Устройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора Советский патент 1993 года по МПК G09G1/16 

Изобретение относится к технике инди- сации данных и может быть использовано в задио- и гидролокаторах и других устройст- iax обработки сигналов.

Целью изобретения является повыше- ше точности устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока формирования окна; на .З - вид экрана телевизионного индика- гора при полном изображении (а) и при уве- шченном фрагменте изображения (б).

Устройство для отображения информа- дии содержит блок 1 памяти кадра, блок 2 адресации, блок 3 синхронизации, телеви- шонный индикатор 4, первый преобразователь 5 кодов, второй преобразователь 6 содов, третий преобразователь 7 кодов, 1ервый счетчик 8, второй счетчик 9, первый целитель 10 частоты, второй делитель 11 эстеты, блок 12 формирования границ окна, блок 13 элементов ИЛИ. Блок 2 адресации содержит первый коммутатор 14 и второй коммутатор 15. Блок 3 синхронизации содержит генератор 16 тактовых импульсов, счетчик 17 элементов строки, счетчик 18 строк. Отображаемая информация поступает с внешнего устройства 19, состоящего из источника 20 информации и блока 21 интерфейса. Устройство содержит синх- ровыход 22, первый информационный вход 23, второй информационный вход 24, вход 25 сигнала переключения режимов работы, первый адресный вход 26, второй адресный вход 27, третий информационный вход 28 и четвертый информационный вход 29.

Блок 12 формирования границ окна содержит с первого по шестой элементы 30-35 сравнения, первый и второй триггеры 36,37, первый и второй элементы 38, 39 задержки, элемент 40 ИЛИ, элемент 41 И, выход 42, второй, третий, шестой, седьмой, восьмой и девятый входы 43-48, шесть элементов 49- 54 И. Размер окна 55 показан на фиг.З.

Сущность изобретения состоит в следующем. На экране телевизионного индикатора представляется изображение, имеющее три координаты - длина, ширина и амплиту&

Ј

00

со ч

со ел

00

да (представляемая в виде яркости свечения элемента изображения или в виде его цвета). Необходимо рассмотреть какой-либо фрагмент этого изображения в увеличенном виде, причем для обеспечения точности измерений параметров объектов на выбранном фрагменте в устройство вводятся коды центра выбранного фрагмента по координатам X, Y, (Хц, У ц) и коды коэффициента увеличения фрагмента по каждой из пространственных осей. Это дает возможность осуществить по выбранному увеличенному фрагменту изображения точные измерения размеров (линейных, угловых, частотных, временных и других, в зависимости от того какая физическая переменная отображается по осям телевизионного изображения).

Если все изображение занимает всю зону адресов блока памяти, то очевидно, устройство должно иметь средства для формирования адресов опроса памяти, изменяющихся в заданных пределах по каждой из координат, при этом опрашивается часть объема памяти, содержащая выбранный фрагмент изображения. Для оператора удобно, если на полном изображении (фиг.За) сформирован видеомаркер, указывающий размеры прямоугольной зоны, выводимой на увеличение, и указывающий центр этой зоны. Коды центра Ху, Yy и масштабы увеличения по оси X и Y: Мх и Му вводятся в устройство извне, например, с пульта управления. По этим данным необходимо определить следующее: 1) координаты начала зоны по обеим осям, т.е. Хнач и YHa4 (фиг.За); 2) координаты конца зоны по обеим осям, т.е. Хкон и YKOH; 3) частоты изменения адреса по обеим осям fx и fy. Определение Хнач, Хкон, Унач, YKOH по заданным Хц, Уц, Мх, My производится следующим образом: если число элементов по строке равно Х0, то размер отображаемой с увеличением зоны по оси X равен Х0/МХ, а его половина - Х0/2МХ;

ОЧеВИДНО, ЧТО Хнач Х0/2МХ, Хкон Хц +

+Х0/2МХ. Аналогично Унач Уц - Y0/2My, YKOH Yu + Y0/2My, где Y0 - число строк на прямом ходе кадровой развертки. Поскольку Хнач, Хкон однозначно зависят от Хц, Мх при заданном Х0, то результаты расчета могут быть сведены в таблицу, а таблица записана в блок постоянной памяти, то же относится и к Уиач, YKOH. Далее, если в выбранную зону для увеличения включено Х0/МХ элементов изображения по горизонтали, то формирование адреса должно начинаться с Хнач и адрес должен изменяться в Мх раз медленнее, чем для полного изображения, тогда на экране Х0/МХ информационных слоев блока памяти займут всю

