Устройство для ввода видеосигнала в память эвм

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для ввода видеосигнала от телевизионной камеры в память ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности ввода. Устройство содержит два компаратора, селектор синхросмеси, амплитудный квантователь, генератор, блок синхронизации ввода кадра, блок синхронизации ввода строки, блок связи с ЭВМ, два счетчика, дешифратор, формирователь слов, одновибратор, буферный регистр. За счет аппаратурной реализации операций сбора и упаковки отсчетов видеосигнала достигается высокая производительность устройства. 2 з.п. ф-лы, 10 илл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

< 1! 4 С Об К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4415275/24-24 (22) 25.04.88 (46) 07 ° 11.89. Бюл. !1 41 (72) А.Д. Чернявский и В.С. Дубровин (53) 772.99(088.8) (56) Сасов А.10. Микротомография и цифровая обработка изображений на микроЭВМ "Искра 226", — Микропроцессорные средства и системы, 1986, У 1, с. 53-58.

Головцев А.Л. Ввод телевизионных изображений н ЭВМ СМ-4. — Приборы и системы управления, 1985, !ь 5, с. 10-12, (54) УСТРОЙСТВО ДГИ ВВОДА ВИДЕОСИГНАЛА В ПАМЯТЬ ЭВМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для анода стандартного нидеосигнала, формируемого телевизионной камерой, н электронную вычислительную маиину (ЭВМ) типа СМ ЭВМ.

Цель изобретения — понижение быстродействия и точности работы устройства.

На фиг.! представлена блок-схема устройства ввода стандартного телевизионного сигнала s память ЭВМ; на фиг.2 — функциональная схема селектора синхросмеси; иа фиг.3 — принципиальная схема генератора; на фиг.4— функциональная схема блока синхронизации авода кадра; на фиг, 5 — функциональная схема блока синхронизации ввода строки; на фиг. 6 — функциональнай схема блока связи с ЭВМ; на

ÄÄSUÄÄ 35205 2 А1

2 (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для ввода видеосигнала от телевизионной камеры в память ЭВМ, Цель изобретения — повьппение быстродействия и точности ввода. Устройст" во содержит два компаратора, селектор синхросмеси, амплитудный квантователь, генератор, блок синхронизации ввода кадра, блок синхронизации ввода строки, блок связи с ЭВМ, дна счетчика, дешифратор, формирователь слов, одновибратор, буферный регистр, 3а счет аппаратурной реализации операций сбора и упаконки отсчетов видеосигнала достигается высокая производительность устройства. з.п. ф-лы, 9 ил. фиг. 7 — временная диаграмма работы селектора синхросмеси; на фиг. 8временная диаграмма формирования сигналов синхронизации активных . строк; на фиг. 9 — временная диаграмма формирования слова в буферном регистре.

Устройство (фиг.1) ввода стандартного телевизионного сигнала в память

КЭВМ (микроЭВМ ) содержит два компаратора 1 и 2, входы которых объединены и являются входами данных устройства, Выход первого компаратора соединен с входом селектора 3 синхросмеси, Выход второго компаратора соединен с входом амплитудного квантонателя 4. Первый выход селектора 3 синхросмеси соединен с входом генератора 5, информационным входом блока 6 синхронизации нвода кадра, 1520562 блока 7 синхронизации ввода строки, первым входом элемента ИЛИ 8 и инфор-мационным входом 2 блока 9 связи с

ЗВК, Второй выход селектора 3 синхро" смеси соединен с первым установочным входом 2 блока б синхронизации ввода кадра, Выход генератора 5 соединен с тактирующим входом 3 блока 6 синхронизации ввода кадра. Второй устано- 1 вочный вход 4 блока 6 синхронизации ввода кадра является первым управляющим входом устройства. Выход блока 6 синхронизации ввода кадра соединен со счетным входом 2 блока 7 синхрониза- 15 .ции ввода строки и с первым тактирующим входом 2 блока-9 связи с ЭВИ, Второй тактирующий вход 3 блока 9 связи с ЭВИ является вторым управляюеим входом устройства, Выходы блока 9 2п связи с ЭВМ являются управляющими выходами устройства.

