Система синтезирования фильмов для обучения языками Советский патент 1975 года по МПК G09B19/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности, к области технических средств аудио-визуального обучения языкам.

Известны системы, состоящие из центрального устройства управления и периферийных пультов учащихся, каждый из которых содержит блок выдачи изображения, блок синтеза звуковой информации и блок модификации синтаксической структуры звуковой информации. Эти системы непригодны для обучения с помощью кинофильмов. Кроме того, в каждый из многочисленных периферийных иультов закладываются сменные носители графической информации, что осложняет обслуживанне системы и тиражирование программ.

Цель изобретения - создание такой системы, которая в условиях использования сменного носителя информации общего для всех периферийных пультов позволяла бы всем учащимся одновременно и независимо друг от друга приспосабливать содержание учебного кинофильма к своим индивидуальным потребностям.

Для этого центральное устройство управления системы дополнено формирователем сигналов сегментации исходного изображения, который подключен к видеомагнитофону

и по заданной программе вырабатывает сигналы, на основе которых периферийные пульты учащихся независимо друг от друга автоматически формируют новые (заранее не записанные) сюжеты телевизионного изображения, представляющие собой ту или иную комбинацию фрагментов исходного изображения.

Формирователь сигналов сегментации исходного изображения содержит блок разделения синхронных фрагментов изображения, вырабатывающий сигналы для расчленення исходного растра на участкн, каждый из которых соответствует формату растра видеоприемников, блок разделеиия последовательных фрагментов изображения, вырабатывающий сигиалы для расчленения растра видеоприемников на участки с границами, не изменяющимися во времени, и блок формирования блуждающей маски, вырабатывающнй сигналы для вычленения из растра видеонрнемников участков с изменяющимися во времени границами.

Предлагаемая система отличается также тем, что в каждый нериферийиый пульт учащегося введен преобразователь изображения, содержащий блок управлеиия фабулой изображения, блок формирования изображения

титров, блок селекции изображения стоп-кадров и блок, варьирования изображения.

На фиг. 1 - укруинсиная блок-схема системы; на фиг. 2 - структура ее центрального устройства управления; на фиг. 3 - периферийный пульт.

Система состоит из центрального устройства 1 управления и периферийных пультов 2 учащихся. Центральное устройство 1 управления содержит видеомагнитофон 3 с бесконечной (замкнутой в кольцо) магнитной лентой, хранящей заранее записан 1ый фильм, впредь называемый нсходным, формирователь 4 сигналов сегментации исходного изображения, блок 5 синтеза звуковой информации. Каждый периферийный пульт 2 учащегося содержит впдеопрнемник 6, головные телефоны 7, нреобразователь 8 изображения, кинематически связанный с периферийным блоком 9 синтеза звуковой информации, и преобразователь 10 структуры кадров, кинематически связаппый с блоком 11 модификации синтаксической структуры звуковой информации и соединенный с преобразователем 8 изображения и с модулятором кинескопа видеоприемника 6.

Видеомагнитофон 3 имеет раздельные выходы для видеосигнала 12, для синхроимпульсов 13 и для низкочастотных сигналов 14.

Видеоприемники 6 соединены с выходом 12 видеомагнитофона 3 непосредственно, а с остальными его выходами через преобразователь 8 изображения и формирователь 4 сигналов сегментации исходного изображения.

Формирователь 4 сигналов сегментации исходного нзображення содержит блок 15 разделения последовательных фрагментов изображения, блок 16 разделения синхронных фрагментов изображения, блок 17 горизонтальной сегментацин растра впдеоприемников, блок 18 вертикальной сегментацни растра видеоприемников и блок 19 формирования блуждающей маски.

Преобразователь 8 изображения содержит блок 20 управления фабулой изображения, блок 21 варьирования изображения, блок 22 формирования изображения титров и блок 23 селекции изображения стон-кадров. Каждый из этих четырех блоков соединен с блоком 16 разделения синхронных фрагментов изображения, кроме того, блоки 20 управления фабулой изображения и блок 23 селекции изображения стоп-кадров соедннены с блоком 15 разделения последовательных фрагментов изображения, блок 21 варьирования изображения - с блоком 19 формирования блуждающей маски, а блок 22 формирования изображения титров - с блоками 17 и 18 горизонтальной и вертикальной сегментации растра видеоприемников.

Преобразователь 10 состоит из селектора 24 модифицируемых сегментов изображения и селектора 25 режимов их модификации.

