Устройство для отображения информации на экране цветного видеоконтрольного блока

 

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и к технике телевидения и может быть использовано в телевизионном вещании. Цель изобретения - повышение быстродействия достигается тем, что в устройство, содержащее блок 1 выбора номера цвета, блок 2 памяти номеров цветов, блок 3 памяти набора цветов, первый коммутатор 4, блок 5 цифроаналоговых преобразователей, видеоконтрольный блок 6, световое перо 7, генератор 8 адресов, блок 9 интерполяции координат, первый формирователь 10 сигнала записи, первый элемент И 11, синхрогенератор 12, блок 13 выбора цвета, с их связями, введены регистры 14,15,16, второй и третий элементы И 17,18, компараторы 19,20, второй формирователь 21 сигнала записи, коммутаторы 22,23,24,25, блок 26 задания номеров цвета, блок 27 задания режима работы, триггер 28, элемент И-НЕ 29 и формирователь 30 управляющего сигнала с их связями. Введенные блоки позволяют оперативно перекодировать цвета изображения, записанного с входа устройства, а также оперативно изменять цвета отображаемых кадров и кадров, записанных в памяти. 15 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 G 09 G 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4406248/24-24 (22) 08.04.88 (46) 15.12.89. Б) л. У 46 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) В.В.Дулеев, И.Г.Игнатьев, M.N.Ëåîíîâ, Г.M.Рафиков и В.Я.Сорин (53) 681.327.11 (088.8) (56) Патент Великобритании 1 - 2090506, кл. G 09 G 1/16, опублик. 1982.

Патент Японии N- 58-26594, кл. G 09 G 1/16, опублик. 1983.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИН-

ФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЦВЕТНОГО ВИДЕОКОНТ-

РОЛЬНОГО БЛОКА (57) Изобретение относится к средствам вычислительной техники их технике телевидения и монет быть использовано в телевизионном вещании. Цель изобрете-. ния — повынение быстродействия — достигается тем, что в устройство, содержащее блок 1 выбора номера цвета, блок 2 памяти номеров цветов,-блок 3

1529280 памяти набора цветов, первый коммутатор 4, блок 5 цифроаналоговых преобразователей видеоконтрольный блок б, световое перо 7, генератор 8 адресов, блок 9 интерполяции координат, первый формирователь 10 сигнала записи, первый элемент И ll, синхрогенератор 12, блок 13 выбора цвета, с их связями, введены регистры 14,15,16, второй и третий элементы И 17,18, компараторы 19,20, второй формироИзобретение .относится к средствам вычислительной техники и технике телевидения и может быть использовано в телевизионном вещании при созда- 20 нии спецэффектов,.при производстве рисованных мультфильмов, при формировании телепрограмм, в качестве интерактивного задатчика изображений в учебных лабораториях, для ретуши 25 видеозаписей и др.

Целью изобретения является повьппение быстродействия устройства.

На фиг.l изображена функциональная схема предлагаемого устройства; 30 на фиг.2 — функциональная схема блока памяти набора цветов; на фиг.3— функциональная схема светового пера; на фиг.4 — функциональная схема генератора адресов; на фиг.5 — функциональная схема блока интерполяции координат; на-фиг.б — функциональная схема блока формирования пропущенных сигналов светового пера; на фиг.7— функциональная схемы вычислительного 40 блока; на фиг.8 — функциональная схема блока памяти номеров цветов; на фиг.9 — функциональная схема блока уп равления памятью номеров цветов; на фиг.lо — функц он ьная схема преоб- 45 разователя; на фиг.ll — функциональная схема первого формирователя сигна.ла записи; на фиг.12 — функциональная схема блока выбора цвета; на фиг.13 — функциональная схеМа форми 50 рователя управляющего сигнала; на фиг.14 — функциональная схема второго формирователя сигнала записи; на фиг.15 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; а) упрощен5 ный сигнал разложения кадра изображения на экране ВКБ, состоящий из сигнала гашения четных и нечетных полей и сигнала видимой части .этих полей; ватель 21 сигнала записи, коммутаторы 22,23,24,25, блок 26 задания номеров цвета, блок 27 задания режима работы, триггер 28, элемент И-НЕ 29 и формирователь 30 управляющего сигнала с их связями. Введенные блоки позволяют оперативно перекодировать цвета изображения, записанного с входа устройства, а также оперативно изменять цвета отображаемых кадров и кадров, записанных в памяти. 15 ил. б) сигнал светового пера на выходе второго элемента И (на входе первого регистра); в) управляющий сигнал на входе второго элемента И; r) сигнал разложения нечетнь|х полей кадра изображения (сигнал на входе третьего регистра); д) сигнал разложения четных полей кадра изображения (.сигнал на входе второго регистра); е) сигнал нового номера цвета (сигнал на входе третьего элемента И); ж) сигнал записи нового цвета в блок памяти набора цветов (сигнал на входе элемента И-HF); з) сигнал возврата триггера в исходное положение (сигнал на входе триггера).