Второй вход элемента ИЛИ 8 сойдинен с выходом одновибратора 10, вход которого соединен с выходом второго 25 счетчика 11. Выход элемента ИЛИ 8 соединен с установочным входом 3 бло I са 7 синхронизации ввода строки, с вторым входом второго счетчика 11, с входом установки в "О".формировате- 3О ля 12 слоев, вторым входом первого счетчика 13 и с входом элемента НЕ 14.

Выход блока 7,синхронизации ввода строки соединен с первым входом эле" мента И 15 и с первым входом первого счетчика 13. Выходы счетчика 13 соединены с входами дешифратора 16„ Вход синхронизации дешишратора 16 соединен с выходом элемента . И 15, Второй вход элемента И 15 соединен с выходом «О элемента HE 14. Шестнадцать выходов дешифратора 16 соединены с соответствующими входами формирователя 12 слоев, кроме тога, шестнадцатый вы" ход двшифратора 1б соединен с третьим «5 тактирующим входом 4 блока 9 связи " с ЭВМ и первым входом второго счетчика 11. Информационный вход формирователя 12 слов соединен с выходом амплитудного квантователя 4. Выхадг формирователя 12 слов соединены с соответствующими входами буферного регистра 17, вход синхронизации которого соединен с 5-м выходом блока связи с ЭВИ. Выходы буферного регист55 ра 17 являются выходами данных устройства.

Первый компаратор 1 выполнен rio известнойй схеме амплитудного селектора.

Второй компаратор 2 выполнен по известной схеме эмиттерного повторителя. его режим выбран так, что уровень синхронизирующих импульсов полного телевизионного сигнала выходит за пределы линейного участка рабочей характеристики.

Селектор 3 синхросмвси 1.фиг.2 ) построен по известным принципам и содержит первый одновибратор 18, вход которого соединен с первым входом первого элемента И 19, первым входом второго элемента И 2О и является вхо-, дом селектора синхросмеси, Выход пврвого одновибратора 18 соединен с инверсным входом второго одновибратора 21. Выход второго одновибратора

21 соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого является входом третьего одновибратора 22, Прямой выход третьего одновибратора

22 является вторым выходом селектора синхросмеси. Инверсный выход третьвго одновибратора 22 является вторым входом второго элемента И 20, выход которого является первым выходом селектора синхросмеси.

Амплитудный квантоватвль 4 содержит видеоусилитель, выполненный по известной схеме, вход которого является входом амплитудного квантоватвля 4. Выход видеоусилителя соединен с триггером Шмидта„ выход которого является выходом амплитудного квантоватепя 4.

Генератор (фигЗ) выпсщнен с использованием известных элементов: резисторов К 1, И 2, емкостей С 1, С 2, кварца K. На один из входов элемента, .21 совпадения подается сигнал, разрещающнй генерацию. Этот вход является входом генератора 5. Яа фиг.-З приведенй наминаль1 элементов Р, C и К, Блок 6 синхронизации ввода кадра (фиг.4) содержит счетчик 23, счетный вход которого является информацион" ным входом блока синхронизации ввода кадра, а вход. "Сброса" является пврвым установочным входом блока 6 синх" ронизации ввода кадра и соединен с первым входом первого элемента И 24.

Второй вход первого элемента И 24 является вторым установочным входом блока 6 синхронизации ввода кадра и также соединен с инверсным К-входом первого RS-триггера 25, Выход счетчика 23 соединен с R-входом второго

RS-триггера 26, a S-входы обоих триг5 15205 геров объединены и соединены с выходом первого элемента И 24, Выход первого RS-триггера 25 и инверсный выход второго RS-триггера 26 являются пер5 вым и вторым входами второго элемента

И 27, третий вход которого является тактирующим входом блока 6 синхронизации ввода кадра, а выход является выходом блока 6 синхронизации ввода кадра, Блок 7 синхронизации ввода строки (фиг.5) содержит счетчик 28, счетный вход которого является счетным входом блока 7 синхронизации ввода стра- 15 ки и соединен с первым входом элемента И 29, а вход "Сброса" является установочным входом блока синхронизации ввода строки. Выход счетчика 28 соединен с R-входом RS-триггера 30, 20

S-вход которого является информационным входом блока синхронизации ввода строки, а инверсный выход соединен с вторым входом элемента И ?9.

