Устройство обработки и отображения цветных полутоновых и графических изображений

Устройство обработки и отображения цветных полутоновых и графических изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к прикладному телевидению. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство обработки и отображения цветных полутоновых и графических изображений содержит телекамеру 1, синхрогенератор 2, блок 3 сопряжения с телекамерой, блок 4 управления памятью изображения, блоки 5 памяти изображения, видеоконтрольный блок 6, ЦАП 7, блок О коммутации, блоки 9 табличных преобразований и блок 10 управления. Наличие трех блоков 9 табличных преобразований позволяет сократить аппара турные затраты устройства в целом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) 1658419 А 1 (5)) 5 Н 04 N 5/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АSTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4461024/09 (22) 14 ° 07.88 (46) 23. 06. 91. Бюл. h 23 (71) Институт космических исследований АН СССР (72) Л.С.Чесалин, А.Ю,Халтурин и А.А.Озолин (53) 621.397 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1195883, кл. С 06 К 7/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ И OTOHPM(ЕНИЯ ЦВЕТНЫХ ПОЛУТОНОВЪ|Х И ГРАФИЧЕСКИХ

ИЗОБРАНГШЙ (57) Изобретение относится к прикладИзобретение относится к прикладному телевидению с использованием . средств вычислительной техники и мол<ет быть использовано для обработки и отображения данных дистанционного зондирования Земли, в медицинской диагностике, в системах автоматического управления, проектирования и т.п.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На фиг.1 структурная электрическая схема устройства отображения и обработки цветных полутоновых и графических изображений, на фиг.2 — структурная электрическая схема блока маскирования и логических операций, на фиг.3 — структурная электрическая схема блока табличных преобразований; на фиг.4 — структурная электрическая схема блока управления.

2 ному телевидению. Цель изобретения упрощение устройства . Устройство обработки и отображения цветных полутоновых и графических изображений содержит телекамеру 1, синхрогенератор 2, блок 3 сопряжения с телекамерой, блок управления памятью изображения, блоки 5 памяти иэображения, видеоконтрольный блок 6, ЦАП 7, блок 8 коммутации, блоки 9 табличных преобразований и блок 10 управления. Наличие трех блоков 9 табличных преобразований позволяет сократить аппара турлые затраты устройства в целом.

1 з.п. h-лы, 4 ил, Устройство для отображения и обработки цветных полутоновых и графических изображений (см. фиг. 1) содержит телекамеру 1, синхрогенератор 2, блок

Э сопряжения с телекамерой, блок 4 управления памятью изображения, первьпr, второй и т.д. и-й блоки памяти иэображения 5.1, 5.5, ..., 5.k, видеоконтрольный блок 6, первый, второй, третий цифроаналоговые преобразователи 7.1, 7.2, 7.3, блок 8 коммутации, первый, второй и третий блоки

9.1, 9.2, 9.3 табличных преобразований, блок 10 управления, Блок 8 маскирования и логических операций (см. фиг.2) состоит из первого, второго и т.д. восьмого поразрядных коммутаторов 11.1, 11.7, каждый из которых представляет собой элемент статической памяти. Каждый блок 9. 1, 9.2, 9.3 табличных преобразований (см. фиг.3) 16584!9 содержит входной адресный мультиплексор 12, блок статической памяти 13 и буфернь»»» выходной регистр 14 для обмена данными между ЭВМ и блоком ста5 тической памяти 13. Такая организация табличных преобразований Ilnзволя ет уменьшить количество таблиц по сравнению с иэвестнь»м устройством и таким образом сократить аппаратные затраты на отображение и обработку видеодан»»ь»х. Блок 10 управления (см. фиг.4) содержит дешифратор 15 адресов, блок 16 управления обменов, дву— направленный шинньп формирователь 17 длнных, блок 18 формирования старших адресов блоков 9.1 — 9.3 табличных преобразований и подключения графики.

Синхрогенератор 2 вырабатывает синхросерии, необходимые для работы блоков устройства, формирует стандартный сигнал ССП для синхронизации, телемонитора (видеоконтрольный блок 6) сигналы синхронизации телекамеры 1, адрес индикации для блоков 5. 1 — 5.k памяти иэображения. Блок 4 управления памятью содержит формирователь сигналов управления элементами динамической памяти блоков 5.! — 5.k памяти иэображения, мультиплексор адреса, блок

30 управления обменом данными между ЭВМ и блоками 5.1 — 5.k памяти иэображения, при этом адреса индикации поступают из синхрогенератора 2. Использование в блоке 4 управления памятью одного формирователя, а не по одному для каждого блока памяти устройствапрототипа, использование адреса индикации непосредственно из синхрогенератора 2, л не формирование его на адресных счетчиках для каждого блока памяти устройства-прототипа позволяет сократить аппаратные затраты пре,,лагаеного устройства. Каждый блок 5.1

5.k памяти иэображения содержит элементы динамической памяти и сдвиговые 45 регистры, мультиплексоры адреса и данных. Информац»»я о расположении иэображения в этих блоках приведена ниже в тексте описания. Следует отметить, что использование одного мультиплексора адреса, а не по одному на каждый блок памяти устройства-прототипа, также заметно сокращает аппаратные затраты предлагаемого устройства.

