Формирователь сигналов телевизионных изображений

Формирователь сигналов телевизионных изображений

Реферат

 

Изобретение относится к прикладному телевидению и может быть использовано в устройствах для обработки и отображения цветных, черно-белых полутоновых и графических изображений при исследовании природных ресурсов, медицинской и промышленной диагностике, в составе систем автоматического проектирования, художественного конструирования и др. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем формирования изображений из фрагментов произвольной формы. По шине 1 обмена данные об изображениях поступают из блоков 4 памяти через блоки 5 маскирования и/или через блок 6 фрагментирования на выход устройства. Блок 6 фрагментирования, содержащий блок 7 управляющей памяти и блок 8 коммутации, обеспечивает формирование фрагментов произвольной формы из блоков 4 памяти. Формирователь позволяет из N изображений, содержащихся в блоках 4 памяти, получить цветное или черно-белое изображение, при этом возможны режимы маскирования, фрагментирования и фрагментирования с наложением. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение касается прикладного телевидения и может быть использовано в устройствах для обработки и отображения цветных, черно-белых полутоновых и графических изображений, при исследовании природных ресурсов, в медицинской и промышленной диагностике, в составе систем автоматического проектирования, художественного конструирования и др. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем формирования сигналов изображений из фрагментов произвольной формы. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема формирователя сигналов телевизионных изображений; на фиг. 2 - блока памяти; на фиг. 3 - блока маскирования; на фиг. 4 - блока управляющей памяти (БУП). Формирователь сигналов телевизионных изображений (см. фиг. 1) содержит шину 1 отображения, шину 2 обмена, шину 3 управления, нулевой, первый,..., (N-1)-ый блоки 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти, нулевой, первый,...,(N-1)-й блоки 5.0,5.1, . . .,5.(N-1) маскирования, устройство 6 фрагментирования, содержащее блок 7 управляющей памяти и блок 8 коммутации, имеющий регистр 9 управления, нулевой, первый,...,(М-1)-й коммутаторы 10.0,10.1,...,10.(М-i), нулевой, первый, ...,(М-1)-й канальные передатчики 11.0,11.1,...,11.(М-1). Каждый блок 4 памяти (см. фиг. 2) содержит схему 12 местного управления, регистр 13 масштаба по оси Х, счетчик 14 масштаба по оси Х, счетчик 15 координат по оси Х, адресный коммутатор 16, элемент 17 памяти, первый регистр 18 индикации, второй регистр 19 индикации, регистр 20 смещения по оси Х, регистр 21 масштаба по оси Y, счетчик 22 масштаба по оси Y, регистр 23 смещения по оси Y, счетчик 24 координаты по оси Y и коммутатор 25 данных. Каждый блок 5 маскирования (см. фиг. 3) содержит нулевую, первую,...,(М-1)-ю схему 26.0, 26.1, 26.(М-1) регистров масок, нулевую, первую,...,(М-1)-ю схему 27.0,27.1,...,27.(М-1) логических элементов И, нулевую, первую,. . . , (М-1) схему 28.0,28.1,...,28.(М-1) канальных передатчиков. Блок 7 управляющей памяти (см. фиг. 4) содержит схему 29 местного управления БУП, регистр 30 смещения по оси Х БУП, счетчик 31 координат по оси Х БУП, адресный коммутатор 32 БУП, элемент 33 памяти БУП, регистр 34 индикации БУП, регистр 35 смещения по оси Y БУП, счетчик 36 координат по оси Y БУП, регистр 37 данных БУП. Формирователь сигналов телевизионных изображений работает следующим образом. Шины 1-3 представляют собой совокупности электрических линий, связывающих формирователь с внешними устройствами. Шина 1 отображения также осуществляет обмен сигналами между функциональными блоками внутри формирователя. По шине 2 обмена осуществляется синхронизация формирователя, прием адресов, прием-передача данных и управляющей информации. По шине 3 управления поступают сигналы разрешения записи, чтения, хранения информации, управляющие работой всех блоков формирователя. Скорость передачи информации по шинам обмена и управления определяется типом внешних устройств. По шине 1 отображения данных об изображениях в темпе отображения непрерывно поступают из блоков 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти через блоки 5.0,5.1,...,5.