строку. Следовательно, частота опроса по горизонтали fx должна быть в Мх раз меньше, чем тактовая частота при опросе полного изображения. То же относится и к частоте fy, которая должна быть в Му раз меньше, чем частота смены строк (т.е. частота импульсов СГИ - строчных гасящих импульсов).

Устройство для отображения информации работает следующим образом. Источник 20 информации выдает информационные сигналы в аналоговом Ьли цифровом виде на вход блока 21 интерфейса, который преобразует информацию, вырабатывает

5 адресные коды. Запись информации в блок 1 памяти осуществляется во время обратного хода строчной развертки, т.е. на протяжении импульса СГИ для того, чтобы не создавать помех на изображении телевизи0 онног С Индикатора 4. Для этого импульс СГИ с третьего выхода блока 3 синхронизации, т.е. с выхода счетчика 17 элементов строки поступает на вход WR управления записью-считыванием блока 1 памяти, на

5 вход блока 21 интерфейсах и на вход управления W второго коммутатора 15 (седьмой вход блока 2 адресации), где на выход подключаются адреса с входа В, т.е. адреса записи с выхода блока 21 интерфейса, по0 ступающие на шестой вход блока 2 адресации. Таким образом, во время СГИ блок 1 памяти переводится в режим записи информации, поступающей на информационный вход D с блока 21 интерфейса по адресам

5 записи, поступающим на адресный вход А блока памяти с блока 21 интерфейса через блок 2 адресации.

Имеются два режима считывания информации: 1) режим обычного воспроизведения

0 информации на экран телевизионного индикатора и с индикацией окна 55 - фиг.За; 2) режим увеличения, в котором в увеличенном размере воспроизводится часть изображения, выделенная окном - фиг.Зб. Переклю5 чение режимов осуществляется со входа 25, причем первому режиму соответствует логическая 1 по входу 25, а второму - логический О по входу 25.

В первом режиме в качестве адресов

0 считывания блока 1 памяти используются: по горизонтали - адресные коды счетчика 17 элементов строки со в-фрого выхода блока 3 синхронизации, по вертикали адресные коды счетчика 18 строк с четвертого выхода

5 блока 3 синхронизации, поступающие на первый и второй входы блока 2 адресации или на первый вход А первого коммутатора 14, в котором управление по входу W осуществляется с входа 25, В этом режиме адреса с входа А проходят на выход первого коммут агора 14. На прямой вход строчной развер- т и (в отсутствие СГИ) второй коммутатор 15 пропускает эти адреса со своего входа А на выход и далее на адресные входы А блока 1 памяти, Информация с блока 1 памяти че- рез блок 13 элементов ИЛИ, преобразователь 5 кодов поступает на телевизионный индикатор 4, синхронизируемый по второму и третьему входам импульсами СГИ и ГИ. Блок 13 элементов ИЛИ служит для объ- единения информационного сигнала с блока памяти и сигнала окна с блока 12 формирования границ окна 55 (о его работе будет сказано ниже)так, что одноразрядный сигнал гоаниц окна (логическая 1) накладывается г о всем разрядам на информационный сиг- иал, в результате чего окно 55 имеет максимально возможную яркость (фиг,За), г озволяющую четко воспринимать его на s кране телевизионного индикатора 4.

