Устройство для считывания и отображения видеоинформации

Устройство для считывания и отображения видеоинформации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование в системах управления промышленными роботами позволяет расширить область применения за счет обеспечения возможности многоканального считывания и отображения полутоновых изображений объектов. Благодаря введению новых блоков, обеспечивающих мультиплексный режим работы , в устройстве достигается возможность считывать либо кадр размером 512 х 512, либо четыре кадра размерами 256 х 256 каждый, что позволяет считывать объемные изображения, вести многоканальный контроль за технологическим процессом и сравнивать текущее изображение с эталонным . 21 ил., 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)э G 06 К 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) з СЕЮ;!3ц !! u I È ;@ - ТУ гг б г г в гг г л

Я, 4 vj ) I r. ó Т : .УА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4466698/24 (22) 29.07.88 (46) 23.05.93. Бюл. % 19 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) П.И.Нечунаев, В.М.Сырямкин, В.С.Титов и А.А.Фомин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1084839, кл, G 06. К 11/00, 1982.

Микропроцессорные средства и системы, 1987, Q 22, с. 68 — прототип. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ И

ОТОБРАЖЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование в системах

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах управления промышленными роботами. . Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения возможности многоканального считывания и отображения полутоковых изображений объектов.

Блок-схема устройства приведена на фиг.1. На фиг.2-16 показаны возможные выполнения соответственно: блока связи (фиг.2), регистра адреса строк (фиг.3), регистра адреса столбцов (фиг.4), генератора импульсов (фиг.5), мультиплексора синхросигналов (фиг.6), мультиплексора телекамер (фиг.7), формирователя сигналовзаписи (фиг.8), первого видеоусилителя (фиг.9), цифроаналогового преобразователя и второго видеоусилителя(фиг,10); регистра загрузки (фиг.11) регистра вывода (фиг,12), управления промышленными роботами позволяет расширить область применения за счет обеспечения возможности многоканального считывания и отображения полутоновых изображений объектов, Благодаря введению новых блоков, обеспечивающих мультиплексный режим работы, в устройстве достигается возможность считывать либо кадр размером 512 х 512, либо четыре кадра размерами 256 х 256 каждый, что позволяет считывать объемные изображения, вести многоканальный контроль эа технологическим процессом и сравнивать текущее изображение с эталонным. 21 ил., 4 табл. формирователя управляющих сигналов (фиг.13), регистра состояний (фиг.14), формирователя адреса строк (фиг,15), формирователя адрЬСЬ столбцов (фиг.16). На фиг.17 и 18 представлены временные диаграммы циклов ввода и вывода соответственно.

Фиг.19 иллюстрирует работу формирователя управляющих сигналов, На фиг.20 и 21 СО даны временные диаграммы работы регист- в ра состояний для кадра соответственно 256 с4 х 256 и 512 х 512.

° вювй

Устройство для считывания и отображения видеоинформации содержит первый видеоусилитель (BY) 1, мультиплексор 2 сигналов, телекамер (MT), аналого-цифровое преобразователь (АцП) 3. регистр 4 за- )лв грузки (РЗ), блок 5 оперативной памяти а видеоизображения (БОПВИ), регистр 6 вывода (РВ), мультиплексор 7 данных (МД). формирователь 8 управляющих сигналов

{ФУС), цифроаналоговый преобразователь

1817116 (ЦАП) 9, второй BY 10, генератор 11 импульсов (ГИ), мультиплексор 12 сигналов синхронизации (MCC), мультиплексор 13 адреса (МА), регистр 14 состояний (PC), формирователь 15 сигналов записи(ФСЗ), формирователь . 16 адреса строк (ФАСТР), формирователь. 17 адреса столбцов (ФАСТЛ), регистр 18 данных (РД), регистр 19 адреса строк (РАСТР), регистр 20 адреса столбцов (РАСТЛ), блок 21 связи (БС) и монитор 22. Блок 21 связи выполнен (фиг,2) на первой и второй группах 23, 24 элементов

ИЛИ-НЕ, демультиплексоре 25, третьей группе 26 элементов ИЛИ вЂ” НЕ, элементе 27

ИЛИ вЂ” HE, первом блоке 28 постоянной памяти (БПП), буферном регистре 29, втором

БПП 30, элементе 31И и элементах 32 И вЂ” НЕ.