Устройство содержит блок 1 выбора номера цвета, блок 2 памяти номеров цветов, блок 3 памяти набора цветов, первый коммутатор 4, блок 5 цифроана логовых преобразователей, видеоконтрольный блок 6, световое перо 7, генератор .8 адресов, блок 9 интерполяции координат, первый формирователь

10 сигнала записи, первый элемент

И 11, синхрогенератор 12, блок 13 выбора цвета, первый 14, второй 15 и третий 16 регистры, второй элемент И 17, третий элемент И 18, первый 19 и второй 20 компараторы, второй формирователь 21 сигнала записи, второй 22, третий 23, четвертый 24 и пятый 25 коммутаторы, блок 26 задания номера цвета, блок 27 задания режима работы, триггер 28, элемент !

И-НЕ 29, формирователь 30 управляющих сигналов.

Блок 3 памяти набора цветов содержит коммутатор 31 и блок 32 памяти.

Световое перо 7 содержит линзу 33, фотодиод 34, усилители 35 и 36, резистор 37, элемент 38 задержки, компаI 529280 ратор 39, ограничитель 40, интегратор 41, коммутатор 42, счетчик 43, компаратор 44, группу 45 резисторов, элемент И 46.

Генератор 8 адресов содержит элемент И 46, счетчик 47 номеров элементов, счетчик 48 Аормирования сигналов сброса, счетчик 49 номеров элементов, счетчик 50 номеров строк, регистры 51-54, элемент 55 совпадения, счетчик 56 полей, элемент 57 за" держки, мультивибратор 58, регистр 59, триггеры 60 и 61, элемент ИЛИ 62.

Блок 9 интерполяции координат содержит вычислительный блок 63, блок

64 формирования пропущенных сигналов светового пера 7, блок 65 управления интерполяцией, формирователь

66 адресных сигналов, формирователь

67 сигнала "Конец интерполяции"..

Блок 64 формирования пропущенных сигналов светового пера 7 содержит элементы 68-72, Аормирующие сигналы разрешения, коммутаторы 73 и 74, инверторы 75-77.

Вычислительный блок 63 содержит вычислители 78-80, коммутаторы 8183, вычислители 84 интерполяции, блок

85 обнуления, регистр 86.

Блок 2 памяти номеров цветов содержит блок 87 управления памятью 2, блок 88.памяти, элемент 89 памяти, блок 90 управления.

Блок 87 управления памятью 2 содержит делитель 91, формирователь

92 импульсов, преобразователь 93, коммутатор 94.

1.5

6

Второй Аормирователь 21 содержит

1 регистр 119 сдвига, регистр 120 памя- ти и делитель 121.

Устройство работает в двух режимах. Первый режим предназначен для формирования цветного рисунка на экране видеоконтрольного блока 6 и изменения цветов этого рисунка. Второй режим работы устройства позволяет оперативно перекодировать цвета изображения, внесенного на ВКБ 6 с внешнего датчика. В дальнейшем это изображение используется как фон для рисования световым пером 7 и может подвергаться в устройстве корректировке путем изменения как цветов элементов разложения, так и элементов рисунка.

Перед началом работы устройство переводится в первый режим работы и оператор подает на внешний вход первого формирователя 10 сигнала записи (Лиг.11) нулевой сигнал, который в интервалах действия гасящих импульсоэ.полей поступает в блок 2 памяти номеров. цветов, обнуляя запоминающие элементы.

В первом режиме работы устройства с помощью светового пера 7 интерак - . тивным методом формируется цветное изображения на экране ВКБ 6. Блок 6 вырабатывает сигнал на вход светового пера 7 в режиме индикации экрана за два поля каждого кадра,изображения, т.е. в режиме стандартной телевизионной развертки.

Преобразователь 93 содержит коммутаторы 95. Первый формирователь 10 сигналов записи содержит дешифратор

96, блок 97 элементов И.

Блок 13 выбора цвета содержит формирователи 98-100 сигналов выбора цвета, элемент 101 формирующий сиг.нал разрешения, мультивибратор 102, счетчик 103, дешифратор 104, блок

105 элементов И, блок 106 потенцио-, метров, коммутатор 107, аналогоцифровой преобразователь 108, регистр 109 памяти R регистр 110 памяти С, регистр 111 памяти В.

Формирователь 30 управляющих сигналов содержит триггер 112, элеменгы

ИЛИ 113 и 114, элемент ИЛИ-НЕ 115, мультивибраторы 116 и 117, инвертор 118..