Блок 15 разделения последовательных фрагментов изображения содержит шестиразрядный регистр 26, нодключенный к одному из низкочастотных выходов 14 видеомагнитофона 3. Трн выхода регнстра 26 соедннены с входом дешифратора 27, шесть выходов которого линиями связи 28 соединены с преобразователем 8 каждого периферийного пульта 2 непосредственно, а оба выхода (нулевой и единичный) четвертого триггера регистра 26 подключены к линиям связи 29 через переключающие контакты тумблера 30. Остальные два выхода 26 регистра соединены с входами дешифратора 31, имеющего три выхода, подключеппых к линиям связи 32 через переключающие контакты тумблера 33. Нулевой выход четвертого триггера регистра 26 через тумблер соединен с одним из выходов дешифратора 27.

Блок 17 разделения синхронных фрагментов изображения нреобразователя 34 частоты

строчных пмпульсов, преобразователя 35 частоты кадровых импульсов, счетчиков 36 и 37 и дешифратора 38. Выходы дешифратора 38 линиями связи 39 соединены с преобразователем 8 периферийного пульта 2, а выходы

преобразователей 34 и 35 линиями связи 40 соединены с видеопрпемниками 6, а именно с их каналамп синхронизации.

Блок 17 горизонтальной сегментации растра видеоприемников содержит узел 41 вторичного преобразователя частоты кадровых имщльсов, который подключен к выходу преобразователя 35 и к входу счетчика 42. Выходы счетчика 42 подключены к дешифратору 43, выходы которого посредством трехпозиционных

ручных переключателей 44 селектора конфигурации сегментов растра видеоприемников соединены с тремя выходами блока 17 горизонтальной сегментации, которые через тумблер 33 линиями связи 32 соединены с преобразователем 8 каждого периферийного пульта 2.

Блок 18 вертикальной сегментации растра видеонриемников содержит устройство 45 вторичного преобразования частоты строчных

импульсов, которое подключено к выходу преобразователя 34 и к входу трехразрядного счетчика 46. Выходы счетчика 46 подключены к дешифратору 47, выходы которого посредством двухпозиционных ручных переключателей 48 селектора конфигурации сегментов растра соединены с входами триггера 49, выходы 50 которого подключены к соответствующим контактам тумблера 30.

Блок 19 формирования блуждающей маски содержит регистр 51, подключенный к низкочастотному выходу 14 видеомагнитофона 3. Разрядовые выходы 52 и 53 регистра 51 соединены соответственно с компараторами 54 и 55, параллельно подключенными к выходам

счетчика 42 блока 17 горизонтальной сегментации растра видеоприемников, а выходы 56 и 57 растра 51 соединены с компараторами 58 и 59, параллельно подключенными к выходам счетчика 46 блока 18 вертикальной сегментации растра видеоприемников. Компараторы

54 и 55 подключены к триггеру 60, а компараторы 58 и 59 - к триггеру 61. Триггеры 60 и 61 подключены к входам логического элемента И 62, выход которого соединен с периферийными пультами 2 учащихся и через тумблер с входом инвертора 63, выход которого также подключен к периферийным пультам 2 учащихся.

Преобразователь 8 изображения (см. фиг. 3) содержит селекторы 64 макросегментов и селекторы 65 микросегментов. Конструктивно селекторы 64 и 65 выполнены в виде дополнительных плат селекторов блока 9 синтеза звуковой информации. Входы селекторов 64 и 65 параллельно подключены к выходам 39 блока 16 разделения синхронных фрагментов изображения. На выходе каждого селектора 64 имеется вентиль 66, на выходе каждого селектора 65 - вентиль 67.

Каждый вентиль 66 соответствующей линией связи 28 соединен с блоком 15 разделения последовательных фрагментов изображения. Половина вентилей 67 параллельно подключена к одной из линий связи 29, вторая оловина - к второй линии связи 29.

Выход каждого вентиля 66 через соответствующий контакт ключа 68 селектора 25 режимов модификации сегментов изображения и через ключ 69 селектора 24 модифицируемых сегментов изображения подключен к формирователю 70 дополнительных гасящих импульсов, выход которого соединен с модулятором кинескопа видеоприемника 6.