Регистр 16 адреса строк содержит (фиг.3) буферный регистр 33, триггер 34 и элемент

35 НЕ. Регистр 17 адреса столбцов содержит (фиг.4) буферный регистр 36, триггер 37 и элемент 38 НЕ, Генератор 11 импульсов может быть выполнен по схеме фиг.5 на элементах 39 НЕ, кварцевом резонаторе 40 и резисторе 41, Фиг,6 показывает соединение входов и выходов мультиплексора 12 сигналов синхронизации. Мультиплексор 2 сигналов телекамер реализуется (фиг,7) на сдвоенных мультиплексорах 42, 43 и одинаковом мультиплекскоре 44. Формирователь

15 сигналов записи представляет собой

БПП (фиг.8). Первый видеоусилитель 1 может быть выполнен (фиг.9) на операционном усилителе 45, регистрах 46-48 и конденсаторе 49. На фиг,9 показана также запитка

АЦП 3 с помощью транзистора 50, резистора 51 и конденсатора 52. Цифроаналоговый преобразователь 9 собран (фиг.10) на группе 53 элементов И-НЕ, группе 54 резисторов, резисторах 56-58, операционном усилителе 59 и конденсаторе 60. Транзистор

61 и резисторы 62, 63 образуют второй видеоусилитель, выход которого может быть подключен к монитору 22 через разделительный конденсатор (показан пунктиром), Регистр 4 загрузки состоит (фиг.11) из регистров 64-67. Аналогично регистр 6 вывода состоит (фиг,12) из регистров 68-71, Формирователь 8 управляющих сигналов содержит(фиг.13) элемент 72 И-НЕ, элементы 73

НЕ, резисторы 74 — 77, конденсаторы 78-81, триггеры 82 и резистор 83. Регистр 14 состояний включает (фиг.14) буферный регистр

84, счетчик 85, триггеры 86, элементы 87

И вЂ” Н Е и элементы 88 НЕ. Формирователь 16 адреса строк состоит (фиг.15) из реверсивных счетчиков 89, мультиплексора 90, триггеров 91, БПП 92, элементов 93 НЕ, элементов 94 И, элементов 95 И-НЕ, we5

55 мента 96 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента

97 ИЛИ.

Формирователь 17 адреса столбцов выполнен (фиг,16) на реверсивных счетчиках

98, мультиплексорах 99, триггерах 100, БПП

101, элементы 102 НЕ и элементах 103 ИЛИ.

Устройство работает следующим образом, Предусмотрены четыре режима работы: а) режим контроля записанной в БОПВИ 5 информации; б) режим записи изображения в БОПВИ 5 с телекамер; в) режим выборки информации из БОП ВИ 5 в внешнюю ЭВМ;

r) режим записи информации из внешней

ЭВМ в БОП ВИ 5 для дальнейшей индикации на мониторе 22.

Устройство в исходном состоянии находится в режиме контроля (а). Остальные три режима могут быть включены в любое время с помощью Э.ВМ. После окончания записи кадра или обмена информацией с ЭВМ устройство автоматически переходит в режим контроля, В режимах записи информации об изображениях устройство может записывать в БОП ВИ 5 либо один кадр размером

512 х 512 элементов, либо до четырех полукадров размером 256 х 256 элементов с четырех телекамер, Выбор телекамеры осуществляет МТ 2, который управляется PC 14 и коммутирует видеосигнал, кадровый и строчный синхроимпульсы, сигнал с тактовой частотой. Видеосигнал с МТ2 поступает на первый BY 1, с выхода которого после усиления подается на вход АЦП 3, управля. емого сигналами тактовой частоты с MT 2.

После оцифровывания сигнал из АЦП 3 заносится в РЗ 4. Запись кадра в БОП ВИ 5 осуществляется по команде ЭВМ, принимая которую; БС 21 выдает команду установки на PC 14, PC 14 ждет прихода кадрового синхроимпульса, после чего выдает команду

"запись кадра" на ФСЗ 15 и MCC 12, который пропускает на РЗ 4 сигнал тактовой частоты fT. P3 4 начинает преобразовывать последовательную цифровую информацию, идущую с АЦП 3 в параллельную. После преобразования таким образом четырех четырехразрядных чисел последние одновременно записываются на шестнадцать микросхем БОП ВИ 5 с помощью сигналов записи, сформированных ФСЗ 15 по команде из PC 14. Во время преобразования последовательной информации в параллельную ФУС 8 подает на БОП ВИ 5 сигналы. необходимые для выбора адреса при записи (чтении) (RAS и СА$), а ФАСТР

16 и ФАСТЛ 17 через пультиплексор адреса

13 осуществляют последовательную коммутацию(с 1 по 8 — адрес строки, запоминаются по фронту сигнала RAS, а с 8 по 16 -адрес

1817116 столбца, запоминаются по фронту сигнала

CAS (на адресные входы. MA 13 синхронизируется с ФСЗ 15 по сигналу PC 14, По окончании полукадра (по приходу Hà PC 14 следующего кадровогог синхроимпульса) 5

РС 14 снимает сигнал с ФСЗ 15 и устройство автоматически переходит в режим контроля. Формирование адресов строк и столбцов происходит в ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17 таким образом, что учитывается размер счи- 10 тываемого изображения (для кадра 512 х

512 элементов на ФАСТР 16 подается сигнал (N полукадра) с MT 2). Управление МА

13 осуществляется по командам с ФУС 8 и

PC 14. В режиме контроля информация о 15 четырех элементах изображения параллельно считывается из БОП ВИ 5 одновременно с 16 микросхем, затем с помощью сдвигового регистра PB 6 параллельная комбинация чисел преобразуется в после- 20 довательную и подается на ЦАП 9, который преобразует двоичное число в соответствующий уровень напряжения. Выход ЦАП 9 подключен ко входу второго BY 2, где сигнал суммируется с синхроимпульсом, поступаю- 25 щим из ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17, после чего усиливается до необходимого уровня и подается на М 22. ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17 вырабатывают также запрет на преобразование ЦАП 9, При считывании информации 30 из БОП ВИ 5 в ЭВМ ВС 21 выдает сигнал, по которому PC 14 устанавливает команду на

