Устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ТЕЛЕВИЗИОННОМ ИНДИКАТОРЕ, содержащее последовательно соединенные селектор импульсов , генератор элементов разложения , счетчик элементов разложения символа, счетчик символов в строке, счетчик телевизионных строк и счетчик строк символов, последовательно соединенные блок ввода данных, коммутатор записи, блок памяти, генератор символов, формирователь видеосигнала , сумматор, соединенный с телевизионным индикатором, другие . выходы счетчиков элементов разложения символа и телевизионных строк н селектора импульсов соединены соответственно с другими входами формирователя видеосигнала, генератора символов и сумматора, о т л и ч а ю щ е е. с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены счетчик кадров, дешифратор , коммутатор адреса, блок постоянной памяти кодов символов, блок оперативной памяти кодов символов , блок оперативной памяти теку .. jVf П т-:. щих чисел совпадений, блок оперативной памяти максимальных чисел совпадений и последовательно соединенные пороговый элемент, первый элемент., сравнения, счетчик совпадающих элементов и второй элемент сравнения, выход которого соединен с одним из управляющих входов блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений и управляюпщм входом блока оперативной памяти кодов символов, информационньй вход которого соединен с выходом блока постоянной памяти кодов символов и вторым входом коммутатора записи, третий вход которого соединен с выходом блока оперативной памяти кодов символов, а четО ) вертый вход - с первым выходом дешифратора , второй, третий, четвертый и пятьй выходы которого соединены соответственно с другим управляющим входом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, одним из управляющих входов блока оперативной памяти текущих чисел совпадений , управляющим входом блока памяти и управляющим входом коммутатора адреса, выход которого соеди нен с адресным входом блока памяти, 00 - а первый адресный вход - с вторым ел выходом блока ввода данных, третий выход которого соединен с одним из входов селектора импульсов, другой вход которого соединен с входом порогового элемента и является входом устройства, четвертый выход блока ввода данных соединен с одним из входов дешифратора, другой вход которого соединен с входом блока постоянной памяти кодов символов и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) С 09 G 1 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьфф д, e> :

ГОСф АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3603352/24-24 (22) 07.06.83 (46) 15.06.85. Бюл. М 22 (72) В.А.Вишняков, 10.П.1цевелев, В.Н.Кузнецов и В.Н.Кирсанов (71) Андроповский авиационный технологический институт (53) 681.327.11 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

0 622130, кл. G 09 С 1/16, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР

У 959143, кл. G 09 G 1/16, 1982 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ТЕЛЕВИЗИОННОМ ИНДИКАТОРЕ, содержащее последовательно соединенные селектор импульсов, генератор элементов разложения, счетчик элементов разложения символа, счетчик символов в строке, счетчик телевизионных строк и счетчик строк символов, последовательно соединенные блок ввода данных, коммутатор записи, блок памяти, генератор символов, формирователь видеосигнала, сумматор, соединенный с телевизионным индикатором, другие. выходы счетчиков элементов разложения символа и телевизионных строк и селектора импульсов соединены соответственно с другими входами

Формирователя видеосигнала, генератора символов и сумматора, о т л ич а ю щ е е,с я: тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены счетчик кадров, дешифратор, коммутатор адреса, блок постоянной памяти кодов символов, блок оперативной памяти кодов символов, блок оперативной памяти текущих чисел совпадений, блок оперативной памяти максимальных чисел совпа-. дений и последовательно соединенные пороговый элемент, первый элемент. сравнения, счетчик совпадающих элементов и второй элемент сравнения, выход которого соединен с одним из управляющих входов блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений и управляющим входом блока оперативной памяти кодов символов, информационный вход которого соединен с выходом блока постоянной памяти кодов символов и вторым входом. коммутатора записи, третий вход которого соединен с выходом блока оперативной памяти кодов символов, а четвертый вход — с первым выходом дешифратора, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с другим управляющим входом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, одним из управляющих входов блока оперативной памяти текущих чисел совпадений, управляющим входом блока памяти и управляющим входом коммутатора адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, . с а первый адресный вход — с вторым выходом блока ввода данных, третий выход которого соединен с одним иэ входов селектора импульсов, другой вход которого соединен с входом порогового элемента и является входом устройства, четвертый выход блока ввода данных соединен с одним иэ входов дешифратора, другой вход которого соединен с входом блока постоянной памяти кодов символов и t 16, 1985 ла и управляющим входом второго элемента сравнения, информационные входы которого соединены с информационным входом и выходом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, выход формирователя видеосигнала и информационный вход-выход блока оперативной памяти текущих чисел совпадений соединены соответственно с другим входом первого элемента сравнения и входом — выходом счетчика . совпадающих элементов.