Из шести вентилей 66 (см. фиг. 3) пять соединены с ключом 68 непосредственно, а один через вентиль 71 подключен к вентилю 62 блока 19 формирования блуждающей маски. Выход каждого вентиля 67 подключен к входу формирователя 70 дополнительных гасящих импульсов через контакт ключа 68, контакт ключа 72, переключающую контактную группу соответствующего ключа 69 и вентиль 73. К каждому вентилю 73 (число которых вдвое меньше числа вентилей 67) параллелльно подключены два ключа 69. Выход каждого вентиля 73 соответствующей линией связи 32 соединен с центральным устройством 1 управления.

Выход вентиля 71 соединен с входом формирователя 70 дополнительных гасящих импульсов непосредственно, а выходы вентилей 66, не соединенных с вентилем 71, и выходы вентилей 67 и 73 соединены с формирователем 70 дополнительных гасящих импульсов через вентиль 74, соединенный с выходом инвентора 63 блока 19 формирования блуждающей маски.

В видеоприемниках 6 частота строк (fc) и частота кадров (fk) кратны соответствующим частотам разверток в передатчике (Fc и Fk). При и блок 16 разделения синхронных фрагментов изображения имеет выходов для сигналов, селектируемых селекторами 64 и 65 (в примере, показанном на фиг. 2 и 3, 5 8).

На магнитной ленте видеомагнитофона 3 записаны одновременно S различных сюжетов, каждый из которых занимает в кадре исходного фильма соответствующий прямоугольный участок, названный первичным сектором исходного растра. Формат первичного селектора исходного растра соответствует формату полного растра вндеоприемника 6. Величина интервалов между первичными секторами зависит от длительности обратного хода луча.

Расчленение исходного растра на первичные секторы осуществляется с помощью синхронизирующих сигналов, генерируемых блоком 16 разделения синхронных фрагментов изображения. Первый выход этого устройства возбуждается в отрезки времени, соответствующие развертке участков строк, лежащих в нервом первичном секторе, второй выход возбуждается в отрезки времени, соответствующие участкам строк, лежащим во втором первичном секторе и т. д.

Сигналы с этих выходов (названные сигналами деблокировкн первичных секторов),

нройдя в пультах 2 учащихся через преобразователь 8 изображения, выключают формирователь 70 дополнительных гасящих импульсов.

Способ дальнейшей сегментации исходного

фильма зависит от заданного системой режима синтеза изображения.

В режиме макросинтеза исходный фильм по заданной программе членится в макровремени (исчисляемом в секундах) на

последовательные отрезки определенной длины (последовательные фрагменты изображения). Каждый такой отрезок в результате разделения синхронных сюжетов распадается на S параллельных (синхронных) фрагментов. Число отрезков, на которые членится исходный фильм, зависит от числа селекторов 64 (см. фиг. 3). При шести селекторах и при периферийный пульт может синтезировать 10 1 миллион новых фильмов.

Числа, поступающие на вход регистра 26 блока 15 разделения последовательных фрагментов изображения, записаны на магнитной ленте видеомагнитофона в начале каждого отрезка исходного фильма. Три старших разряда этих чисел содержат код селектора 64, которому соответствует текущий отрезок исходного фильма. В интервале между момеитами считывания с магнитной ленты видеомагнитофона двух последовательных чисел в