(N-1) маскирования и/или через блок 6 фрагментирования на выходы отображения устройства. При записи данных об изображении в темпе отображения данные без изменения передаются в блоки 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти с входа отображения устройства по линиям обратной записи шины 1 отображения. Линии обратной записи могут использоваться для записи результатов обработки данных об изображениях. Вход-выход отображения устройства состоит из двух частей, а именно из М выходов отображения и трех входов обратной записи, соответствующих красной, зеленой и синей составляющим изображения. Все входы и выходы отображения состоят из R линий связи каждый. Каждый блок 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти хранит цифровые данные об изображении, которые представлены в виде числовой матрицы, имеющей i-строк и I-столбцов, соответствующих горизонталям и вертикалям изображения. Численными значениями матрицы являются R-разрядные коды яркости всех элементов изображения, т.е. каждый блок 4.0,4.1,... ,4.(N-1) памяти имеет информационный объем V_г где V_г = JR (бит). Цветное полутоновое изображение представляется совокупностью трех числовых матриц, соответствующих красной, зеленой и синей составляющим цветного полутонового изображения. Каждая из этих трех матриц имеет те же значения , I, R, что и одна матрица черно-белого полутонового изображения, и может быть записана в какой-либо из N блоков памяти. Для хранения одного цветного изображения используются любые три блока памяти. Данные об изображении могут записываться в блоки 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти или считываться внешним устройством по шине 2 обмена, а также непрерывно считываться или записываться в темпе развертки телевизионного изображения по шине 1 отображения. Текущая позиция считываемого элемента блоков 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти определяется содержимым счетчика 15 координаты по оси Х и счетчика 24 по оси Y, содержимое которых через адресный коммутатор 16 поступает в элемент памяти 17. Данные о нескольких соседних по строке элементах поступают из элемента памяти (ЭП) 17 в первый регистр 18 индикации, используемый также для согласования цикла записи в ЭП с темпом телевизионной развертки, что обеспечивается записью в регистр 18 индикации данных о нескольких соседних по строке элементах изображения с помощью последовательного сдвига содержимого регистра 18. Данные с выхода первого регистра 18 индикации поступают параллельно на вход второго регистра 19 индикации, осуществляющего согласование цикла считывания из ЭП с темпом телевизионной развертки и используемого для записи данных в ЭП. Количество N_э считываемых-записываемых в регистры 18 и 19 индикации данных о соседних по строке элементах изображения зависит от Т_озу, Т_ис, где Т_озу больше или равно наибольшему из Т_счит и Т_зап., где Т_счит - длительность цикла считывания (Т_зап - длительность цикла записи в ЭП, Т_ис - временной интервал строки кадра, используемый для индикации изображения). Регистр 19 индикации обеспечивает путем последовательного сдвига выдачу данных об элементе изображения на шину отображения. Содержимое счетчиков 15 и 24 увеличивается на единицу при переполнении счетчиков 14 и 22 масштаба, которые делят тактовую частоту импульсов синхронизации по элементам в соответствии с содержимым регистров 31 и 21 масштаба. Деление тактовой частоты импульсов синхронизации замедляет работу счетчиков 15 и 24 координат, увеличивает цикл считывания-записи ЭП и используется при выполнении операции масштабирования, заключающейся в повторении каждого элемента блоков 4.0,4.1, . ..,4.(N-1) памяти в 2.4,...,8 раз по горизонтали и/или в 2,4...8 раз по вертикали. Начальные значения счетчиков 15 и 24 для строки и столбца задаются содержимым регистров 20 и 23 смещения. Изменение начальных значений счетчиков 15 и 24 может быть использовано при выполнении операции сдвига изображения на экране в различных направлениях. Коммутатор 25 данных обеспечивает запись данных в ЭП 17 в дополнительном положении адресного коммутатора 16, а также запись данных, соответствующих одной из трех (красной, зеленой, синей) цветовых составляющих, поступающих по линиям обратной записи шины отображения. Работа блоков 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти управляется схемой 12 местного управления и заключается в следующем. Блоки 5.0,5.1, . . .,5.(N-1) маскирования разрешают или запрещают прохождение битов данных от соответствующего блока 4.0, 4.1,...,4.