35 выходом счетчика кадров, вход которого соединен с выходом счетчика строк символов. другие выходы счетчиков символов в строке и счетчика строк символов соединены с соответствующими адресными входами коммутатора адреса, блок сперативной памяти кодов символов, блок оперативной памяти максимальных чисел совпадений и блока оперативной памяти текущих чисел совпадений, другой управляю- щий вход которого соединен с выходом счетчика элементов разложения симвоИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в телевизионных дисплеях формирования и отображения информации.

Известно устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе, содержащее счетчики разложения символа по элементам и строкам и последовательно соединенные блок ввода данных, блок памяти, генератор символов, Формирователь видеосигналов и телевизионный индикатор. Формирование символа в этом устройстве производится с помощью генератора символов, хранящего очертание знаков используемого алфавита. Набор. знаков алфавита в виде отрезков линий позволяет построить любое сложное графическое изображение (1) .

Одйако запись графического изображения в устройство производится оператором вручную с помощью блока ввода данных и занимает много времени.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе, содержащее последовательно соединенные блок ввода данных, коммутатор записи, блок памяти, генератор символов, формирователь видеосигнала, сумматор, телевизионный индикатор, последовательно соединенные селектор импульсов, генератор, элементов разложения и счетчики, связанные с блоком памяти, генератором символов и Формировате.лем видеосигнала, а также последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь и регчстры адреса, выходы которых подключены к блоку памяти (2).

Недостатком известного устройства является невозможность автоматичес-.

1р кой записи и воспроизведения произвольного сложения графического иэображения (мнемосхем, графиков, контуров и т.п). Процесс записи таких изображений осуществляется операто- ром вручную, требует тщательного анализа информации, предварительной подготовки к записи, заключающегося в разбиении изображения на знакоместа и кодировании каждого символа

2О соответствующего знакоместа, и занимает очень много времени. Практичес;.кое использование известного устройства при этом существенно ограничивается. д5 Цель изобретения — повьппение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе, содержащее последовательно соединенные селектор импульсов, генератор элементов разложения, счетчик элементов разложения символа, счетчик символов в строке, счетчик телевизионных строк и счетчик строк символов, последовательно соединенные блок ввода данных, ком1161985 мутатор записи, блок памяти, генератор символов, формирователь видеосигнала, сумматор, соединенный с телевизионным индикатором, другие выходы счетчиков элементов разложения символа и телевизионных строк и селектора импульсов соединены соответственно с другими входами формирователя видеосигнала, генератора символов и сумматора, содержит счетчик 10 кадров, дешифратор, коммутатор адреса, блок постоянной памяти кодов символов, блок оперативной памяти кодов символов, блок оперативной памяти текущих чисел совпадений, блок опе- 15 ративной памяти максимальных чисел совпадений и последовательно соединенные пороговый элемент, первый элемент сравнения, счетчик совпадающих элементов и второй элемент. срав- 2О нения, выход которого соединен с одним из управляющих входов блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений и управляющим входом блока оперативной памяти кодов сим- 25 волов, информационный вход которого соединен с выходом блока постоянной памяти кодов символов и вторым входом коммутатора записи, третий вход которого соединен с выходом блока 30 оперативной памяти символов, а четвертый вход — с первым выходом дешифратора, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с другим управляющим входом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, одним из управляющих входов блока оперативной памяти текущих чисел совпадений, управляющим входом блока памя- 4О. ти и управляющим входом коммутатора адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, а первый адресный вход соединен с вторым входом блока ввода данных, третий выход ко-45 торого соединен с одним из входов селектора импульсов, другой вход которого соединен с входом порогового элемента и является входом устЭ ройства, четвертый выход блока ввода 5О данных соединен с одним из входов дешифратора, другой вход которого соединен с входом блока постоянной памяти кодов символов и выходом счетчика кадров, вход которого соединен 55 с выходом счетчика строк символов, другие выходы счетчика символов в строке и с етчика строк символов соединены с соответствующими адресныьж входами коммутатора адреса, блока оперативной памяти кодов символов, блока оперативной памяти максимальных чисел с впадений и блока оперативной памяти текущих чисел совпадений, другой управляющий вход которо- го соединен с выходом счетчика элементов разложения символа и управляющим входом второго элемента сравнения, информационные входы которого соединены с информационным входом и вью:одом блока оперативной памяти максимальных чисел совпадений, выход формирователя видеосигнала и информационный вход †вых блока оперативной памяти текущих чисел совпадений соединены соответственно с другим входом первого элемента сравнения и входом-выходом счетчика совпадающих элементов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для отображения графической информации на телевизионном индикаторе.