Работа устройства в первом режиме обеспечивается переключением второго

22, третьего 23, четвертого 24 и пятого 25 коммутаторов сигналом, выработанным блоком 27 задания режима работ. При этом к третьему адресному входу блока 2 памяти номеров цветов подключается выход первого формирователя 10 сигналов записи, к информационному входу блока 3 памяти набора цветов подключается выход блока 13 выбора цвета, к управляющему входу блока 3 памяти набора цветов подключается третий выход синхрогенератора 12, к входу блока 1 выбора номера цвета подключается выход блока 26 задания номера цвета.

Работа по формированию цветного рисунка на экране ВКБ 6 происходит следующим образом. В начальный момент работы устройства синхрогенера1529280

1 тор 12 начинает вырабатывать сигналы, которые с его выходов поступают в следующие блоки. С первого выхода ,синхрогенератора 12 импульсы гаше5 ния полей поступают на вторые входы светового пера 7, генератора 8 адресов блока 9 интерполяции координат, блока 2 памяти. номеров цветов, первого формирования 10 сигнала записи, Hà 10 вход блока 13 выбора цвета, вход .формирователя 30 управляющего сигна ла и на второй информационный вход .четвертого коммутатора 24. С четвертого выхода синхрогенератора 12 так- 15 товые импульсы поступают на синхровходы генератора 8 адресов блока 9 интерполяции координат, блока 2номеров цветов и на второй вход второго формирователя 21 сигнала записи. C 20 второго выхода синхрогенератора 11 поступают импульсы гашения строк на генератор 8 адресов. С первого выхода синхрогенератора 12 на синхронизирующий вход ВКБ 6 поступает полный синхросигнал. Перед нанесением рисунка на экран ВКБ 6 художник (оператор) выбирает необходимый цвет из множества возможных цветов с помощью блока 13 выбора цвета, позволяющего 30 возвращаться к уже ранее выбранным цветам. При этом выбор цвета осуществляется по каждой составляющей цветного телевизионного сигнала.

Сформированный сигнал цвета в виде кодового слова через второй информационный вход третьего коммутатора 23 поступает на информационный вход блока 3 памяти набора цветов. Выбрав необходимые цвета для рисования и при- 40 воив им номера, в дальнейшем при формировании рисунка необходимый цвет может быть выбран также с помощью блока 1 выбора номера цвета.

Блок 1 предназначен для присвоения 45 каждому цвету из набора используемых цветов определенного номера, по которому данный цвет может быть записан в блок 3 памяти набора цветов и извле- чен из этого блока. Блок 1 выбора номера цвета представляет собой реверсивный счетчик, управление которым осуществляется по сигналам, сформированным в блоке 26 задания номера цвета. Блок 26 управляется художни- 5 ком (оператором), представляет собой триггер, запускаемый потенциалом через кнопку, и позволяет последовательно перебирать все состояния выходных уровней блока 1 выбора номера цвета. На выходе блока 26 задания номера цвета сигнал имеет вид импульсов, которые, поступая на второй (информационный) вход пятого коммутатора 25, проходят на вход блока 1 выбора номера цвета, переводя его a нужное состояние, соответствующее выбранному цвету.

При рисовании на экране ВКБ 6 све ъовые сигналы, попадающие в поле зрения светового пера 7 при его соприкосновении с экраном ВКБ 6, подаются по стекловолоконному световоду на линsy 33, которая обеспечивает выделение сигнала, совпадающего с центром поля зрения. светового пера 7 по вертикали и горизонтали. Выделенные световые сигналы преобразуются в электрические импульсы, которые поступают в генератор 8 адресов, определяющий координаты светового пера,7 на экране ВКБ 6.

Для этого в генераторе 8 формируются дискретно адреса элементов поля телевизионного растра ВКБ 6 так, чтобы они соответствовали координатам положения луча развертки на экране в каждьпЧ момент времени, что .достигается синхронизацией ВКБ 6, светового пера

7, генератсра 8-адресных сигналов блока 9 интерполяции координат. По другому выходу генератора 8 адресов. вырабатывается адрес светового пера

7 в виде двоичных кодов, определяющих номер строки и номер элемента в строке. Прн этом .состояние младшего разряда кода номера строк принимает поочередно от поля к полю значение единицы либо значение нуля. Поэтому коды номеров строк, например, в четном поле содержат только четные значения, а .в нечетном — только нечетные. Указанная нумерация строк в четном и нечетном полях позволяет упростить работу блока 9 интерполяции координат по сравнению со сквозной нумерацией строк -в кадре, поскольку в этом случае номера соседних строк четного и нечетного полей отличаются на единицу и,. следовательно, разность координат положений светового пера 7 по вертикали в соседних полях соответствует. числу строк, / на которое сместилось световое перо в вертикальном направлении за время между моментами фиксации его положений,в соседних полях. Координаты светового пера 7, определяемые генерато)529280

20 ром 8 адресов, поступают по группе первых выходов генератора 8 на информационные входы блока 9 интерполяции координат.