МА 13, По этой команде МА 13 подает адрес на адресные входы БОП ВИ 5, предварительно записанный в РАСТР 19 и РАСТЛ 20, 35

Далее формируются необходимые для БОП

ВИ 5 сигналы RAS u CAS (ФУС 8) и WE (в

ФСЗ 15). Информация, считанная из БОЗ

BИ 5, через МД 7 поступает на РД 18. МД 7 выбирает одну из четырех групп микросхем 40

БОП ВИ 5 в зависимости от двух младших разрядов РАСТЛ 20. По сигналу с PC 14 данные с РД 18 поступают на БС 21. По прошествии промежутка времени, необходимого для появления сигнала на выходе 45

БОП ВИ 5, PC 14 по сигналам от ФУС 8 (RAS) и БС 21 вырабатывает сигнал СИП. По этому сигналу ЭВМ приступает к приему информации. Одновременно убирается сигнал с

МА 13, по которому к БОП ВИ 5 подключа- 50 ется РАСТР 19 и РАСТЛ 20. Устройство при этом переходит в режим контроля. РС 14 снимает сигнал СИП по окончании считывания данных в ЭBМ по окончанию сигнала

СИА. При записи данных в БОП ВИ 5 из 55

ЭBМ работа устройства аналогична считыванию за исключением того, что БС 21 не подключает выход РД 18 к шине ЭВМ. Кроме того, БС 21 выдает сигнал на ФСЗ 15, по которому на выбранную двумя младшими разрядами адреса столбцов, поступающими на ФСЗ 15 от РАСТЛ 20, группу микросхем выдается сигнал записи. Данные по БОП ВИ

5 поступают с BС 21 через РЗ 4, который считывает информацию по сигналу, приходящему от генератора 11 через MCC 12, Адрес в РАСТР 19 и РАСТЛ 20 заносится предварительно с канала ЭВМ, Таким образом, устройство позволяет считывать (в память и далее в ЭВМ) полутоновое иэображение размером 512 х 512 элементов (1 кадр) или 256 х 256 элементов (4 полукад-„ ра), записывать из ЭВМ полутоновое изображение в память и осуществлять контроль записанной в памяти информации на экране телевизора. Блок 21 связи (фиг.2) принимает от ЭВМ следующие сигналы, 13 разрядов адреса, 8 разрядов данных, сигналы синхронизации (СИА) синхросигнал активного устройства), ВВОД, ВЫВОД. BY (внешние устройства), В ЭВМ из блока 21 передается следующая информация; 4 разряда данных из БОП ВИ 5, один разряд данных из PC 14 и сигнал синхронизации пассивного устройства СИП. Данные и адрес передаются по одной шине последовательно, Двунаправленный обмен осуществляется только на пять разрядов.

Для связи с микро-3ВМ используются три приемника для старших разрядов адреса и данных ДА 04 — ДА 12 (элементы 23, 24, 27), приемо-передатчик для младших четырех разрядов адреса и данных (элемент 25) приемник для сигналов СИА, ВВОД, ВЫВОД и

BY (злемент 26). Блок 21 связи предназначен также для дешифрирования информации поступающей из ЭВМ. Рассмотрим сигналы и временные диаграммы (cM. фиг.17, 18), описывающие работу БС 21 при обмене информацией с ЭВМ. Обмен с ЭВМ состоит из двух циклов: цикл ВВОД (ввод данных в ЭВМ) и цикла ВЫВОД (ввод данных в предлагаемое устройство), Последовательность выполнения операций 4NKll3 следующая. Микро-38М передает по шине данных адреса (ДА) адрес, а также вырабатывает сигнал BY, если адрес находится в требуемом диапазоне (например, 160000—

177777). Через 150 нс после установки адреса микро-ЭВМ вырабатывает сигнал СИА, предназначенный для запоминания адреса во входной логике выбранного устройства.