пультах 2 учащихся будет открыт лишь один из шести вентилей 66, а именно тот, который подключен к соответствуюшему выходу дешифратора 27 блока 15 разделения последовательных фрагментов изображения. Следовательно, в этом интервале времени на вход формирователя 70 дополнительных гасящих импульсов может поступить сигнал деблокировки лишь одного иервичного сектора, номер которого определяется состоянием соответствующего селектора 64. В макросинтеза все селекторы 64 функционируют в качестве блока управления фабулой кинофильма. Тумблер блока 19 формирования блуждающей маски выключен, а в регистре 51 иаходится число с нулями в соответствуюш,нх разрядах. Заиерты также вентили 73. Режим микросиитеза иредиазначен для сиитеза ненодвнжиых изображений. При этом в пультах функционирует лишь блок формирования изображения титров. В формирователе 4 сигналов сегментации функционируют лишь блок 16 разделения синхронных фрагментов нзображения, блок 17 горизонтальной сегментации растра видеонриемникоБ и блок 18 вертикальиой сегментации растра видеоириемников. Отсутствие сигналов на выходах блока 15 разделения последовательных фрагментов блокирует в периферийных иультах 2 селекторы 64 (вентили 66 постоянно закрыты). Каждому выходу дешифратора 43 блока 17 п первичных секторах исходного растра соответствует определенная горизонтальная полоса, а каждому выходу дешифратора 47 блока 18 вертикальной сегментации - определенная вертикальная нолоса. Каждому из трех выходов блока 17 горизонтальной сегментации в нервичных секторах исходного кадра соответствует определенная группа полос X, а каждому из двух выходов блока 18 вертикальной сегментации - определенная группа полос Y. Полосы могут объединяться в группы различным образом. Способ объединения полос в группы X и в группы Y задается с помощью переключателей 44 и 48 селектора конфигурации микросегментов. Микросегментами исходного изображения, из которых осуществляется синтез, являются прямоугольные участки первичных секторов. Исходные сюжеты сопротивляются таким образом, чтобы соответствующие друг другу микросегмеиты разных первичных секторов были взаимозаменяемы. В периферийных 2 учащихся полосы Хь Х2 и Хз селектируются соответствеиио тремя вентилями 73, а полосы YI и 2 - соответственно двумя группами вентилей 67. Таким образом, каждому селектору 65 соответствует определенный микросегд1ент. Из какого именно первичного сектора исходного кадра будет селектирован тот или иной микросегмент зависит от состояния соответствующего селектора 65. В режиме варьирования персонажей кинофильма исходный фильм членится одновременно на макро- и микросегменты. В периферийных пультах 2 одни селекторы 64 используются для селекции отрезков фильма, а дрзгие - для селекции сегментов растра. В варианте, показанном на фиг. 3, для селекции макросегментов (т. е. в качестве блока управления фабулой кинофильма) используются пять селекторов 64, для селекции микросегментов - один селектор 64 (нижний на чертеже) . С помощью пяти селекторов 64 учащийся варьирует ход событий, демонстрируемых на экране, а с помощью шестого селектора 64 он варьирует персонажи этих событий. В отличие от режима простого микросннтеза в режиме варьирования персонажей границы и конфигурация микросегмента могут изменяться во времени. В этом режиме сигналы сегментации ностунают на выходы 28 блока 15 разделения последовательных фрагментов, на все выходы блока 16 разделения синхронных фрагментов и на оба выхода блока 19 формирования блуждающей маски. Тумблеры блоков 19 и 15 в этом режиме иостоянно включены, а тумблер 33 находнтся в позиции, переключающей линии связи 32 от выходов блока 17 горизонтальной сегментации к соответствующим выходам блока 15 разделения последовательных фрагментов. В периферийных пультах 2 вентили 73, следовательно, и все селекторы 65 в данном режиме постоянно заперты. Вентиль 66 на выходе шестого селектора 64 открыт постоянно, поскольку при включении тумблера блока 15 разделения последовательных фрагментов соответствующая линия связи 28 коммутируется с нулевым выходом одного из тех трех триггеров регистра 26, на которые в данном режиме подаются только нули. Выходной сигнал логического элемента «И 62 блока 19 формирования блуждающей маски отпирает в пультах 2 вентиль 71 в отрезки времени, определяемые временными коордннатамн границ заданного микросегментя Iia какого именно первичного сектора исходного кадра будет при этом селектироваться микросегмент зависит от состояния шестого селектора 64 (если в нем контактная щеткя находится на первой ламели, то микросегмент будет селектироваться из первого первичного сектора и т. д.). Когда вентиль 71 отпирается, вентиль 74 запирается сигналом с выхода инвертора 63 блока 19 формирования блуждающей маски. Благодаря этолму в первичных секторах, селектируемых остальными пятью селекторами 64, дополнительный гасящий импульс образует пятно, по форме и расположению в точности соответствзющее микросегменту, селектируемому щестым селектором 64. В силу инерционности зрительных ощущений это пятно заполняется микросегментом, селектируемым щестым селектором 64. Границы этого микросегмента задаются блоку 19 формирования блуждающей маски числами, поступающими на вход его регистра 51. При использовании системы в режиме стопкадров учащиеся могут по своему усмотрению присматривать каждый из синтезируемых сюжетов либо в виде кинофильма, либо в виде диафильма с автоматически сменяющимися кадрами, либо в виде той или иной комбинации движущихся и неподвижных изображений. В режиме стоп-кадров функционируют одновременно селекторы 64 и 65. При этом в

галетных переключателях, платами которых они являются, угол поворота ручки сокращается до 180°, т. е. в каждой из плат сигнал может сниматься лишь с четырех из ее восьми ламелей. При этом, как ясно из фиг. 3, сигналы деблокировки первичных селекторов исходного кадра поровну распределяются между обеими платами каждого из галетных переключателей.