Во втором режиме в качестве адресов считывания блока 1 памяти используются: го горизонтали адресные коды первого счетчика 8 адреса, по вертикали адресные коды второго счетчика 9 адреса. Разряд- у ость счетчика 8 (k ) равна разрядности счет- «ика 17 (k), т.е. k1 k, разрядность счетчика Ј (т1) равна разрядности счетчика 18 (т), т.е. м гл. Выше указывалось, что диапазон i дресов, пробегаемых в течение строки изо- Сражения первым счетчиком 8 адреса, от

Хнач - Хц - Хо/2Мх ДО Хкон Хц + ХО/2МХ,

поскольку этот диапазон в Мх раз меньше, i ем диапазон адресов, пробегаемых в течение строки счетчиком 17 (О...Хо), то тактовая 1 астота для счетчика 8 должна быть в Мх раз меньше, чем у счетчика 17. Поэтому такто- ая частота для счетчика 17 (выход генера- 1 ора 16 тактовых импульсов) поступает на 1 актовый вход делителя 10 частоты, у кото- рого коэффициент деления задается кодом Мх со входа 28, с выхода делителя 10 часто- ы импульсы частоты Ттакт/Мх поступают на тактовый вход счетчика 8 адреса. Начальное значение кода ХНач записывается в счетчик 8 адреса по информационному (ходу D с второго выхода второго преоб- I азоеателя 6 кодом импульсами СГИ, поступающими на вход разрешения записи W Счетчика 8 с третьего выхода блока 3 синх- ронизации, Аналогично работает и адресный счетчик 9 с той разницей, что делитель 1 частоты делите My раз частоту импульсов ТИ, поступающих на его тактовый вход С, а запись кода Унач в счетчик 9 производится импульсами КГИ с четвертого выхода блока i синхронизации. Коды счетчиков 8 и 9 поступают на третий и четвертый входы 2 адресации, т.е. на вход В первого коммутатора 1 4, который во втором режиме пропускает

на свой выход коды со входа В, которые далее в отсутствие импульса СГИ проходят через второй коммутатор 15 на адресный вход блока 1 памяти,

Преобразователи 6, 7 хранят таблицы пересчета входных кодов (Хч, Мх - для преобразователя 6; Уц, My - для преобразователя 7) в коды границ увеличиваемой зоны изображения, т.е. коды границ видеомаркера 49; Хнач, Хкон - для преобразователя 6; Унач, YKOH - для преобразователя 7. Таблицы вычисляются по формулам:

Хнач - Хц - Хо/2Му; Хкон Унэч У ц- Y0/2My; YKOH Уц + У0/2Му,

Хц + Х0/2МХ;

однако могут быть случаи, когда окажется Хнач 0 или Хкон Х0 (соответственно и для Унач, YKOH). Если обратить внимание на фиг.За, то очевидно, что размеры окна, т.е. размеры увеличиваемой зоны, не зависят от Хц, Уц, т,к, Хкон - Хнач Хо/Мх и YKOH - -YHa4 Yo/My, поэтому при заданных Мх, Му имеются ограничения на величины Хнач, Хкон и Унач, УКОН- Для примера представим фрагмент таблицы, записанной в преобразователь для Х0 100 (цифра принята для удобства восприятия).

Аналогичные соображения учитываются и при построении таблицы по координате Y для преобразователя 7. При учете этих граничных соображений окно 55, выбранное для увеличения зоны, при перемещении по экрану доходит своей границей до экрана и останавливается даже, если продолжать изменять координаты Хц, Уц.

Обратимся к построению блока 12 формирования границ окна (фиг.2). Как видно на фиг.За, окно содержит границы зоны, выбранной для увеличения, - четыре линии, образующие рамку, и две линии, образующие в пределах рамки перекрестье. Линии перекрестья пересекаются в точке с координатами Хц, Yu, а рамка образована координатами Хнач, Хкон, Унач, УКОН. Таким обрЭЗОМ, на блок 12 формирования границ окна 55 сходятся шесть постоянных кодов: Хц - на четвертый вход 26, Уц - на пятый вход 27, Хнач - на седьмой вход 46, Хкон на шестой вход 45, Унач - на девятый вход 48, YKOH - на восьмой вход 47 и два переменных кода: адреса элементов по строке со счетчика 17 - на третий вход 44 адреса строк со счетчика 18 - на второй вход 43. Шесть элементов 30-35 сравнения кодов производят сравнение переменных кодов адресов с шестью постоянными кодами: первый элемент 30 сравнения кодов вырабатывает на своем выходе А В импульс при X Хц,

второй элемент 31 сравнения кодов выраба- тывает на выходе;А в импульс при Y Yn, далее третий элемент 32 сравнения кодов - при X Хнач, четвертый элемент 33 сравнения кодов при Y Унач, пятый элемент 34 сравне- ния кодов - при X Хкон и шестой элемент 35 сравнения кодов - при Y YKOH.