Блок 9 содержит аобственный формирователь 66 адресного сигнала, который формирует координаты начальной и конечной точек линии, воспроизводимой на экране ВКБ 6 световым пером

7, а также координаты пропущенных элементов. Пропущенные координаты положений светового пера 7 воспроизводятся методом линейной интерполяции.

Одновременно с выработанным адресом записи, поступающим на первый вход блока 2, с первого формирователя 10 сигналов записи на вход блока

2 поступает сигнал выбора элемента памяти. Этот сигнал формируется следующим образом. Три младших разряда кодового слова координат строк поступают на первый формирователь 10 сигналов записи. Последний представляет собой дешифратор, преобразующий разря- 25 ды кода координат в позиционный код, управляющий выбором элемента памяти блока 2.

Совокупность сигналов — адресного и выбора элементов памяти, дей- 30 ствующих в интервале гасящих импульсов полей, обеспечивает запись информационного сигнала, поступающего с блока 1 выбора номера цвета на передний адресный вход блока 2 памяти номеров цветов. Таким образом, управление записью-считыванием в блоке 2 памяти номеров цветов осуществляется сигналом гашения полей, поступающим с третьего выхода синхрогене- 40 ратора 12, разрешение на запись информации поступает в интервале гасящих импульсов полей, а считывание информации — в интервале действия видимой части сигнала строк растра. 45

Аналогично рассмотренному, управление записью-считыванием в блоке 3 памяти набора цветов осуществляется импульсами гашений полей. В момент действия импульса гашения полей производится запись, а при отсутствии этого импульса,т.е. в момент действия сигнала видимой части строк растра, производится считывание информации из блока 3 памяти набора цветов, причем на первый информационный вход блока 3 поступает кодовое слово..используемого для рисования цвета, выработанное в блоке 13 выбора цвета. Адресом записи для блока 3 служит кодовое слово, соответствующее номеру выбранного для рисования цвета, поступающее на первый адресный вход блока 3. Адресом считывания для блока 3 является номер цвета, поступающий с блока на второй адресный вход блока 3. Списанный сигнал о цвете в виде слова с выхода блока 3 памяти набора цветов поступает на блок 5

ЦАП через первый коммутатор 4.управление первым коммутатором 4 осуществляется сигналом с выхода элемента

И 11, по которому второй информационный вход коммутатора 4, т.е. вход сигнала от внешнего источника, отключается и на выход коммутатора 4 подключается первый информационный вход, соединенный с выходом блока 3 памяти набора цветов. Указанная операция осуществляется при считывании из блока 2 памяти номеров цветов любой кодовой комбинации отличной от нуля.

Комбинация из всех нулей на выходе блока 2 памяти номеров цвета при считывании из нее информации соответствует участкам -телевизионного растра, не занятым рисунком светового пера. Эта информация н является признаком, по которому осуществляется коммутация сигнала внешнего телевизионного датчика и сигнала с выхода блока 3 памяти набора цветов. Набор цветов должен быть на единицу меньше, чем число кодовых комбинаций, которое определяется разрядностью блока 2 памяти. Информация о каждой составляющей цвета, поступающая в блок 5, преобразуется в нем а аналоговый вид и в дальнейшем, модулируя сигнал развертки блока 6, повторяет в выбранном, цвете рисунок изображения, создаваемый световым пером 7 на экране блока 6.

Работа устройства в первом режиме по корректировке цветов формируемого на экране блока 6 рисунка осуществляется следующим образом. Оператор с помощью блока 26 задания номера цвета выставляет в блоке 2 выбора номера цвета номер цвета, соответствующий тому цвету, которым он хочет скорректировать нарисованные элементы рисунка. Проводя световым пером 7 по элементам разложения, цвета которых оператор хочет скорректировать, он по адресам, указанным световым пером, записывает выбприсвоить новый номер. При этом с выхода второго компаратора 20 подается сигнал в виде импульса на установочный вход триггера 28, который вырабатывает импульс управления третьим элементом И 18. Передний фронт этого

152928 ранный новый номер цвета в блок 2 памяти йомеров цветов. Запись нового номера цвета в блок 2 производится в моменты следования гасящих импульсов

5 полей..Во время действия видимой час-!, ти строк растра блока 6 производится считывание информации из блока 2 памяти номеров цветов и на экране блока

6 индицируется рисунок с скорректиро- 10 ванными цветами элементов.