Выход элемента И 29 является выходом блока 7 синхронизации ввода строки.

Блок 9 связи с микроЭВМ (фиг. 6) содержит элемент НЕ 31, вход которого является информационным входом блока связи с ЭВМ, а инверсный выход соеди- 30 нен с инверсным R-входом D-триггера 32. С-вход D-триггера 32 является первым тактирующим входом блока 9 связи с ЭВМ, а.инверсный выход являет-я первым выходом блока 9 связи 35 с ХЭВМ и соединен с инверсным входом одновибратора 33. Выход одновибратора 33 соединен с первым входом элемента ИЛИ 34, с С-входом D-триггера

35 и является третьим выходом блока 40

9 связи с ЭВМ. Выход D-триггера 35 является вторым выходом блока 9 связи с ЭВМ. Инверсный выход одновибратора 36 соединен с входом одновибратора 37, выход которого является пятым выходом блока 9 и соединен с входом одновибратора 38, инверсный выход которого соединен с инверсным

R-входом D-триггера 35 и через элемент НЕ 39 — с вторым входом элемен- - 50 та ИЛИ 34. Инверсный выход элемента

ИЛИ 34 является инверсным R-входом

D-триггера 40, С-вход которого является вторым тактирующим входом блока 9, а выход является четвертым выходом блока 9 связи с микроЭВМ. Вход одновибратора 36 является третьим тактирующим входом блока 9. D-входы

D-триггеров 32, 35 и 40 объединены

62 и на них подается высокий уровень напряжения (логическая единица), Одновибратор 10, а также одновибраторы 18 21, 22, 33, 37 и 38 выполнены по стандартной схема.

Второй счетчик 11, а также счетчики 23 и 28 представляют из себя последовательное соединение двух двоичных счетчиков, Вход 2 второго счетчика 11 и входы сброса счетчиков 23 н 28 являются входом Установка 0" двоичных счетчиков. Выходом счетчиков 11, 23 и 28 является один иэ выходов двоичных счетчиков, соответствующий заданному коэффициенту счета. Для второго счетчика 11 выход соответствует пятому разряду счетчика (коэффициент счета 16), для 23 — седьмому разряду (коэффициент счета 64), для 28 — шестому разряду (коэффициент -чета 32).

Формирователь !2 слов содержит шестнадцать D-триггеров, С-входы которых являются входами формирователя слов, 0-входы объединены и являются информационным входом формирователя слов, инверсные К-входы установки в "О" объединены и являются выходом инвертора, Вход ннвертора является входом установки в "0 формирователя слов, Выходы D-триггеров являются соответствующими выходами формн1 рователя 12 слов.

Первый счетчик 13 выполнен по стандартной схеме. Вход 1 первого счетчика 13 является счетным входом элемента, а вход 2 первого счетчика является входом "Установка 0 . Четьгре выхода первого счетчика 13 соединены с входами соответствующих разрядов дешифратора.16. ,Дешифратор 16 выполнен по стандартной схеме. Четыре входа являются входами дешифратора 16, инверсные входы для стробирования А 1 и А 2 объединены и являются выходом инвертора, вход которого является входом синхронизации дешифратора 16. Шестнадцать инверсных выходов дешифратора 16 являются его выходами.

Буферный регистр 17 выполнен по стандартной схеме и содержит шестнадцать D-триггеров, D-входы которых являются соответствующими входами данных буферного регистра, а С-входы объединены и являются входом синхронизации буферного регистра. Выходы

1520562 д-триггеров являются соответствующими выходами буферного регистра, Устройство в соответствии с временными диаграммами (фиг. 7 и 8) работает следующим образом.