Устройство дешифрирует адрес и запоминает его; Э ВМ снимает адрес с шины ДА, снимает сигнал BY и вырабатывает сигнал

ВВОД, сигнализируя о том, что оно готово принять данные от устройства и ожидает поступления сигнала СИП, Блок 21 помещает данные на линии ДА и вырабатывает сигнал СИП, сигнализирующий о том, что

1817116

30

55 данные находятся в канале микро-ЭВМ. Если сигнал СИП не вырабатывается в течение

10 мкс после выдачи сигнала ВВОД, то микро-ЭВМ переходит к обслуживанию внутреннего прерывания по ошибке обращения к каналу. Если СИП вырабатывается, то микро-ЭВМ принимает данные и снимает сигнал ВВОД. Блок 21снимэет сигнал СИП, завершая операцию передачи данных. Микро-ЭВМ снимает сигнал СИА по заднему фронту сигнала СИП, завершая тем самым канальный цикл ВВОД, В цикле ВЫВОД последовательность операций остается такой же, как в цикле ВВОД, за исключением того, что вместо команды ВВОД, подается команда вывод, причем перед началом этой операции устанавливается на входе блока

21 данные. В этом цикле источником данных является микроЭВМ, Блок 21 связи в процессе обмена выполняет функцию дешифратора адреса блока, регистра и дешифратора команд. Адрес блока и команды передаются от ЭВМ одним адресным словом. При этом разряды адреса с третьего по двенадцатый и сигнал BY служат кодом устройства, а младшие разряды адреса и сигналы ВВОД и ВЫВОД несут в себе информацию о командах. ВС 21 дешифрирует и выдает следующие команды; запись адреса столбцов (нэ РАСТЛ 20), запись адреса строк (на РАСТР 19), запись в регистр состояния (на РС 14), чтение регистра состояния (на PC 14), обращение ЭВМ (к БОП ВИ 5, на

РС 14), СИП для записи адреса (на PC 14) запись в БОЗ ВИ (на ФСЗ 15 и РЗ 4), а также команды установки старшего разряда адреса строк(2 команды на ФАСТР 19) и установки старшего разряда адреса столбца (2 команды на РАСТЛ 20), Для дешифрации и выдачи команд используется два БПП 28, 30, один регистр 29, выполненный на триггере, элемент И 31, 4 элемента И вЂ” НЕ 32, БПП 28 предназначен для дешифрации адреса блока. Если адрес, выставленный на шине ДА, совпадает с выбранным адресом данного блока, то на выходе БПП 28 появляется сигнал

"0"; По команде СИА сигнал с дешифратора адреса, а также младшие разряды адреса, запоминаются в регистре 29, где информация хранится до следующего сигнала СИА. С регистра 29 информация поступает на второй

БПП 30, куда поступают также сигналы В ВОД и ВЫВОД и сигнал с PC 14 "запись кадра". В зависимости от комбинаций этих сигналое, на выходе БПП 30 появляется соответствующая команда. Выбор команд осуществляется путем программирования БПП 30 по соответствующему адресу.

Информация, записанная в БПП 30, приведена в табл, 1.

Логические элементы И 31 и И-НЕ 32 предназначены для выдачи команд установки старшего разряда адреса строк и старшего разряда адреса столбца. Регистр 19 адреса строк и регистр 20 адреса столбцов служат для записи и хранения адреса строк и адреса столбцов, соответственно. Информационные входы регистра 33 (фиг,3) и регистра 36 (фиг,4) присоединены через ВС 21 к восьми младшим разрядам шины ДА (ДЯОΠ— 07). Информация в регистрах 33 и

36 запоминается по командам "запись адреса строк" и "запись адреса столбцов", которые поступают из БПП 30 блока связи 21 (фиг,2) на синхровход соответствующего регистра. На О-входы триггеров 34 (фиг.3) и 37 (фиг.4) поступает через ВС 21 адрес с шины

ДА (ДАО8), который передается на выход) и далее на MA 13 (по положительному перепаду импульса на тактовом входе 6. На входы

С обоих триггеров подаются инвертированные команды "запись адреса строк" (для

РАСТР 19) и "запись адреса столбцов" (для

PACTË 20), Команды установки на триггеры

34 и 37 подаются с БС 21. Генератор 11 импульсов генерирует импульсы с периодом равным 100 нс (фиг.5). Регистр 18 данных предназначен для связи БОП ВИ 5 (через МД 10) с БС 21. Данные устанавливаются на информационные входы и, при подаче на тактовый вход положительного перепада импульса с PC 14, передаются на выходы регистра 18 данных, Мультиплексор

12 телекамер (фиг,7) предназначен для ком мутации видеосигналов, сигналов тактовой частоты fT, строчных и кадровых синхроимпульсов, номера полукадра Nn (для кадров

512 х 512 элементов разложения) и управляется двумя младшими разрядами регистра состояний 14, Регистр 4 загрузки (фиг.11) предназначен для пребразования последовательной информации с

МТ2 в параллельную, а также подключения информационных входов БОП ВИ 5 к БС 21, Управление регистром 4 загрузки осуществляется путем подачи на объединенный вход V всех регистров 64-67 сигнала переключения входов иэ PC 14, на объединенный вход С1 — синхроимпульса с МСС 12, а на объединенный вход С2 — сигнала "запись в

БОП ВИ" с БПП 30 блока связи (фиг.2), При низком уровне сигнала V подключается вход последовательного переноса и по заднему фронту синхроимпульса (на входе С1) происходит последовательный перенос информации со входа на передний выход, с первого выхода на второй и т,д. При высоком уровне сигнала V подключаются четыре входа параллельного занесения и по заднему фронту сигнала "запись е БОП ВИ" происходит па1817116