(N-1) памяти к соответствующему выходу отображения формирователя, т.е. осуществляют селектирование данных, поступающих с выходов блоков 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти на один или несколько выходов отображения. Каждый блок маскирования связан с выходом соответствующего блока 4.0,4.1,...,4.(N-1). Подключение данных об изображении, поступающих с выхода блока памяти, к соответствующему выходу отображения осуществляется с помощью схем 26.0,26.1,...,26(М-1) R-разрядных регистров масок, запись кода маски в которые происходит по шине обмена, под действием сигналов, поступающих по шине управления. На схемах 27.0,27.1,... ,27.(М-1) логических элементов И выполняется операция побитного маскирования данных об изображениях, поступающих по шине отображения с выходов блоков 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти. Результат маскирования через канальные передатчики 28.0,28.1,...,28.(М-1) подается на соответствующий выход отображения. Все блоки 5.0,5.1,...,5.(N-1) маскирования имеют М выходов и три входа, соединенные соответственно с М выходами и тремя выходами отображения. Нулевой выход (N-1)-го блока маскирования соединен с нулевым выходом отображения, первый выход (N-1)-го блока маскирования соединен с первым выходом отображения и М-1-й выход - 1-го блока маскирования соединен с М-1-м выходом отображения. Три входа отображения, соответствующие красной, зеленой, синей цветовым составляющим, соединены тремя R-разрядными линиями обратной записи с соответствующими тремя входами коммутаторов 25 блоков 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти. Текущая позиция считываемого элемента блока 7 управляющей памяти определяется содержимым счетчиков 31 координаты по оси Х и 36 по оси Y, содержимое которых через адресный коммутатор 32 поступает в элемент памяти 33. Данные о нескольких соседних по строке элементах поступают из ЭП 33 в регистр 34 индикации. Регистр 34 индикации путем последовательного сдвига обеспечивает выдачу кодов управления блоком 28 коммутации. Начальные значения счетчиков 31 и 36 для строки и столбца задаются содержимым регистров 30 и 35 смещения. Регистр 37 используется для записи данных в ЭП 33, поступающих по шине обмена в блок 7 управляющей памяти. Блок 7 управляющей памяти имеет информационный объем. V_у=JM ]log₂N+0,5 [ где ]...[ - операция выделения целой части числа. Блок 7 управляется схемой 29 местного управления. Блок 8 коммутации состоит из М коммутаторов 10.0,10.1,...,10.(М-1), блоков 11.0,11.1,...,11. (М-1) канальных передатчиков, регистра 9 управления передачей данных на шину отображения. С выхода управляющей памяти М К-разрядных кодов управления, являющихся номерами блоков 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти, поступают на М К-разрядных адресных входов блока 8 коммутации так, что К-разрядный код с нулевым номером поступает на адресный вход нулевого коммутатора 10.0, первый К-разрядный код - на адресный вход первого коммутатора 10.1 и т.д. (М-1)-й К-разрядный код поступает на адресный вход (М-1)-го коммутатора 25.(М-1). Блоки 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти и блок 7 управляющей памяти работают синхронно. Данные об элементах изображений поступают из блоков 4.0,4.1,...,4. (N-1) памяти на шину отображения одновременно с М К-разрядными кодами управления, определяющими на какой выход отображения поступают данные с каждого элемента М изо- бражений и из какого блока 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти. В регистр 9 управления по шине обмена при поступлении команды записи с шины управления на вход разрешения записи регистра записывается М-разрядное управляющее слово. Каждый (М-1)-выход регистра 9 соединен с входом разрешения соответствующего блока 11.(М-1) канального передатчика. Наличие единичного состояния в (М-1)-м разряде регистра 9 управления разрешает прохождение данных об изображении с выхода блока 10.(М-1) коммутатора через блок 11.