Аналогично известному устройству полный телевизионный сигнал положительной полярности поступает на входы первого и второго компараторов

1 и 2, которые выделяют синхрасмесь и видеосигнал. Видеосигнал поступает на амплитудный квантователь 4, в котором происходит его квантование на два уровня, Синхросмесь поступает на селектор 3 синхрасмеси, где из нее выделяются кадровые и строчные синхроимпульсы. Работа селектора синхросмеси отображается временными. диаграммами (фиго7 )ь Cтрачными синхраимпульса» 20 ми производится синхронизация работы генератора 5, чем обеспечивается постоянства на время ввода сигнала начальной Фазы опорных колебаний относительно заднего фронта строчного 25 синхроимпульса. Блок 6 синхронизации ввода кадра после прихода сигнала готовности начала обмена из микроЭВМ подготавливает устройство к работе и обеспечивает пропуск строк, нЕ несу- 30 щих информации об изображении. После прихода кадрового синхроимпульса, следующего эа сигналом готовности на" чала обмена иэ микроЗВМ, который поступает на первый управляющий вход устройства, в блоке 6 включается czeма задержки, выполненная на счетчике

23 и двух RS-триггерах 25 и 26, запрещающая прохождение сигнала опорной частоты ат генератора 5 на число 0 строк от конца кадрового синхроим-. пульса; не несущих информации, как показано на Фиг, 8. Сигнал опорной частоты, прошедший через блок 6 синхронизации ввода кадра, поступает на вход блока 7 синхронизации ввода строки, который запрещает прохождение сигнала опорной частоты в момент окончания строчного синхроимпульса и да появления сигнала иэображения, .50 как показано на Фиг.9. С выхода блока 7 сигнал опорной частоты поступает на счетчик 13, в котором преобразуется в параллельный код, управляющий дешифраторам 16, Шестнадцать выходов дешифратара управляют формирователем 12 слов, в котором из последовательного бинарного сигнала, поступающего с выхода амплитудного квантователя 4, Формируется шестнадцатиразрядное машинное слово, передаваемое в буферный регистр 17 для последующей записи через выходы данных устройства в канал микроЭВМ, С шестнадцатого выхода дешифратора 16 сигнал поступает на первый вход счетчика 11, где производится подсчет импульсов в соответствии с выбранньщ числом разложения строки на слова, по достижении которого через одновибратор 10 выдается сигнал установки в "0", поступающий через схему

ИЛИ 8 на третий вход блока синхронизации ввода строки, на второй вход счетчика 13, на вход установки в

"0" Формирователя 12 слов и на второй вход счетчика 11, чем подготавливаются блоки устройства к началу обработки следующей строки. С шестнадцатого выхода дешифратора 16 сигнал также поступает на четвертый вход блока 9 связи с микроЭВМ. На третий вход блока 9 через второй управляющий вход устройства поступает сигнал запрета на обмен из микроЭВМ, наличие которого означает, что предыдущий цикл обмена в канале еще не завершился. Блок 9 связи с ЭВМ из строчного . синхроимпульса, сигнала опорной частоты с выхода блока 6 синхронизации ввода кадра и сигнала запрета на обмен, поступающего на второй управляющий вход устройства из микроЭВМ, фор" мирует на первых четырех управляющих выходах устройства сигналы управления прямым доступом к памяти,.На пятом выходе формируется сигнал, посту аю- щий на вход синхронизации буферного регистра 16, по.которому на выходах данных устройства появляется очередное слово для передачи в канал микроЭВМ.

В сравнении с известж м предлагаемое устройство позволяет вводить информацию в канал микроЭВМ в режиме прямого доступа к памяти в реальном масштабе времени. Скорость ввода одного изображения увеличена в 100

pas, а разрешение увеличено в 70 раз.