1О

10

25

30 раллельное занесение информации на выход, Регистр 6 вывода (фиг.12) выполняет функцию преобразования выходной параллельной информации из БОП ВИ 5 в последовательную, необходимую для формирования видеосигнала. Для полного преобразования требуется четыре такта работы: один такт параллельное занесение, три других такта — последовательный перенос. В качестве синхроимпульсов используются импульсы с ФАСТЛ 17, Сигнал V формируется в ФУС 8, Формирователь 15 сигналов записи представляет собой БПП (фиг.8). ФСЭ 15 четырьмя выходами подключен к четырем соответствующим группам микросхем БОП

ВИ 5. В зависимости от режима работы сигналы записи подаются либо на все микросхемы БОП ВИ 5 сразу, либо на одну (заранее выбранную) группу микросхем. В первом случае происходит запись с телекамеры, во втором случае — запись информации из микроЭВМ. При записи информации из микроЭВМ соответствующие группы микросхем БОП ВИ 5 выбираются (устанавливаются) с помощью двух младших разрядов адреса столбцов, хранящихся в РАСТЛ

20. Запись в БОП ВИ 5 происходит при одновременном поступлении сигналов "обращение ЭВМ", поступающего с РС 14, и

"запись в БОП ВИ", поступающего с БС 21.

Запись кадра с телекамеры происходит при поступлении сигнала с PC 14, а также при поступлении информации с "О" и "1" разрядов ФАСТЛ 17 и сигнала с объединенного выхода блоков ФАСТР 16 и ФАСТЛ 17, Информация, записанная в БПП, приведена в табл. 2.

Формирователь 8 управляющих сигналов обеспечивает организацию рабочего цикла БОП ВИ 5, а также выдает сигнал на

МА 13, по которому регистр адреса подключается к адресным входам БОП ВИ 5, и сигнал на PB 6, разрешающий его работу. В качестве сигналов рабочего цикла БОЗ ВИ

5 формируются сигйалы RAS u CAS. Сигнал

RAS предназначен для запоминания в БОЗ

ВИ 5 первой половины адреса. Сигнал CAS служит для запоминания второй половины адреса и передачи информации из считываемой ячейки на выход. Сигнал переключения мультиплексора адреса предназначен для управления мультиплексором адреса с целью поочередного подключения к БОП

ВИ 5 первой и второй половины адреса.

Формирователь 8 управляющих сигналов работает следующим образом.

На входы элемента 72 поступают нулевой и первый разряды счетчика 98 ФАСТЛ

17 (фиг,16). Сигнал с выхода элемента 72 задерживается на элементах 74 и 78 (длительность задержки определяется параметрами элементов 74 и 78) и после инвертирования на элементе 73.1 НЕ поступает на PB 6 в качестве сигнала управления.

Первый разряд счетчика 98 ФАСТЛ 17 после инвертирования, поступает также на тактовые входы триггеров 82.1 и 82.2, информационные входы которых имеют состояние логического "О". Сигнал установки подается на триггеры 82,1 и 82.2 с элемента 73.5 НЕ, причем этот сигнал приходит на триггер 82.2 позднее, чем на триггер 82.1, на время, определяемое параметрами задерживающих элементов (77 и 81). По приходу тактового импульса с элемента 73.2, триггеры 82 вырабатывают сигналы RAS (триггер 82.1) и CAS (82,2) на своих инверсных выходах. Проинвертированный сигнал с прямого выхода триггера 81.1 проходит задержку на элементах 75 и 79 и после инвертирования поступает на МА 13 в качестве управляющего сигнала, Задержка сигналов в формирователе 8 управляющих сигналов необходимы для обеспечения нормальной работы БОП ВИ 5 при вводе-выводе информации, Диаграммы, поясняющие работу формирователя управляющих сигналов приведены на фиг.19.

Буквы на фиг.19 соответствуют буквам и точкам на фиг,13. Регистр 14 состояний, служит для хранения команды "обращение ЭВМ (к

БОП ВИ 5)" в течение одного цикла записи и выдачи при записи соответствующей команды на МА 13 и ФСЗ 15 и формирования команд: СИП, управление РЗ 4, управление

РД 18, сигнал состояния (на ДА 07). "запись кадра" (на ФАСТР 16, ФАСТЛ 17, ФСЗ 15, МСС 12, БС 21), а также хранения и выдачи данных, поступающих из микроЭВМ (по каналам ДАОΠ— ДА02) на ФАСТР 16 и ФАСТЛ

17. Роль сигнала состояния следующая. Если сигнал равен единице, то идет процесс записи кадра с телекамеры в БОП ВИ 5 (обращаться к БОП ВИ 5 в это время нельзя).