Каждый из этих переключателей в течепие отрезков времеии, задаваемых ему блоком 15 разделения иоследовательиых фрагментов изображения, селектирует определенную пару первичных секторов, в одном из которых изображение меняется непрерывно (с каледым кадром нсходного фильма), а во втором - скачками, на граиицах последовательных фрагментов.

Последовательные фрагменты кинофильма селектируются платами 64, последовательные фрагменты диафильма - платами 65.

Когда ключ 68 находится в пормальном положении (см. фиг. 3), а контакты всех ключей 69 разомкнуты, то независимо от положения ключа 72 демонстрируется кинофильм. Когда тумблер 68 во втором своем положении, а контакты всех ключей 69 разомкнуты, то независимо от положения ключа 72 демонст 1 фуется диафильм. Когда контакты одних ключей 69 замкнуты, а ключ 72 включен, то независимо от положения тумблера 68 кинофильм и диафильм демонстрируются одновременно, наплывая друг на друга.

При режиме стоп-кадров в формирователе 4 сигналов сегментации исходного изображения функционируют блок 15 разделения последовательных фрагментов и блок 16 разделения синхронных фрагментов изображения. Тумблеры 30 и 34 коммутируют линии связи 29 и 32 с блоком 15 разделения последовательных фрагментов.

Режим титров отличается от режима стопкадров тем, что в нем содержание синтезируемого кинофильма поясняется пе диафильмом с автоматически сменяющимися кадрами, а одним автоматически синтезируемым статистическим кадром.

При этом режиме в формирователе 4 сигналов сегментации исходного изображения функционируют блок 15 разделения последовательных фрагментов изображения, блок 16 разделения синхронных фрагментов, блок 17 и 18 горизонтальной и вертикальной сегментации растра видеоприемииков. Границы микросегментов задаются так же, как и в режиме микросинтеза, т. е. с помощью переключателей 44 и 48. В периферийных пультах 2 учащихся селекторы 64 работают в режиме макросиитеза, т. е. функционально являются блоком 20 управления фабулой изображения, а селекторы 65 работают в режиме микросинтеза, т. е. функционально являются блоком 22 формирования изображения титров.

10

Формула изобретения

1.Система синтезирования фильмов для обучения языком, содержащая центральное устройство управления, состоящее из видеомагнитофона и блока синтеза звуковой информации, периферийные пульты учащихся, каждый из которых состоит из видеоприемника и последовательно соединенных блока синтеза звуковой информации, модификации синтаксической структуры звуковой информации и головного телефона учащихся, причем выход видеомагиитофона подключен к видеоприемникам, а выход центрального блока синтеза звуковой информации соединен с периферийными блоками синтеза звуковой информации, отличающаяся тем, что, с целью иовыщения эффективности процесса обучения в центральное устройство управления введен формирователь сигналов сегментации исходного изображеиия, подключепный к видеомагнитофону, в каждый периферийный пульт учащихся введен преобразователь изображения, один из выходов которого соединен с блоком синтеза звуковой информации, селектор модифицируемых сегментов изображения, подключенный к блоку модификации синтаксической структуры звуковой ииформации и к преобразователю изображения и селектор режимов модификации сегментов изображения, вход которого соединен с селектором модифицируемых сегментов изображения, а выход - с видеоприемником, причем выходы формирователя сигналов сегментации исходного изображения подключены к видеоприемникам и преобразователям изображения.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь сигналов сегментации исходного изображения содержит блоки разделения последовательных фрагментов изображения и формирования блуждающей маски, входы которых подключены к входной щиие формирователя сигналов сегментации исходного изображения, второй вход блока формирования блуждающей маски соединен с блоком горизонтальной сегментации растра видеоприемников, соединенным с блоком разделения синхронных фрагментов изображения, третий вход блока формирования блуждающей маски соединен с блоком вертикальной сегментации растра видеоприемников, вход которого подключен к блоку разделения синхронных фрагментов изображения.

3.Система по п. 1, отличающаяся тем, что преобразователь изобрал ения содержит последовательно соединенные блоки формирования изображения титров, управления фабулой изображения, селекции стоп-кадрон изображения и варьирования изобралсения, выходы которых подключены к выходной шине преобразователя изображения.