Устройство для отображения и о6работки цветных полутоновых и графических изображений работает следую— щим образом.

Источниками информации, подлежащей обработке и отображению, являются либо телекамера 1, либо внешний накопитель цифровой информации, с которого данные поступают и устройство через ип»»»у связи с ЭВМ. В случае поступления информации с телекамеры 1 аналоговый телевизионный сигнал с выхода телекамеры поступает на вход блока

3 сопряжения с телекамерой, в котором он подвергается аналого-цифровому преобразованию. Синхронизация телекамеры 1 и блока 3 сопряжения с телекамерой осуществляется сигналом, поступающим на их входы с первого выхода синхрогенератора 2, а подключение блока 3 сопряжения с телекамерой к шине связи с ЭВМ осуществляется по команде, поступающей на его первый вход с первого выхода блока 4 управле»»ия памятью. В случае поступления информации с внешнего накопителя сигнал изображения, подлежащий обработке и отображению, поступает через шину — связи с ЭВМ в блок 4 управления памятью. 1!ри этом необходимые управляющие сигналы передаются по шине связи от синхрогенератора 2 в блок 4 упрлвления памятью. При этом из блока 4 управления памятью входные данные и адреса передаваемых данных поступают соответственно на первый вход (по шине данных) и второй вход (по шине адреса) блоков 5. 1-5.k памяти изображения. Содержимое блоков

5.1-5.k памяти изображения последовательно считывается по адресам, генерируемым блоком 4 управления памятью. Каждый блок 5.1-5.k памяти изображения хранит данные об изображении, представленном в виде численной матрицы, т.е. в виде двух квадратных числовых матриц, строки и столбцы которых соответствуют горизонталям и вертикалям изображения, а численные значения содержат характеристики каждой из точек

1 на которые разбивается иэображение.

Размер каждой матрицы блоков 5.1

5.k памяти изображения позволяет хранить в каждом иэ них 4 изображения размером 256»»256 (либо одно 512 512) элементов разбиения изображения. При отображении производится последовательный построчный опрос всех матрицы блоков 5.1 — 5.k памяти изображения в темпе и в соответствии раэверт ке телевизионного изображения, чем обеспечивается непрерывная его pere1658419 нерация. Необходимые для работы бло- представляет собой элемент статичес( ков 5.1 — 5.k памяти иэображения уп- кой памяти с произвольным доступом и равляюцие сигналы вырабатываются организацией 2х4 бит. Таким образом, синхрогенератором 4 и поступают с его 5 данная структура позволяет проиэвотретьего вьмода на третий вход блоков дить простую коммутацию k-входных

5. 1 — 5.k памяти иэображения. Инфор- сигналов в любой из Г, С, В, Y выходмация об изображении располагается в ных сигналов, размйожение любого входблоках 5. 1 — 5 А памяти изображения ного сигнала на любое сочетание выхо следующим образом. Благодаря органи- . !p дов и произвольные логические операэации четырех матриц имеется воэмож- ции над входными сш налами, что позность хранения в них четырех неэави- воляет отображать видеоданные проиэсимых цифровых изображения размером вольной памяти иэображения в любом