Второй режим работы устройства позволяет оперативно перекодировать цвета изображения, введенного с внешнего датчика на экран блока 6. Это 15 повышает эффективность дальнейшей работы художника (оператора), использующего изображение на экране блока б как фон для рисования. Этот режим работы устройства обеспечивается переключением второго 22, третьего 23, четвертого 24 и пятого 25 коммутаторов сигналом, выработанным в блоке 27 задания режима работ, и протекает следующим образом. К второму информационному входу первого коммутатора

4 и к информационному входу первого. регистра 14, являющихся внешним входом устройства, подключается внешний датчик, вырабатывающий видеосигнал 30 цветного изображения.-В случае отсутствия рисованной информации на экране блока 6 это изображение внешнего датчика полностью индицируется на экране. Перекодировка цветов заключается в том, что художник (оператор) с помощью светового пера выделяет какой-либо цветной элемент разложения на экране блока б. Этот цвет в течение одного полукадра (поля), например нечетного, проверяется на новизну, т.е. встречался ли он среди уже проверенных цветов. Если этот. цвет не встречался, т.е. он принимается как новый, тогда ему присваивает- 15 ся .очередной номер. Затем в течение следующего четного поля всем элементам изображения, имеющим этот же . цвет, ставится в соответствие выбранный номер цвета и запоминается в . 50 блоке 2 памяти номеров цветов. В результате в течение действия одного кадра разложения (двух полей, полукадров) все элементы одного зафиксированного световым пером 7 цвета перекодируются. Поэтому быстродействие перекодировки определяется быстродействием художника (оператора), переставляющего световое перо 7

0 l2 на экране блока 6. Для обеспечения режима пропуска сигнала светового пера 7 через поле (полукадр) при записи одного из цветов в первый регистр 14 сигнал светового пера 7 в виде импульса (фиг.155j подается на второй вход второго элемента И 17,на первый вход которого подается управляющий сигнал с формирователя 30 (фиг.15в) . Этот сигнал управляет прохождением импульсов светового пера

7 и формируется из кадровых гасящих импульсов (фиг.15а) так, чтобы сигнал светового пера 7 проходил на вход первого регистра 14 через поле, например, во время следования импульсов гашения нечетных полей изображения (фиг.15г). При совпадении сигна".лов, поступающих на входы .второго элемента И 17, на его выходе вырабатывается сигнал в виде импульса, поступающий на первый вход первого регистра 14, разрешая запись в него информации об одном из цветов, составляющих изображение на видеоконтрольном блоке 6 и зафиксированном в интерактивном режиме световым пером 7. Запись сигнала в первый регистр 14 pasрешается в видимой части сигнала развертки через поле. Передним фронтом первого (после сигнала светового пера 7) импульса гашения нечетных полей- (фиг.l5r) сформированного в формирователе 30 управляющего сигнала, поступающего в третий регистр 16, разрешается перезапись информации из первого регистра 14 в третий регистр 16.

Кодовое слово, записанное в третьем регистре 16, поступает на первый информационный вход второго компаратора 20, на второй информационный вход которого поступают кодовые слова с блока 3 памяти набора цветов, соответствующие набору цветов, используемому для рисования. Несовпадение ко" довых слов, поступающих на второй компаратор 20 для всего анализируемого поля кадра цветного иэображения, соответствует тому, что записанный по адресу светового пера 7 цвет является новым и что этому цвету необходимо

9280

50

13 .152 импульса, выработанного триггером 28, совпадает с моментом выработки импульса во втором компаратбре 20 (т.е.

:передний фронт появляется в случайный момент времени в период между задним фронтом импульса гашения нечетного . поля и передним фронтом импульса гащения последующего четного поля кадра изображения), а задний фронт совпадает с задним фронтом импульса гашения четного поля изображения этого же цикла. Под циклом понимается проверка цвета на новизну и присвоение этому цвету нового номера, если он новый, а также присвоение этого нового номера всем элементам изображения, имеющим этот цвет, т.е. цикл занимает длительность двух полей — длительность кадра.

С 4ыхода формирователя 30 управляющего сигнала на первый вход третьего элемента И 18 подается сигнал в виде импульса (фиг.15е), который в случае совпадения с сигналом триггера 28 вырабатывает в третьем элементе И 18 сигнал в виде импульса, т.е. пропускается на выход третьего элемента И 18 импульс (фиг..15e) нового номера цвета. Выработанный импульс нового номера цвета (фиг.15е) соответствует части кадрового гасящего импульса четного поля и показывает., что для считываемого поля цвет, за— фиксированный по координатам светово-. го пера 7, является новым. Импульс нового номера цвета с выхода элемента И 18 поступает через пятый коммутатор 25 на вход блока 1 выбора номера цвета,. представляющего собой счетчик, и увеличивает значение номера счета этого блока 1. Выработанный новый номер цвета поступает на первый адресный вход блока 2 памяти номера цвета и на первый адресный вход записи блока 3 памяти набора цветов.