Схема содержит селектор 1 импульсов, генератор 2 элементов разложения, счетчик 3 элементов разложения символа, счетчик 4 символа в строке, счетчик 5 телевизионных строк, счетчик 6 строк символов, счетчик 7 кадров, блок 8 ввода данных, коммутатор 9 записи, блок 10 памяти, генератор 11 символов, формирователь 12 видеосигнала, сумматор 13, телевизионный индикатор 14, дешифратор 15, коммутатор 16 адреса, блок 17 постоянной памяти кодов символов„ блок 18 оперативной памяти кодов символов, блок 19 оперативной памяти текущих чисел совпадений, блок 20 оперативной памяти максимальных чисел совпадений, пороговый элемент 21, элемент 22 сравнения, счетчик 23 совпадающих элементов и элемент 24 сравнения.

Устройство для отображения графической информации на телевизионном индикаторе работает следующим образом.

В режиме записи з блок Ю памяти вводится графическая информация вручную или автоматически. Задание режима ручной записи информации производится дерективно с клавиатуры

О блока 8 ввода данньж. Состояние ручной записи изображений регистрируется дешифратором 15 состояний, 1161985

5Ф

Запись кода эталонного. символа . производится следующим образом. ,Дешифратор 15 состояний подает управляющие сигналы на коммутатор 9 записи, который подключает информационную шину блока 10 памяти к информационному выходу блока 17 памяти и на коммутатор 16 адреса; подключающий выхосвязанным с блоком 8 ввода данных, который подает управляющие сигналы на коммутатор 9 записи, коммутатор

16 адреса и блок 10 памяти. Коммутатор 9 записи подключает шину данных блока 8 ввода данных к информационному входу блока 10 памяти, а коммутатор 16 адреса подключает адресную шину блока 8 ввода данных к адресному входу блока 10 памяти. В момент ввода символа, выбранного с клавиатуры блока 8 ввода данных с дешифратора 15 на управляющий вход блока

10 памяти, подается сигнал записи информации и цифровая информация о коде графического символа с информационной шины блока 10 памяти записывается в его ячейку по адресу, определяемому адресным кодом на адресной шине. Режим ручной записи может быть использован самостоятельно или для корректировки графического изображения, введенного автоматически.

Режим автоматической записи задаетса директивно с клавиатуры блока

8 ввода данных и переводит все устройство воспроизведения графической информации в режим записи, Состояние автоматической записи изображения регистрируется дешифратором 15, который вырабатывает временные управляющие сигналы, синхронизирующие работу блоков устройства. Для этого на вход дешифратора 15 подается информация состояния с выхода счетчика

7 кадров, определяющая код номера телевизионного кадра с момента включения режима автоматической записи.

Работа в автоматическом режиме записи многократно повторяется с периодом, равным трем телевизионным кадрам. Причем во время первого телевизионного кадра производится запись кода эталонного графического символа в ячейки блока 10 памяти, а во втором и третьем кадрах - сравнение участков вводимого изображения с изображением эталона, формируемого блоками 10-12, и определение их схожести.

26

30 ды.счетчика 4 символов в строке и счетчика 6 строк символов к адресному входу блока 10 памяти. Состояние кода счетчика 4 символов в строке определяет адрес столбца, а состояние кода счетчика 6 строк символов адрес строки, в которых расположена ячейка блока 10 памяти. Адреса ячеек блока 10 памяти условно соответствуют положению элемента изображения на телевизионном экране. Непосредственная запись кода эталонного графического символа осуществляется по сигналу, поданному на .управляющий вход блока 10 памяти с дешифратора

15. В течение одного телевизионного кадра во все ячейки памяти будет записан код одного и того же графического символа, номер которого задается состоянием счетчика телевизионных кадров, подключенного к входу блока 17 памяти. Одновременно с вводом эталонного изображения в блок 10 памяти в данном телевизионном кадре происходит обнуление ячеек блока 19 памяти текущих чисел совпадений. Для этого его управляющий вход подает сигнал с дешифратора 15, а на адресные входы — сигналы со счетчика и символов в строке и счетчика 6 строк символов, определяющие последовательные адреса обнуляемых ячеек.