256К256 или 512®512. Выходы матриц произвольном цвете или псевдоцветах являются соответствующими выходами 15 и при этом данная структура исключает блоков 5.1 — 5.k памяти иэображения, необходимость в блоках маскирования к каждому иэ которых подсоединен со- для каждого блока памяти, как это ответствующий вход блока 8 маскирова- сделано в устройстве-прототипе, со ния и логических операций. При этом кращая аппаратные затраты и как следадресные входы блоков 5.1 — 5.Е памя- 20 ствие, потребляемую мощность. Выходти иэображения объединены между собой ные сигналы Р, О, В блока 8 маскирои подключены к третьему выходу блока вания и логических операций представ4 управления памятью, а входы дан- ляют собой байт информации, а выходных — к второму выходу того же уст- ной сигнал Y — восьмиразрядный код, Ройства. Иэ k-блоков 5 ° 1 - 5.k памяти 25 младшие 4 бит которого содержат граиэображения видеоинформация поступают фическую информацию красный-эеленыйна 1;-входы блока 8 маскирования и ло- Синий-черный, а старших 4 бит испольгических операций (cM. фиг.2), где в эуются для формирования старших адресоответствии с содержимым; которое сов блоков 9.1-9.3 табличных преобразаносится в элементы статической па» 30 зований. В устройстве-прототипе отмяти субблоков 11, 1 - 11.8 (cM. фиг.2) сутствует возможность представления . по цепи ЭВИ-шина — блок 10 управления графической информации на фоне полукоммутации — внутренняя шина видео- тоновой путем выключения отображения контроллера блок 8 запрещает или раз- в необходимых точках (черный и цвет решает прохождение определенных би35 графики) . Выходной сигнал Y блока 8 тов данных иэ блоков 5 ° 1 — 5.k памяти маскирования и логических операций в изображения на вторые входы блоков четырех младших разрядах несет графи9.1 — 9.3 табличных преобразований. ческую информацию следующего содержаПри этом каждый из субблоков 11.1 ния: красный YOO зеленый У01, синий

11.3 (см. фиг.2) блока 8 маскирования 4О У02, чеРный УОЗ. ПРичем Установлен и логических операций выполняет функ следУющий пРиоРитет при отображении цию произвольного преобразования k- графической и полутоновой информации. бит информации одного веса (где вес В слУчае их одновременного Разрешения порядковый номер бита в байте инфор- блоком 1 О УпРавления видеоконтролером мации), поступающих íà его k-входы и 45 полУтоноваЯ информации отображаетсЯ в

1 -выходы блоков 5 ° 1 — 5 ° 1 памяти иэоб» соответствии с заданной табличной ражения, в 4 бит информации в темпе функцией соответствующей таблицы 9.1 » поступления видеоинформации на вход 9.3 преобразований тогда и только заявляемого устройства для отображе- тогда, когда все биты УОО, У01, У02, няя и обработки цветных полутоновых 0 У03 одновременно равны нулю, во всех и гРафических иэображений, причем все остальных случаях отображается графибиты одного веса со всех блоков 5. 1 ческая информация. Выходные сигналы

5.к памяти иэображения поступают на Р С или В поступают непосредственно один из восьми субблоков 1!. — 11 8 на вход любой иэ таблиц 9.1 — 9.3 (см. фиг.2), позволяющий для каждого преобразований. Входной адресный сочетания k-входных битов задать зна» мультиплексор (си. фиг.5) 12 каждой

55 челне 4 выходных битов (р1, g1 В! и таблицы 9.1 — 9.3 преобразований под . и т.д. на фиг.2) за счет того, что ключает к адресномУ входу статической каждый субблок 11.1 - 11 8 (см. фиг.2) памяти 13 этой таблицы видеоданные

1658419 для отображения или адрес обмена с внутреннеи шины видеоконтролера из блока .10 управления видеоконтролером при обмене данными с 3BH по шине. Иидеоданные запоминаются в регистре адресного мультиплексора 12 синхронно частоте поступления видеоинформации, статическая память 13 хранит функцию табличного преобразования поступающих десятираэрядных входных данных в восьмиразрядный код характеристики красного, зеленого или синего (соответственно Р, С, В) изображения каждой точки видеоинформации. На выходе статической памяти 13 данные формируются с временной задержкой, опре- деляемой быстродействием данной статической памяти. При этом обмен данными между ЭВМ и статической памятью

13 производится через буферный выходной регистр 14 по внутренней шине видеоконтролера. Таким образом, наличие трех таблиц 9 ° 1 — 9.3 преобразователя с независимыми входами позволяет сократить аппаратные затраты устройства в целом, но позволяет получать отображения видеоинформации в естественных цветах. Аналоговые сигналы для отображения на видеоконтрольном блоке 6 генерируются в блоках 7.1 — 7.3 цифроаналоговых преобразователей синхронно темпу поступления видеоданных, На их вторые входы поступают данные с выходом соответствующих блоков 9.1 — 9.3 табличных преобразований для красного, зеленого и синего цвета также синхронно темпу поступления видеоданных. Генерирование аналоговых сигналов графической видеоинформации обеспечивается управляющими сигналами, поступающими на третьи входы цифроаналоговых преобраэователей 7.1 — 7.3 с второго входа блока 10 управления видеоконтролером.

