом триггера длительности кадра и с вторым информационным входом второго мультиплексора, выход генератора импульсов соединен со счетным входом третьего программируемого делителя частоты, первый выход которого соединен с вторым входом триггера длительности строки, а второй выход - с вторым входом второй схемы совпадений и со счетными входами счетчика элементов и второго программируемого элемента задержки, управляющие вход которого подключен к выходу триггера длительности строки,

а выход - к управляющему счетом входу счетчика элементов и через третий дополнительный одновибрагор - к второму информационному входу первого мультиплексора,

выход которого подключен к первому входу триггера длительности строки в режиме окна, выход последнего разряда счетчика элементов через четвертый дополнительный одновибратор соединен с вторыми входами

триггера длительности строки и триггера длительности строки в режиме окна, выходы которых соединены с соответствующими входами третьей схемы совпадений, выход которой соединен с третьим входом второй

схемы совпадений, выход которой соединен с входом одновибратора, выход Конец преобразования аналого-цифрового преобразователя является управляющим выходом устройства, а четвертый вход второй схемы

совпадений является управляющим входом Пуск устройства, причем счетчики элементов и строк выполнены программируемыми.

Фиг. 2 5

Ь

KCU ТДК16

ТДК015

ecus

ТЛС11 С3,1 ГЛС013

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности, для вво да в ЭВМ изображений с тепловизоров, телевизоров и аналогичных устройств Цель изобретения - расширение области применения устройства путем программного про2 пуска кадров, изменения формата вводимого кадра за счет пропуска строк и элементов в строке, а также регистрации информации, выделенной программно задаваемым окном в пределах кадра. Устройство ввода содержит два компаратора, генератор импульсоп, счетчики элементов и строк, триггер длительности кадра, схему совпадений, одновибратор, блок выборки и хранения, аналого-цифровой преобразователь. Цель достигается гем, «то в устройство дополнительно введены три программируемых делителя частоты, триггер длительности кадря в режиме окна, два программируемых элемента задержки, два мультиплексора, триггер длительности строки, триггер длительности строки в режиме окна, две схемы совпадений, четыре одновибрэтора, регистр управления и состояний. 3 ил.

J V

v

XjC/npOX Xf C/77Ј 0/f

Лc/rtpoxa

ЛУСК

дкгз

ДСП

Фиг J

j

v Сз

Л. строк