Сравнение участков вводимого в устройство изображения с элементарным эталонным изображением производится следующим образом. Телевизионный видеосигнал изображения подается на пороговый элемент 21, вырабатывающий нормированные сигналы, соответствующие логическому нулю (нет эле-. мента изображения) и логической единице (есть двухградационный элемент изображения). Сигнал с выхода порогового элемента 21 подается на вход элемента 22 сравнения, на второй вход которого подается сравниваемый сигнал, вырабатываемый формирователем !2 видеосигнала. Формирование эталонного сигнала происходит в ре- . жиме считывания информации из блока

10 памяти под управлением счетчика

3 элементов разложения символа, счетчик 4 символа в строке, счетчика 5 телевизионных строк, счетчика

6 строк символов, включенных последовательно, а также селектор 1 импульса. Синхронизирующие импульсы

1161985 с выхода селектора 1 импульсов поступают на генератор 2 элементов разложения, запуская его во время прямого хода строчной и кадровой разверток. Тем самым осуществляется жесткая привязка элементов изображения к началу телевизионного кадра и строки. Генератор 2 элементов разложения вырабатывает импульсы с частотой следования элементов разложения телевизионного сигнала. Эти импульсы подаются на вход последовательно связанных счетчиков 3-?, работающих в счетном режиме. Текущие значения цифровых кодов с выхода счетчиков 4 символов в строке и счет чика 6 строк символов подаются через коммутатор 16 адреса на адресный вход блока 10 памяти. Коды определяют текущий адрес ячейки памяти, из которой происходит считывание информации в данный момент времени.

Разрешение на считывание информации из блока 10 памяти производится по управляющему сигналу с дешифратора

15. Информация из ячейки памяти блока 10 памяти переписывается в генератор.11 символов. Генератор 11 символов производит "разложение" цифрового кода графического символа по телевизионным строкам (генерацию символов) с помощью сигнала, подаваемого íà его второй вход с счетчика

5 телевизионных строк. Параллельный цифровой код с выхода генератора 11 символов подается на формирователь

12 видеосигнала, где с использованием сигналов, приходящих с выхода счетчика 3 элементов разложения символа, происходит последовательная, временная развертка кода.Сформиро-. ванный бинарный видеосигнал эталонного изображения подается на вход элемента 22 сравнения.

Элемент 22 сравнения сравнивает

;элементы вводимого и эталонного изображений, выполняя логическую операцию суммирования по модулю 2, т,е. если текущие элементы изображения данного знакоместа одинаковы (оба элемента одновременно принимают значения логического "0" или логической "1"), то элемент 22 вырабатывает импульс с привязкой к сигналу, подаваемому на элемент 22 с генератера 2 элементов разложения. Импульсы элемента 22 сравнения поступают в счетчик 23 совпадающих элементов, S го производящий подсчет количества совпадающих элементов вводимого изображения и эталонного изображения в -текущем знакоместе, Процесс сравнения . эталонного символа и анализируемого изображения происходит последовательно строка за строкой в соответствии с телевизионным форматом. За время прямого хода развертки телевизионной строки производится последовательный анализ всех знакомест изображения (нечетных во время действия одного кадра изображения и четных во время следующего за ним кадра

15. изображения), расположенных вдоль данной строки. Поскольку знакоместо изображения занимает несколько телевизионных строк, то информация из счетчика совпадающих элементов долж20 на быть запомнена по окончанию текущего знакоместа и восстановлена с началом знакоместа на следующей строке. Операцию хранения текущих чисел совпадающих элементов выполняет блок

2S 19 оперативной памяти текущих чисел совпадений. Для данного момента окончания текущего знакоместа в строке в блоке 19 производится запись информации из счетчика 23 по управляю3О щему сигналу с выхода счетчика 3 элементов разложения символа в ячейку памяти, адрес которой определяется кодами, поданными на адресный вход блока t9 с счетчика 4 символов в строке и счетчике б строк символов.

В счетчик же 23 переписывается информация из сгедующей по порядку строки ячейки блока 19, определяющая число совпадающих элементов сле-, дующего знакоместа эталонного и вводимого изображения к моменту формирования текущей телевизионной строки.

Информационный объем блока 19 по количеству ячеек памяти равен информационному объему блока 10 памяти. Пе- . ресылка информации из счетчика 23 в блок 19 и обратно из блока 19 в счетчик 23 связана с потерей времени при счете чисел совпадающих элементов.