Формула изобретения

I. Устройство для ввода видеосиг нала в память ЭВМ, содержащее два компаратора, селектор синхросмеси, амплитудный квантователь, генератор, элемент И, счетчик, дешифратор, при152И62 чем входы компараторов объединены и являются информационным входом устройства, выход первого компаратора соединен с входом селектора синхросмеси, а выход второго компаратора соединен с входом амплитудного квантователя, выход элемента И соединен с входом синхронизации дешнфратора, входы данных которого соединены с выходами счетчика, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности уст" ройства, в него введены блок синхронизации ввода кадра, блок синхронизации ввода строки, второй счетчик, одновибратор, элемент ИЛИ, элемент

НЕ, блок связи с ЭВИ,.формирователь слов и буферный регистр, причем пер" вый выход селектора синхросмеси соединен с входом генератора, информационным входом блока синхронизации ввода кадра, информационным входом блока синхронизации ввода строки, первым входом элемента ИЛИ и инфор-. мационным входом блока связи с ЗВМ, второи выход селектора синхросмеси соединен с первым установочным входом блока синхронизации ввода кадра, выход генератора соединен с тактирующим входом блока синхронизации ввода рсадра второй установочный вход кото. рого является первым управляющим вхоом устройства, выход блока синхрониации ввода кадра соединен со счетным входом блока синхронизации ввода строки и первым тактирующим входом блока связи с ЭБЯ, второй тактирующий вход которого является вторым управляющим входои устройства, и третий тактирующий вход соединен с шестнадцатым Выходом дешифратора и первым входом второго счетчика, четыре выМода -являются соответствующими управляющими выходами устройства, а пятый выход соедййен с входом синхрониза ции бУферного регистра, выход одновибратора соединен с вторьп входом элемента ИЛИ„ а пер1;ый вход . емента

И соединен с выходом блока сннхрони5 зацни ввода строки и первым входом первогс счетчика, выход э;.е:1ента И соединен с входом синхронизации дешифратора, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки формирователя cJIoB, установочным пходоы блока синхронизации ввода стр01) и > BTop!! 1 входом первого и второго счетчиков, входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход второго счет и:ка соединен с входом одновибратора„ информационный вход формнроватеия слов сое„ -инеи с выходом амплитудного квантавателя, управляющие входы формирователя слов соединены с соответствукщими выходами дешифратора, а выходы соедннеьь1 с соответствуюпь;ми информационными входами буферного регистра, вь.ходы которого являются информационными

25 выходами устройства.

2, Устройство па и, 1, о т л нч а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации ввода кадра содержит счет30 чик, счетный вход которого является информационным входом блока, а уста" новочный вход, являющийся первым установочным входом блока,соединен с первым входом первого элемента И, 35 второй вход которого со динен с нн версным R-входом первого RS-триггера и является вторым у тановочным входом блока, выход счетчика соединен с R-входом второго RS-триггера, 415 $-вход которого соединен с S-входом первого RS-триггера и выходом первого элемента И, выход первого Ы-триггера, инверсныи выход второго Жтриггера соединены соответственно с первым и .вторым входами второго элемента И, третий вход которого является тактирующим входом блока.

f520562 фее. 1

1520562!

520562 урц ||ц3а- кадрпбый о де || ра. pfpgp gH || р0дудц f ö УИП ЛаС

Вход сюяекпара синхросиеец

Виход одюВибраmupuf8 1

Выход Июди3ра аюра 1$

Выкод ехепа

Pl 1У

Выаоб пдна1и5ратЮа гг

Ин8асм|й 5ихад

О КОбИф|:|03090 И

Вытд схем| И 20

Гстодность начала оомена иэ зии

Кадройю синлроимауласы прочим синтроинлутсы

f! II 1(1I ! бивнаи олорной I! II частоты

Фвускстрок, I дыхоИлока йна дикции синхронна ии йоаа кадра! 520562 ф 4 .э y 4, >фф

,,"-, Ъ

4Ц Ф ре © фе) 4 4 з в Ъ э М Щ с. мэ 4

® ь у,Ъ и Ь ь

,» Ч 4; ф а; Ь .-.

6, .Я а

@ «ФЪ аз э Ъ О»

Ь Ь

equi

@ь

Щ

%ар

Ф вЪ

Фу д

Фф ф