Цветоотделенные аналоговые сигналы подаются на соответствующие входы видеоконтрольного блока 6 и могут использоваться для получения кодированного сигнала в стандарте СЕКАМ или

ПАЛ. Сигналы синхронизации цифроаналоговых преобразователей 7.1 — 7.3 поступают на их первые входы с четвертого выхода синхрогенератора 2, а сигналы синхронизации видеоконтрольного блока 6 поступают на его первый вход с второго выхода синхрогенератора 2. Управление работой блока 8 маскированил и логических операций, блоков 9.1 — 9.3 табличных преобразова5

55 ний и цифроаналоговых преобразователей 7.1 — 7,3 осуществляется по дву" направленной внутренней шине видеоконтролера блоком 10 управления видеоконтролером, который выполняет следующие функции: обмен данными меж-. ду блоком 8 маскирования и логических операции ЭИМ, обмен данными между ЭВМ и блоками 9.1 — 9.3 табличных преобразований, формирование старших адресов блоков 9. 1 — 9.3 табличных преобразований, при этом возможно два варианта *ормирования адресов: первый— старшие адреса имеют фиксированные значения, определяемые данными из регистра блока 18 формирования старших адресов блоков 9,1 — 9.3 табличных преобразований и подключения графики, второй — динамическое формирование старших адресов иэ четырех битов (Y04 — Y07) байтового потока выходного сигнала Y блока маскирования и логических операций по следующему закону: P08 — Y04, С08 — Y05, И08 — Y06, РСБ09 — Y07 (общий), где буквенный индекс соответствует таблице преобразования для красного, зеленого или синего цветов, а цифровой индекс— номеру адресного входа; определение режима индикации, а именно запрещение или разрешение прохождения на видеоконтрольный блок 6 графической или полутоновой видеоинформации. При этом дешифратор 15 адресов (см. фиг ° 4) представляет собой блок, в котором дешифрируются адреса, которые отведены в адресном пространстве ЭВМ для обмена даннымн с регистрами старших адресов и режимов индикации блока 18 с блоком 8 маскирования и логических операций и блоками 9.1 — 9.3 табличных преобразований, а блок 16 обмена формирует сигналы чтения или записи.

Двунаправленный шинный преобразователь 17 предназначен для обмены данными. Блок 18 формирования старшие разряды индикации адресов для блоков

9.1 — 9.3 табличных преобразований и сигналы управления цифроаналоговых преобразователей 7.1 — 7.3.

Устройство для обработки и отображения цветных полутоновых и графическиъ изображений, предлагаемое в качестве изобретения, может быть реализовано для любого k - числа памятей иэображения.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Устройство обработки и отображения цветных полутоновых и графичес.

1658419 ких иэображений, содержащее телекамеру, блок сопряжения с телекамерой, блок управления памятью, соединенный через шину связи с ЭВМ, первый выход которого соединен с первым блоком входом блока сопряжения с телекамерой, IIepBbBf второй и третий цифроаналоговые преобразователи, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, и третьим входами видеоконтрольного блока,а первые входы — через шину данных — с блоком управления памятью, и-блоков памяти иэображения, первые входы которых соединены через шину входных данных с вторым выходом блока управления памятью, вторые входы — с первым выходом синхрогенератора, первый, второй и третий блоки табличных преобразований, выходы которых соединены с перBblMH входами цифроаналоговых преобразователей, управляющие входы которых подключены к второму выходу синхрогенератора и первым входам первого, второго и третьего блоков табличных преобразований, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены блок коммутации, блок управления, причем п входы блока коммутации соединены с соответствующими одноименными выходами иблоков памяти изображения, (п+1)-ми выходами блока управления памятью, втбрые входы первого, второго и третьего блоков табличных преобразований соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока коммутации, блок управления соединен через шину связи с ЭВМ, его первьпr вход подключен к третьему выходу синхрогенератора, второй вход — че5 реэ двунаправленную шину к (n+1)-му входу блока коммутации и третьим входам первого, второго и третьего блоков табличных преобразований, третий вход — блока управления соединен с

1р четвертым выходом блока коммутации, первый выход - по шине управления старшими адресами — с третьими входами первого, второго и третьего блоков табличных преобразований, а второй выход - с третьими входами первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управ20 ления содержит дешифратор адресов, блок управления обменом, двунаправленный шинный преобразователь данных, первые входы которых подключены через шины к ЭВМ, шина выходных сигналов

25 блока управления обменом подключена к второй группе входов двунаправленного формирователя данных.и совместно с выходными сигналами блока управления обменом образует шину выходных сигна3р лов блока управления, блок формирования старших адресов табличных преоб-. разований, первый вход которого является входом сигналов У, а второй его вход соединен двунаправленной шиной

35 с выходом блока управления обменом, второй, третий выходы блока формирования адресов табличных преобразований являются вторым и третьим выходами блока управления °

1658419

/ГУУ

ctOера

1658419

У

m Йока В х7 ю8

Составитель Г.Князева

Редактор Т.Иагова Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 2436 Тираж 409 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101