Если сигнал равен нулю, то устройство готово к работе. На входы 01-0з регистра 84 подаются данные через БС 21 из микроЭВМ (каналы ДАОΠ— ДА02), которые по сигналу с

БПП 30 (блока 21) появятся на выходах 0103 регистра 84. Сигнал с выхода 03 регистра 84 предназначен для управления мультиплексорами 90 (блок 16) и 99.1 (блок

17). Сигнал с выхода 01 регистра 84 служит для формирования (через мультиплексор

99.1 фиг.16) седьмого разряда адреса столбцов. Сигнал с выхода 02 регистра 84 предназначен для формирования старшего разряда адреса строк (через мультиплексор

90 фиг,15). Сигнал "запись кадра" формиру1817116

12 ется следующим образом, Сигналом с БПП

30 (блока 21) "запись в РС" и третий разряд данных микроЭВМ (ДАОЗ) через БС 21 (поступают на элемент 87,2 И вЂ” НЕ, выхода которого сигнал проходит на тактовый вход

СО счетчика 85 и по отрицательному перепаду этого сигнала на выходе 00 будет формироваться команда "запись кадра".

Проинвертировав сигнал "запись кадра" на элементе 88.1, получим команду управления регистром 4 загрузки, Команда "запись кадра" поступает также на один из входов элемента 87.6, на вход вход которого поступает сигнал "чтение PC" с БПП 30 (блока 21). На выходе элемента 87.6 формируется сигнал состояния (на ДА07), Сигнал сброса счетчика 85 формируется с помощью элементов 87 и второй части счетчика 85 (вход С1 и выходы Q1, Q2). На тактовый вход С1 счетчика 85 поступает сигнал с выхода элемента 87 1, на входы которого подается кадровый синхроимпульс с МТ2 и сигнал "запись кадра". Длительность команды "запись кадра" определяется сигналом сброса и для кадра размером 512 х 512 она вдвое больше, чем для кадра размером 256 х 256 элементов. На фиг.20 приведены диаграммы работы регистра состояний для кадра размером 256 х

256 элементов, а на фиг.21 — для кадра размером 512 х 512 элементов. Буквы на фиг.20 и фиг,21 соответствуют буквам (точкам) на фиг.14. Сигнал "обращение ЭВМ (к БОП ВИ

5)" поступает на О-вход триггера 86.1 от

БПП 30 (блока 21) и по положительному перепаду импульса сигнала RAS, поступающего с ФУС 8, передается на выход триггера

86,1 и на О-вход триггера 86.2, flo следующему положительному перепаду импульса сигнала RAS информация передается на выход триггера 86.2. Сигнал с прямого выхода триггера 86.2 поступает на элемент 87,7, на другой вход которого подается сигнал "обращение ЭВМ (к БОП ВИ 5)", На выходе элемента 87.7, объединенном с проинвертированным сигналом СИП с БПП 30 (блока

21), формируется сигнал СИП. Сигнал с прямого выхода триггера 86.2 используется для управления регистром 18 данных. Сигнал с инверсного выхода триггера 86.2 поступает на элемент 87.8, на второй вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера

86.". На выходе элемента 87,8 формируется команда управления мультиплексором 13 адреса и сигнал на ФСЗ 15 для формирования сигналов WE. Формирователь16адреса строк (фиг.15) служит для формирования последовательности чисел, используемых для адресации БОП ВИ 5, а также для получения сигнала "запрет" для ЦАП 9 и ФСЗ 15, синхрссигнала для ЦАП 9 для формирования (ДА02),поступающим на этот мультиплексор

90 от ЭВМ через БС 21 и РС 14. Коммутация

20 в мультиплексоре 90 осуществляется в зависимости от того, какой режим работы используется: запись кадра с телекамеры или обращение к БОП ВИ 5 от ЭВМ с целью контроля за изображением на мониторе для

25 кадра 512 х 512 элементов или 256 х 256

35

50

15 аналогового видеосигнала. По схеме первый счетчик 89.1 своим входом подключен к выходу У1 мультиплексора 90, на входы Х11 и Х12 которого подаются сигналы с МСС 12 (выход V2) и с инверсного выхода триггера

91,1, прямой выход которого служит для формирования старшего разряда адреса столбцов. Семь разрядов счетчиков 89, а также выход УЗ мультиплексора 90 (вместе с выходом триггера 91.1) служат для формирования адресов БОП ВИ 5. На выходе УЗ коммутируются, в зависимости от сигнала управления, либо старший разряд счетчика

89.2 (X31), либо первый разряд данных (X32), поступающий от ЭВМ через БС 21 и

PC 14. Сигнал управления мультиплексором

90 является вторым разрядом данных элементов. На тактовые входы триггеров

91,1 и 91,2 подаются сигналы с выхода У2 мультиплексора 90 и сигнал переноса со счетчика 89,2. Сброс триггера 91 1 осуществляется по сигналу с выхода элемента 94.2

И, а сброс триггера 91,2 осуществляется по проинвертированному сигналу с выхода УЗ

МСС 12. Сигнал установки триггера 91.1 подается с элемента 95,1, Выход триггера 91.2 используется для адресации БПП 92, Сигнал