Управляющий сигнал записью считыванием блока 3 формируется следующим образом. Инверсный сигнал с первого выхода триггера 28 поступает на элемент И-НЕ 29, на другой вход которого поступает сигнал, соответствующий части импульса гашения полей (фиг.15ж). От момента совпадения ко- . довых слов, сравниваемых во втором компараторе 20, до иомента поступления импульса с выхода формирователя 30 управляющего сигнала (фиг.15e) 5

35 вырабатываемьп» элементом И-НЕ 29 сигнал соответствует сигналу считывания для блока 3 памяти набора цветов, Этот сигнал через четвертьп» коммутатор 24 поступает на управляющий вход блока 3 (фиг.15ж) и производит запись кодового слова нового цвета. Кодовое слово нового цвета поступает через третий коммутатор 23 на информационный вход блока 3 памяти набора цветов,, а адрес записи поступает с выхода блока 1 выбора номера цвета. В случае, если в процессе сравнения кодовых слов во втором компараторе 20 произойдет фиксация равных кодов;. то это соответствует тому, что выбранный по адресу светового пера 7 цвет не новый, и ему уже присвоен номер в блоке 1 выбора цвета. При этом на выходе второго компаратора 20 появится импульс, который переведет триггер 28 в новое состояние, такое, что третий элемент И 18 не пропустит импульс с формирователя 30 управляющего сигнала (фиг.15e) для назначения нового номера цвета в блоке 1 вь»» бора номера цвета. В это же время. инверсный сигнал с первого выхода триггера 28, проходящий через элемент

И-НЕ 29, не сформирует управляющего сигнала записи на входе блока 3 памя» ти набора цветов,.а в момент окончания гасящего импульса полей, следующего через поле (фиг.!5д), выработанный формирователем 30 управляющего сигнала импульс (фиг.15з) переведет триггер 28 в исходное состояние.

Этот же импульс гашения четного поля. (фиг.15д),поступая на управляющий вход второго регистра 15, задним фронтом разрешает переписывание в него кодового слова, хранимого в первом регистре 14, и хранится во втором регистре 15 до прихода следующего импульса гашения нечетного поля (фиг.15г). Поступающее в первый компаратор 19 из второго регистра 15 кодовое слово соответствует цвету изображения, зафиксированному по координатам светового пера 7 на экране ВКБ б. Этот цвет.до момента появления импульса гашения нечетных полей (фиг.1 5д) проверен на наличие его в наборе цветов, использованных для рисования, т.е. определено — новый это цвет нли не новый. При этом в первом случае в блоке 13 выбора номера цвета изменен предыдущий номер

15 152 на последующий, и на первый адресный вход блока 2 памяти номеров цвета (a .также одновременно с этим и на первый адресный вход блока 3 памяти на бора цветов) подано другое кодовое, ;слово, соответствующее новому номеру цвета. Этот новый номер цвета на входах блоков 2 и 3 остается до окончания следующего цикла по определению вновь записанного кодового слова в первый регистр 14 на наличие его в использованном наборе цветов, т.е. до окончания цикла по определению— новый это цвет или не новый. Если во вновь проведенном цикле определено, что цвет, соответствующий кодовому слову, записанному в первом регистре 1 4, не новый, тогда номер цвета, выставленный на выходе блока 1 выбора номера цвета, остается прежним до тех пор, пака не будет определен новый цвет. На другой вход .первого компаратора 19 последовательно Во времени поступают кодовые слова видеосигнала полей изображения из внешнего датчика, индицирующего сюжет на блок 6.

Одновременно этот же видеосигнал поступает на первый регистр 14, но разрешение на запись в этот регистр

14 поступает только в моменты прохождения сигнала светового пера 7 че, рез второй элемент И 1 7, т.е. через поле стандартной телевизионной раз-! вертки (фиг.15б). В период между двумя последующими импульсами гашения четных полей (фиг.15д) на вход первого компаратора 19 поступает по первому входу одно и то же кодовое слово, а на второй вход — текущие кодовые слова четного и нечетного полей изображения. Поступающие кодовые слова сравниваются между собой и в случае их совпадения выдается сигнал в виде импульса, который поступает на первый вход второго формиро вателя 21 сигнала. В блоке 21 формируется сигнал выбора элемента памяти. Этот сигнал разрешает запись нового номера цвета по адресам, выра батываемым блоком 9 интерполяции координат. В момент прихода последующего сигнала светового пера 7 одновре менно с окрашиванием вновь выявленным цветом аналогичных участков анализируемого изображения в первый регистр 14 по второму входу записывается кодовое слово, соответствующее цвету изображения по координатам

55 изменять цвета как уже созданных кадров, хранимых на внешней долговременной памяти, так и рисуемых на экране картин.

Блок 1 выбора номера цвета работает следующим образом.

С выхода блока 26 задания номера цвета поступает сигнал в виде импульсов, управляющих состоянием реверсивного счетчика, на котором выполнен блок 1. Управляющие импульсы позволяют перебирать все состояния выходных уровней реверсивного счетчика в сторону возрастания или убывания номеров состояний. Выходной сигнал блока 1 выбора номера цвета в виде двоичного многоразрядного кодового слова поступает на входы блока 3 памяти набора цветов и блока 2 памяти номеров цве. тов.