(М-1) канального передатчика по шине отображения на (М-1)-й выход отображения. Введение в формирователь устройства 6 фрагментирования позволяют формировать на М-выходах отображения устройства, в темпе отображения, изображения, состоящие из фрагментов произвольной формы, выделенных из изображений, хранящихся в блоках 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти, без наложения этих изображений и без разрушения информации, хранящейся в блоках 4.0,4.1,...,4. (N-1) памяти. Формирователь обработки изображений при отображении может работать в трех основных режимах: маскирования, фрагментирования, фрагментирования с наложением. Работа формирователя осуществляется следующим образом. При работе в режиме маскирования на вход разрешения записи регистра 9 управления поступает команда записи с шины управления. Под действием этой команды происходит запись М-разрядного нулевого кода с шины обмена в регистр 9 управления. М-разрядный нулевой код блокирует передачу данных через блоки 11.0,11.1,...,11. (М-1) канальных передатчиков и отключает блок 6 фрагментирования от шины отображения. По шине обмена выполняется запись R-разрядных кодов масок в регистры 26.0,26.1, ...,26.(М-1) блоков 5.0, 5.1,...,5.(N-1) маскирования. Всего в N блоков маскирования может быть записано (NxM) R-разрядных кодов масок. В зависимости от содержимого регистров масок возможны различные варианты маскирования. Данные об изображении с выходов блоков 4.0, 4.1,..,4.(N-1) памяти без изменения передаются на шину отображения. В этом случае в регистры маскирования соответствующие выбранному выходу шины отображения и блоку памяти, данные с которого поступают на этот выход, записываются единичные коды таким образом, что каждому (М-1)-му блоку памяти, выходы которого подключаются к шине отображения, ставится в соответствие свой (М-1)-й выход отображения. В остальные регистры маскирования записываются нулевые коды. Блоки маскирования выполняют функции коммутаторов с N входов на М выходов. Побитное маскирование данных выполняется аналогично с той разницей, что в регистры маскирования, соответствующие выбранному блоку памяти и выходу отображения, записываются любые R-разрядные кодовые комбинации, отличные от единичных и нулевых. Этот вариант маскирования удобен при выделении из содержимого блоков памяти двуградационных изображений (с двумя уровнями яркости, например, изображения схем, карт и т.д.), а также при получении яркостных срезов полутоновых изображений, когда необходимо выделить определенный уровень яркости. Когда число блоков памяти, выходы которых подключаются к шине отображения, больше количества выходов шины отображения, над данными об изображениях, поступающими с выходов разных блоков памяти на один выход отображения, выполняется операция МОНТАЖНОГО ИЛИ. Возможны различные комбинации вариантов маскирования. В режиме фрагментирования на выходах отображения, в темпе отображения, формируются изображения, состоящие из фрагментов произвольной формы, выделенных из изображений, хранящихся в разных блоках памяти без наложения этих изображений и без разрушения содержимого блоков 4.0,4.1,...,4.(N-1) памяти. Происходит это следующим образом. По шине обмена в блок 7 управляющей памяти под действием соответствующей команды записи происходит запись (M/K)-разрядных кодов для каждого (i/I) элемента М изображений. (М/K)-разрядный код составлен так, что в К его младших разрядах содержится К-разрядный код, соответствующий нулевому выходу отображения, в следующих К разрядах содержится код для первого выхода отображения и т.д. (М-1)-й К-разрядный код соответствует (М-1)-му выходу. Каждый блок 4.0, 4.1,...,4.(N-1) памяти имеет свой порядковый номер от 0 до (N-1), который кодируется К-разрядами. Каждому элементу М изображений, формируемых на М выходах отображения, ставится в соответствие К-разрядный код номера блока памяти, из которого взят этот элемент. В регистры 26.0, 26.1,...,26.(М-1) масок блоков 5.0, 5.1, . ..,5.(N-1) маскирования записываются нулевые коды, блокирующие передачу данных через эти блоки. В регистр 9 управления записывается М-разрядный единичный код, разрешающий прохождение данных об изображениях с выхода устройства 6 фрагментирования на выходы отображения. Для каждого элемента формируемых изображений с блока 7 управляющей памяти считывается М К-разрядных кодов, которые поступают на адресные входы М коммутаторов 11.0,11.1, . ..,11.(М-1) соответственно, обеспечивая прохождение на (М-1)-й выход отображения данных об элементе того блока памяти, номер которого соответствует этому (М-1)-му К-разрядному коду. Считывание информации с блока 7 управляющей памяти и данных об изображениях с блоков 4.0,4.1,...,4. (N-1) памяти синхронизированно с темпом отображения, с помощью сигналов синхронизации, поступающих в эти блоки по шине обмена. В режиме фрагментирования с наложением блоки 5.0,5.1,...,5.