Триггеры 36 и 37 задают временные стробы для выделенной зоны. Триггер 36 запускается по S-входу импульсом X ХНач, а сбрасывается по R-входу импульсом X ХКон (но с некоторой задержкой, роль которой будет пояснена ниже) и вырабатывает импульс, занимающий часть строки, в пределах которой находится выбранная для увеличения зона. Аналогично триггер 37 запускается по S-входу импульсом Y - УНач, а сбрасывается по R-входу импульсом Y YKOH (также с задержкой) и вырабатывает импульс, занимающий часть кадра, в преде- лах которой находится выбранная для увеличения зона. Импульсы этих триггеров стробируют в шести элементах 49-54 И, элементе 40 ИЛИ выходные импульсы элементов 30-35 сравнения кодов по следующему правилу: импульсы X Хнач, X Хц, X Хкон, длительность .которых равна одному элементу по строке и которые без стробиро- вания смотрелись бы на экране как три узких полосы сверху до низу, стробируются импульсом триггера 37 и поэтому ограничиваются по вертикали зоной УНач...Укон, соответственно импульсы Y Унач, Y YHa4,Y YU, Y YKOH, каждый из которых занимает одну строку изображения и кото- рые без стробирования смотрелись бы на экране как три узких полосы с правого края экрана до левого, стробируются импульсом триггера 36 и поэтому ограничиваются по горизонтали зоной ХНач...ХКон.

Элементы 38, 39 задержки необходимы для того, чтобы высветить линии, соответствующие X Хкон и Y YKOH, либо, если сбросить триггер 36 в момент начала импульса X Хкон, то линия, соответствующая X Хкон, то линия, соответствующая X Хкон, на экране не появится. То же относится и к сбросу триггера 37. Отсюда очевидно, что длительность задержки элемента 38 равна одному элементу изображения по строке, а длительность задержки элемента 39 равна одной строке.

Шесть простробированных импульсов, соответствующих шести отрезкам, из которых состоит окно 49 фиг.За, объединяются в том же элементе И Л И 40. С выхода элемента ИЛИ 40 сигналы окна 55 поступают на вход элемента И 41, который открыт только в первом режиме сигналом логической 1 с входа 25. Поэтому окно 55 появляется на

экране только в первом режиме. С выхода элемента И 41 сигнал окна в блоке 13 элементов ИЛИ объединяется с видеосигналом изображения с блока 1 памяти.

Работа оператора с описанным устройством отображения информации состоит в следующем. Изменяя координаты Хц, Yu (например, с помощью двумерной ручки управления), оператор перемещает окно 49 по экрану так, чтобы перекрестье видеомаркера привести в требуемую точку экрана (например, наложить его на (некоторый точечный обьект). Затем оператор выбирает требуемые коэффициенты увеличения Мх, Му. При этом автоматически изменяются размеры рамки окна 55, Когда размеры рамки окажутся достаточными для охвата требуемой зоны, оператор переключает устройство отображения из первого режима во второй режим. При этом на экране телевизионного индикатора возникает увеличенное изображение выбранной зоны - фиг.Зб. Поскольку коэффициенты увеличения Мх и Му - целочисленные, то масштаб по осям X и Y увеличенного изображения известен точно, точно известны и координаты центра изображения фиг.Зб, что позволяет точно привязать каждую точку увеличенного изображения к системе координат основного изображения. Такая задача возникает, например, в радио локаторах, когда на обычном изображении фиг.За имеется групповая цель, на увеличенном изображении можно рассмотреть каждую из целей и определить расстояния между ними и абсолютные координаты каждой из целей.

Описанное устройство компактно, не требует настройки и программного обеспечения, все перемещения окна и изменения масштаба отрабатываются практически мгновенно. Возможна работа с двумя видеомониторами - один в первом режиме, другой - во втором.