9280 ° 16 светового пера 7. Затем работа устройства во втором режиме повторяетсяпроверяется — новый ли цвет записан по координатам светового пера 7. В

5 случае, если вновь выбранный цвет новый, ему присваивается последующий номер в блоке 1 выбора номера цвета и этот же номер автоматически присваивается всем имеющим этот же цвет элементам изображения. После перекодировки всех цветов изображения, переключая устройство в первый режим работы, художник (оператор) может создавать рисунок на экране блока 6, используя введенное с внешнего датчика изображение как фон. При этом он.может изменять и корректировать как вновь наносимый рисунок, так

20 и изображение, используемое как фон.

Таким образом, в результате работы введенных блоков в устройство оперативно перекодируются цвета изображения, отображаемого на экране блока

25 6, введенного с внешнего датчика.

Это позволяет устройству работать с датчиками, которые не могут длительно использоваться для выдачи изображения на блок 6, и, кроме того, опера30 тор в процессе телевизионного вещания и интерактивном режиме может изменять цвета отображаемых на блок 6 кадров, не исключая надолго датчик из процесса вещания, можно оперативно созда-вать мультипликационные заставки с

35 изменением цветов фоновых изображения, хранимых на долговременных внешних носителях. При создании рисованных мультфильмов можно оперативно

1529? 8р 18 нулю. Выходы обоих компараторов 39 и 44 связаны с входами элемента И 46.

1 Положение передних фронтов сигна лов на выходе элемента И 46 однозначно связано с положением вертикальной оси .апертуры светового пера 7 на экране ВКБ 6 ° Схема АРУ (блоки 43 и 44) представляет собой управляемый делитель напряжения. В начале каждого полукадра кадровым синхроимпульсом (КСИ) сигнал на управляющем входе екоммутатора 43 устанавливается таким образом, что на его выход может про15 ходить беэ ослабления весь сигнал

Я

Э поступающий с выхода интегратора 42. в

Поэтому в начале каждого полукадра (для сигнала от первой строки, попав20 шей в поле зрения светового пера.) канал фиксации имеет максимальную чувствительность. В дальнейшем к моментам прихода каждого последующего сигнала от частей строк в поле зре25 ния светового пера к входу коммутатора 43 последовательно воздействием на вход счетчика 44 подключаются другие его выходы. Коэффициент деления сиг» нала, снимаемого е каждого последующего выхода коммутатора 43, выбирается по реальному распределению амплитуд сигналов от частей стрбк в поле зрения светового пера. Указанное по.— строение схемы автоматического регу. лирования (блоки 43 и 44} позволяет выделить положение горизонтальной .оси апертуры светового пера, поскольку последний сигнал, который пройдет через коммутатор 42, будет соответствовать- строке, проходящей через

40 центр поля зрения светового пера. Это произойдет потому, что сигналы от частей строк, расположенных ниже центра поля зрения светового пера, окажутся за порогом обнаружения ком45 паратора 44 из-за их двойного ослабления (ослабление в АРУ и в аперту— ре светового пера 7).

Блок 3 памяти наборов цветов (фиг.2) работает следующим образом.

На управляющий вход блока 3 посту пает сигнал в виде уровня. Этот сигнал поступает одновременно на управляющий вход коммутатора 31, переводя его в одно из состояний, позволяющее поступать на адресный вход блока 32 памяти сигнала адреса записи или счи тьвания и на управляющий вход блока

32, переводя его в соответствующий р жим записи или считьвания. В первом режиме работы устройства запись в блок 3 производится в интервалах гас щих импульсов полей, а считывание— интервалах видимой части полей. Во втором режиме работы устройства запись в блок 3 производится в интервале части гасящих импульсов четных полей разложения (фиг.15д), а считывание из блока 3 осуществляется от заднего фронта гасящего импульса четных полей разложения, Световое перо 7 (фиг.6) работает. следующим образом.

К выходу усилителя 36 мощности через резистор 37, равный волновому сопротивлению, подключен короткозамкнутый элемент 38 задержки. Сигнал поступает через линзу 33, фотодиод 34 и усилители 35 и 36. В точке соединения элемента 38 задержки и резистора 37 образуется биполярный импульс как результат суммирования входного и отраженного импульсов.

Пройдя вспомогательный двухсторонний ограничитель 40, биполярный импульс клиппируется по нулевому уровню с помощью компаратора 39. Одновременно с этим сигнал поступает на интегратор

41, где на его выходе формируется строб-сигнал для второго канала. С выхода интегратора 41,сигнал поступает на коммутатор 42, к другому входу которого подключен выход счетчика 43

В совокупности блоки 42 и 43 реализуют автоматическую регулировку усиления (АРУ). Схема АРУ поддерживает сигнал на заданном уровне, противодействуя расширению строба при росте амплитуды входного сигнала, путем изменения сопротивления резисторов 45.