"запрет" для ЦАП 9 и ФСЗ 15 формируется на выходе Q1 БПП 92. Синхросигнал для

ЦАП 9 формируется на выходе 02 БПП 92, Сигнал с выхода Q3 БПП 92 разрешает прохождение импульсов (которые формируются на элементе 96), обеспечивающих сброс счетчиков 89) через МСС 12 (в режиме вывода на монитор 22, Информация, записанная в БПП 92, приведена в табл, 3, Формирователь 17 адреса столбцов (фиг.16) служит для формирования последовательности чисел, используемых для адресации БОП ВИ 5, а также для получения сигнала "запрет" для ЦАП 9 и ФСЗ 15, синхросигнала для ЦАП 9. Два младших разряда счетчика 98.1 используются для управления ФУС 8 и ФСЗ 15. Два старших разряда счетчика 98,1 и четыре разряда счетчика 98,2 используются для формирования первых шести разрядов адреса столбцов. Седьмой разряд адреса столбцов формируется на выходе УЗ мультиплексора

99.1, на два выхода которого (X32 и ХЗ1) поступают нулевой разряд данных (ДАОО) 13

1817116 от ЭВМ через БС 21 и PC 14 и сигнал с Блок 5 оперативной памяти видеоинвыхода триггера 100,1. Сигнал. с выхода формации может быть выполнен на шесттриггера 100.1 проходит на выход У2 муль- надцати буферных восьмиразрядных типлексора 99.1 в случае вывода на монитор регистрах, 22 из БОП ВИ 5 информации о кадре разме- 5 В качестве монитора 22 может быть исром 256х256 элементов. Делить частоту сиг- пользован телевизор. налов, поступающих с генератора 11 (через По сравнению с известными предлагаеМСС 12), триггерами 100 при выводе на мо- мое устройство обладает следующими пренитор 22 необходимо из-за того, что генера- имуществами, тор11 вырабатываетсигналысчастотойдля 10 Во-первых, считывание кадра изобракадра размером 512 х 512 элементов вдвое жения размером 512 х 512 элементов разлобольшей, чем для кадра 256 х 256 элемен- жения обеспечивает получение большей тов. На тактовые входы триггеров 100,1 и информации об объекте. Общее количество

100,2 подаются сигналы с выходов У1 и У4, информации l, снимаемое при считывании соответственно, мультиплексора 99,1, 15 изображений, определяется следующей

Сброс триггеров 100 происходит по инвер- формулой тированному сигналу с выхода У2 MCC 12.

Сигнал с выхода триггера 100.1 поступает = И» М(1оц п + logzm2), (1) также на входы Х22 и Х41 мультиплексора

99.1. На входы Х11 и Х12 мультиплексора 20 где Мк — число считываемых кадров изобра99.1 подается сигнал переноса счетчика жений;

98.2 а на входы Х12 и Х21 подается сигнал с N — число элементов разложения изовыхода У1 мультиплексора 12 (фиг;6), Сиг- бражения; нал управления мультиплексором 99,1 явля- m> — число считываемых градаций яркоется вторым разрядом данных ДА02, 25 сти изображения; поступающим от ЭВМ через БС 21 и РС 14, пц — число считываемых цветов изобраКоммутация в мультиплексоре 99.1 осущест- жения. вляется в зависимости от того, какой режим Пусть известное устройство обладает работы используется: запись кадра с теле-, следующими характеристиками: N» = 1, Ns = камеры или контроль изображения их БОП 30 =288 х 232 = 66816, m1 = 64, пц = 1. Пусть

ВИ 5 на мониторе для кадра 512 х 512 эле- предлагаемое устройство имеет следующие ментов или 256 х 256 элементов. Для записи характеристики: N„= 1, N = 512 х 512 = кадра размером 256 х 256 элементов делить =262144, m> = 64, n2 = 2. Тогда для известчастоту сигналов, запускающих счетчик не ного устройства количество информации l = нужно, т,к. здесь используются сигналы с 35 =400896бит=50Кбайт,адля предлагаемого частотой 1т, проходящие через МТ2 и МСС l = 1572864 бит. Таким образом, предлагае12 с телекамеры. Мультиплексор 99.2 и зле- мое устройство может получать при считымент 103.1 ИЛИ {на входы подаются сигнал вании в 3,9 раза больше информации, чем

"запись кадра" с PC 14 и второй разряд . известноеустройство. данных) предназначены для обеспечения 40 Во-вторых, считывание четырех полописанного выше процесса: мультиплексор укадров изображения размером 256 х 256

99.2 в зависимости от сигнала управления с элементов позволяет: элемента 103.1 пропускает либо сигналы с а) Считывать объемные изображения. полной частотой, либо с частотой, поделен- Действительно, известное устройство поной на два. Сигналы с выхода мультиплексо- 45 зволяет считывать плоскую (двумерную) инра 99.2 служат для запуска счетчика 98,1 и формацию об объекте с координатами Х и У, управления Р8 6. Сигнал с выхода триггера так как обрабатывает один кадр изображе100,2