(N-1) маскирования и устройство 6 фрагментирования подключается к шине отображения параллельно, что допускает наложение данных об изображениях на выходах отображения при совместной работе этих блоков. При этом на (М-1)-м выходе отображения выполняется операция МОНТАЖНОГО ИЛИ над данными об изображениях, поступающими на этот выход с блоков маскирования и фрагментирования одновременно, или передача данных об изображениях, на какие-либо М выходов отображения от блоков маскирования (устройство фрагментирования) может быть заблокирована записью нулевых кодов в соответствующие регистры масок (записью нулевого значения в соответствующие разряды регистра управления), тогда данные об изображениях на эти М выходов будут поступать с соответствующих выходов устройства фрагментирования (с выходов блока маскирования). Запись информации в N блоков памяти, содержимое которых поступает на выходы отображения, в блок 7 управляющей памяти устройства 6 фрагментирования может происходить во время обратного хода луча по экрану телевизионного приемника, тогда процесс записи не будет заметен при отображении видеоинформации. Описанный вид режима наложения позволяет формировать на выходах отображения такие М изображений, одно или несколько из которых поступают целиком из блоков маскирования и их элементы могут быть побитно маскированы, а остальные изображения поступают из устройства фрагментирования и могут состоять из фрагментов.

Формула изобретения

1. ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащий N R-разрядных блоков памяти, информационный вход-выход каждого блока памяти подключен к двунаправленной шине обмена данными, являющейся входной-выходной шиной обмена формирователя, вход управления каждого блока памяти подключен к шине управления, являющейся входной шиной управления формирователя блоков маскирования, первые входы-выходы которых соединены R-разрядными двунаправленными шинами с выходами соответствующих блоков памяти, вторые входы блоков маскирования соединены с шиной управления, третьи входы-выходы каждого блока маскирования соединены с M (где M - число обрабатываемых телевизионных изображений) выходными линиями связи и тремя входными линиями связи двунаправленной шины отображения, являющейся входной-выходной шиной отображения формирователя, четвертые входы-выходы блоков маскирования соединены с двунаправленной шиной обмена данными, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования сигналов изображений из фрагментов произвольной формы, в него введены устройство фрагментирования, содержащее блок управляющей памяти и блок коммутации, N R-разрядных информационных входов блока коммутации подключены к выходам соответствующих блоков памяти и являются информационными входами устройства фрагментирования, (N + 1)-й информационный выход блока коммутации соединен с шиной обмена данными, M K-разрядных адресов входа блока коммутации соединены соответственно с M K-разрядными выходами блока управляющей памяти, где k=] log₂N+0.5[ , где ] ... [ - операция выделения целой части числа, информационный вход-выход блока управляющей памяти соединен с двунаправленной шиной обмена данными, вход управления блока управляющей памяти соединен с шиной управления, подключенной к входу управления блока коммутации, M R-разрядных выходов которого являются M R-разрядными выходами устройства фрагментирования и соединены с M R-разрядными выходными линиями связи шины отображения. 2. Формирователь по п.1, отличающийся тем, что блок коммутации содержит M-разрядный регистр управления, M канальных передатчиков и M коммутаторов, N-й R-разрядный информационный вход каждого коммутатора параллельно подключен к N-му R-разрядному информационному входу устройства фрагментирования, адресный K-разрядный вход каждого коммутатора подключен к адресному входу блока коммутации, выход каждого коммутатора подключен к входу соответствующего канального передатчика, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами регистра управления, первый вход которого соединен с входом управления блока коммутации, а второй вход соединен с (N + 1) входом-выходом блока коммутации, при этом R-разрядные выходы M-канальных передатчиков являются M R-разрядными выходами блока коммутации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000