Формула изобретения 1. Устройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора, содержащее блок памяти кадра, информационный вход которого является первым информационным входом устройства, адресный вход блока памяти кадра подключен к выходу блока адресации, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока синхронизации, третий выход которого является синхровы- ходом устройства, соединенным с входом управления записью-чтением блока памяти кадров, с первым управляющим входом блока адресации и первым синхровходом теле(знойного индикатора, видеовход кото- )го подключен к выходу первого преобра- вателя кодов, второй синхровход ревизионного индикатора подключен к :твертому выходу блока синхронизации, 1втий информационный вход блока адре- щии является вторым информационным :одом устройства, отличающееся тем, о, с целью повышения точности устройст- ), оно содержит второй и третий преобра- )ватели кодов, первый и второй счетчики, ервый и второй делители частоты, блок ормирования границ окна и блок эле- ентов ИЛИ, выход которого подключен информационному входу первого преоб- азователя кодов, первый вход - к выходу лока памяти кадра, второй вход блока пементов ИЛИ подключен к выходу блока ормирования границ окна, первый инфор- ационный вход которого является входом угнала переключения режимов работы ус- юйства, соединенным с вторым управляю- им входом блока адресации, второй нформационный вход блока формирова- ия границ окна подключен к второму выхо- блока синхронизации, первый выход оторого подключен к третьему информаци- нному входу блока формирования границ на, четвертый информационный вход ко- орого является первым адресным входом стройства, соединенным с первым информа- ионным входом второго преобразователя ода, первый выход которого подключен к ятому информационному входу блока ормирования границ окна, шестой ин- ормационный вход которого является орым адресным входом устройства, сое- иненным с первым информационным ходом третьего преобразователя кодов, рвый выход которого подключен к седь- ому информационному входу блока ормирования границ окна,восьмой ин- ормационный вход которого подключен к торому выходу второго преобразователя одов, соединенному с информационным одом первого счетчика, вход управления аписью которого подключен к третьему вы- оду блока синхронизации, соединенному с актовым входом второго делителя часто- ы, выход которого подключен к тактовому ход второго счетчика, вуход которого одключен четвертому информационному ходу блока адресации, пятый информацион- ый вход которого подключен к выходу перого счетчика, тактовый вход которого одключен к выходу первого делителя часоты, информационный вход которого является третьим информационным входом устройства, соединенным с вторым информационным входом второго преобразователя кодов, тактовый вход второго делителя

подключен к пятому выходу блока синхронизации, четвертый выход которого подключен к входу управления записью второго счетчика, информационный вход которого подключен к второму выходу третьего преобразователя кодов, соединенному с девятым информационным входом блока формирования границ окна, второй информационный вход третьего преобразователя кодов является четвертым информационным входом устройства, подключенным к информационному входу второго делителя частоты.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ще е- с я тем, что блок формирования границ окна

содержит с первого по шестой элементы сравнения, первый и второй триггеры, первый и второй элементы задержки, семь элементов И и элемент ИЛИ, первые входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов сравнения кодов являются соответственно четвертым, шестым, восьмым, девятым, пятым и седьмым информационными входами блока, вторые входы первого, третьего и пятого элементов сравнения являются третьим информационным входом блока, вторые входы второго, четвертого и шестого элементов сравнения являются вторым информационным входом блока, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов сравнения подключены соответственно к первым входам с первого по шестой элементов И, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход

третьего элемента сравнения подключен к S-входу первого триггера, выход четвертого элемента сравнения подключен к S-входу второго триггера, выход пятого элемента сравнения через первый элемент задержки

подключен к R-входу первого триггера, выход шестого элемента сравнения через второй элемент задержки подключен к R-входу второго триггера, выход первого триггера соединен с вторыми входами второго, четвертого и пятого элементов И, выход второго триггера соединен с вторыми входами первого, третьего и пятого элементов И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход

которого является первым информационным входом блока, а выход седьмого элемента И является выходом блока.

Г

11

Использование: устройство может быть использовано для отображения и обработки сигналов в радио- и гидролокаторах. Сущность: устройство содержит блок памяти кадра, блок адресации, блок синхронизации, телевизионный индикатор, три преобразователя кодов, два счетчика, два делителя частоты, блок формирования границ окна, блок элементов ИЛИ, выход, семь входов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Quit

if

фа&.з