00,2 служит для адресации БПП 101, на ния только с одной камеры. Предлагаемое выходах которого формируются следующие устройство дает воэможность считывать 4 сигналы: на 01 — сигнал "запрет" для ЦАП 9 50 кадра изображения и, как следствие, объеми ФСЗ 15; на 02 — синхросигнал для ЦАП 9; ную (трехмерную) информацию об объекте с на 03 — сигнал,обеспечивающийсброссчет- координатами Х, У и h. А объемная инфорчиков 98(через MCC 12) в режиме вывода на мация содержит больше информации об монитор 22, Информация записанная в БПП объекте (обладает большей точностью), чем

101, приведена в таблице 4, Сброс тригге- 55 плоская, ров 100 осуществляется теми же сигналами, б) Вести многоканальный контроль за что и счетчиков 98, только инвертированны- технологическим процессом с разных точек, ми на элементе 102 Н Е. Так как известное устройство считывает только один кадр изображения, оно не моДанные представлены в табл. 4. жет быть использовано для многоглазовых

1817116 в память микроЭВМ. МикроЭВМ "Электро- 10 ника-60", используемая для сопряжения с известным и предлагаемым устройствами, 15

20 (2) Ппр = Побщ Пос 1

55 систем контроля технологических процессов с разных точек, в отличии от предлагаемого, например, в процессе сборки. в) Работать с эталонным изображением для сравнения с текущим. Известное устройство позволяет запомнить только один кадр изображения и для того, чтобы сравнивать текущее и эталонное изображение необходимо заносить эталонное иэображение имеет следующие характеристики: объем адресуемого пространства — 64 Кбайт; количество адресов, выделенных под внешнее устройство — 8 Кбайт; объем памяти (Побщ), отведенный под операционную систему и программы пользователя — 56 Кбайт, Количество памяти, отведенное под программы после загрузки информации об изображении, будет равно где Пр — количество памяти, занимаемое операционной системой.

При использовании в качестве операционной системы компилятора "00АЯС" Пос=

=16 Кбайт, тогда

Ппр = 56 — 16 — 50 = — 10 Кбайт

Отсюда видно, что эталонное изображение не может быть занесено в память микроЭВМ, т;к. не хватит объема памяти, и можно сделать вывод, что известное устройство для ввода эталонного изображения (кроме текущего в собственную память) непригодно, в то время как предлагаемое устройство позволяет вводить в собственную память как текущее, так и эталонное изображение.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства можно считывать объемные изображения, вести многоканальный контроль с разных точек, работать с эталонным изображением без занесения его в память микроЭВМ, а также получать более точное изображение объекта, Формула изобретения

Устройство для считывания и отображения видеоинформации, содержащее аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с первой группой информационных входов регистра загрузки, выходы которого подключены к информационным входам блока оперативной памяти видеоизображения, регистр вывода, регистр состояний, первый управляющий выход которого совдинен с управляющим входом регистра данных, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения многоканального считывания и отображения полутоновых изображений объектов. в устройство введены генератор импульсов, видеоусилитель, монитор, цифроаналоговый преобразователь, формирователь управляющих сигналов, формирователь сигналов записи, формирователь адреса строк, регистр адреса. строк, формирователь адреса столбцов, регистр адреса столбцов, блок связи, мультиплексор адреса, мультиплексор данных, мультиплексор сигналов синхронизации и мультиплексор сигналов телекамер, первая. — четвертая группы информационных входов которого являются одноименными группами входов устройства, первый выход мультиплексора сигналов телекамер через первый видеоусилитель соединен с информационным входом аналогоцифрового преобразователя; выход генератора импульсов подключен к первому информационному входу мультиплексора

5 сигналов синхронизации, первый выход коmporo соединен с первым управляющим входом формирователя адреса строк, информационные выходы которого подключены к первой группе информационных входов мультиплексора адреса, второй выход мультиплексора сигналов телекамер соединен с входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя и вторым информационным входом мультиплек сора сигналов синхронизации, второй выход которого подключен к первому тактовому входу регистра загрузки и первому управляющему входу формирователя адреса столбцов, первый управляющий выход которого соединен с тактовым входом регистра вывода, выходы которого подключены к информационным входам цифроаналогового преобразователя, выход которого через. второй видеоусилитель соединен с входом монитора, третий выход мультиплексора сигналов телекамер подключен к третьему информационному входу мультиплексора сигналов синхронизации, третий выход которого соединен с вторыми управляющими входами формирователя адреса строк и формирователя адреса столбцов, второй управляющий выход которого объединен с первым управляющим выходом формирователя адреса строк и подключен к входу синхронизации цифроаналогового преобразователя, третий управляющий выход формирователя адреса столбцов обьединен с вторым управляющим выходом формирователя адреса строк и соединен с управляющим входом цифроаналогового

1817116

5

15

25

45

50 устройства.

55 преобразователя и первым входом формирователя сигналов записи, выходы которого подключены к группе управляющих входов блока оперативной памяти видеоинформации, выходы которого соединены с информационными входами регистра вывода и информационными входами мультиплексора данных, выходы которого подключены к информационным входам регистра данных, выходы которого соединены с информационными входами блока связи, входы-выходы которого являются входами-выходами устройства, четвертый выход мультиплексора сигналов телекамер подключен к чет