Поэтому анализ знакомест изображения производится через одно знакоместо и занимает один кадр для нечетных знакомест и один кадр для четных знакомест. B момент окончания формирования текущего знакоместа сумма накопленных в счетчике 23 совпадающих элементов соответствует количеству общих совпадающих элементов записываемого и эталонных изображе1161985

10 ний и пропорциональна их корреля" ции. Эта сумма сравнивается с максимальным числом совпадающих элементов данного знакоместа, определенных в предыдущих периодах (кадрах) анализа изображения на основе сличения иных эталонов с участками изображения. Такая информация хранится в блоке 20 памяти максимальных чисел совпадения и выводится из ячейки памяти, адрес которой задается кодами счетчика 4 символов в строке и счетчике 6 строк символов. Число ячеек памяти блока 20 равно числу ячеек памяти блока 10 памяти. Сравнение чисел осуществляет элемент 24 сравнвния в момент окончания формирования знакоместа в последней строке знакоместа по сигналу, поданному на вход элемента 24 сравнения с счетчика 3 элементов разложения символа. Если после сравнения чисел окажется, что сумма, накоплненная в счетчике 23, больше числа, выведенного из блока

20, то в его текущей ячейке происходит смена информации. В данную ячейку по управляющему сигналу элемента 24 сравнения вводится новое число из счетчика 23 совпадающих эле.ментов. Одновременно записывающий сигнал с элемента 24 сравнения подается в бчок 18 памяти и код текущего символа графического изображения переписывается в ячейку памяти, адрес которой определяется кодом счетчика 4 символа в строке и счетчиком 6 строк символов. Блок 12 кодов символов хранит информацию о коде символа (эталона), максимально коррелированного (имеющего больmee число совпадающих элементов) с текущим участком вводимого изображения. Само же число совпадающих элементов хранится в блоке 20 памяти максимальных чисел совпадений.

Период записи изображен.:.-., в течение которого во время первого телевизионного.кадра производится ввод кода одного символа из блока 17 в блок 10 памяти, а затем во время второго и третьего кадра. происходит анализ знакомест эталонного и записываемого изображений на схожесть, повторяется многократно. Число таких периодов определяется общим количеством символов алфавита графических элементов, которое также Определяет объем блока 17. В каждом

ЗО

4S

5о

55 периоде определяются знакоместа изображения, более коррелированны с текущим эталонным символом, и код этого символа записывается в блок 18.

Таким образом, после анализа схожести изображения со всеми эталонными символами в блоке 18 будет храниться введенная информация об изображении. Окончание работы устройства по автоматической записи изображения происходит по команде дешифратора 15 состояний. При этом по сигналам дешифратора 15 состояний коммутатор 9 записи подключает выход блока 18 к информационному входу блока 10 памяти и по управляющему сигналу дешифратора 15 в течение одного телевизионного кадра информация из блока 18 последовательно переписывается в ячейки памяти блока 10 памяти, адрес которых задается адресными кодами счетчика 4 символов в строке и счетчика 6 строк символов. После ввода изображения дешифратор 15 состояний переводит все устройство в режим считывания информации.

В режиме считывания информации производится вывод информации из блока 10 памяти через генератор 11 символов, формирователь 12 видео †. сигнала и сумматор 13 на отображение в телевизионный индикатор 14. Работа устройства в этом режиме происходит под управлением селектора 1 импульсов, генератора 2 элементов разложения и счетчиков 3-6 разложения. Формирование видеосигнала в режим считывания на выходе формирователя 12 видеосигнала ничем не отличается от формирования видеосигнала эталонного иэображения в режиме автоматической записи изображения и описано вышее.

Видеосигнал изображения подается на сумматор 13, на второй вход которого подаются синхронизирующие импульсы с селектора 1 импульсов. На выходе сумматора 13 образуется полный телевизионный видеосигнал изображения, которое воспроизводится на телевизионном индикаторе 14.

Использование предложенного устройства воспроизведения графической информации по сравнению с известными позволяет значительно повысить скорость записи и воспроизведения любых сложных графических изображений.

Время автоматической записи изображения в устройство составляет

1161985

12 вита.

Составитель .М.Немировская

Редактор И.Ковальчук Техред Л.Микеш

Корректор А.Тяско

Заказ 3973/53 Тираж 452

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

Ъ/ и с, где n — общее количество символов графического алфавита, и для tl = 128 составляет всего 7, 7 с .

Предложенное устройство обладает,высокой помехоустойчивостью, поскольку процесс анализа вводимых изображений основан на определении корреляции участков изображения с эталонными символами, т . е . ос нова н на использ овании интегральных оценок. Кроме того, достоинством устройства является высокая точность воспроизведения

5 изображения, которая растет с увеличенчем количества знакомест изображения и символов графического алфа