Порог компаратора 44 устанавливается с таким расчетом, чтобы вероятность ложного обнаружения, обусловленного шумами фотоприемного узла и входными каскадами усилителя 35, равнялась

Генератор 7 адресов (фиг.4) формирует. дискретно (с частотой 13,5 МГц) адреса элементов в поле телевизионного растра таким образом, чтобы они соответствовали координатам положения луча развертки на экране БКБ 6 в каждый данный момент времени. Это достигается синхронизацией генератора 8 сигналами с выхода синхрогенератора 12. Адреса формируются в виде

20-разрядного двоичного кода, в кономеров элементов и счетчике 50 номеров строк, поступают в регистр 59, а сформированное двадцатиразрядное кодовое слово, поступающее на второй выход генератора 8 адресов, в дальнейшем управляет работой блока 2 памяти номербв цветов в режиме считывания этого блока 2.

В схеме генератора 8 адресов предусмотрен также счетчик 47 номеров элементов. Он запускается тактовым сигналом с выхода элемента ИЛИ 62, который по сигналу светового пера запрещает прохождение сигнала на счетный вход счетчика 47. Сигнал светового пера 7 воздействует на вход

R-триггера 60, переводя его выход в состояние, запрещающее прохождение тактового сигнала на запуск счетчика 47 номеров элементов. Сигналами гашения строк указанный триггер 60 переводится в состояние, разрешающее прохождение тактового сигнала на счетный вход счетчика 47 номеров элементов. Поэтому, если в интервале видимой части строк появится сигнал светового пера, то счетчик 47 номеров элементов остановится по переднему фронту указанного сигнала, а зафиксированный код на его выходах, который соответствует координате положения светового пера 7 на экране ВКБ б по горизонтали, может быть. переписан в регистр 51 памяти за время от момента появления сигнала светового пера 7 по появлению ближайшего сигнала гашения строк.

Коды с выходов счетчика номеров элементов 47 и счетчика 50 номеров строк переписываются в регистры 51 и 52 памяти задержанным сигналом . светового пера 7. Величина задержки должна быть несколько больше времени, которое необходимо счетчику 47 для достижения установившегося режима после прекращения подачи сигнала на его счетный вход. В регистрах 51 и 52 памяти оказываются записанными коды координат положения светового пера в текущем полукадре.

Коды с выходов регистров 51 и 52 памяти переписываются в регистры 53 и 54 памяти короткими импульсами, сформированными мультивибратором 58, от заднего фронта сигнала гашения полей. Поэтому к началу каждого текущего полукадра с регистрах 53 и 54

19 1529280, 20 .тором первые десять разрядов 1х2хЗх х4х5хбх7х8х9х10х определяют номер строки, а остальные десять разрядов

1у2уЗу4у5убу7у8у9у10у — номер элемента в строке.

Генератор 8 адресов работает следующим образом.

Счетчик 49 номеров элементов, представляющий собой 1О-разряднь1й двоичный счетчик, запускается тактовым сигналом и обнуляется сигналом с выхода счетчика 48 формирования сигналов сброса, передний фронт которых совпадает с передним фронтом сигналов гасящих импульсов строк. Счетчик 50 номеров строк представляет собой 10-разрядный двоичный счетчик, который запускается сигналом гашения строк, а обнуляется сигналами гаше- 20 ния полей. Девять старших разрядов кода строки формируются на выходах счетчика 50 .номеров строк, десятый, младший разряд, кода номера строки формируется счетным триггером 61, на 25 счетный вход которого поступают сигналы гашения полей. При этом состоянии младшего разряда код номеров строк принимает поочередно от поля к полю . либо уровень логической единицы, либо 30 логического нуля. Поэтому коды номеров строк, например, в четном поле содержат только четные значения, а в нечетном — только нечетные. Указанная нумерация стРОк в четном и нечет- 35 ном полях позволяет упростить работу арифметического устройства в блоке 9 интерполяции координат по сравнению со .сквозной нумерацией строк в кадре, поскольку в этом случае номера сосед- 40 них строк четного и нечетного полей отличаются на единицу и, следовательно, разность координат положений светового пера 7 по вертикали в соседних полях соответствует числу строк, на которое сместилось световое перо в вертикальном направлении .за время между моментами фиксации его положе-! иий в соседних полях.

Таким образом, счетчиком 49 номе-. ров элементов и счетчиком 50 номеров строк (в совокупности со счетным триггером 61) последовательно перебираются коды номеров строк и номеров элементов строки, которые соответст-вуют координатам положений луча развертки кинескопа по вертикали и горизонтали на экране блока 6. Кодовые слова, сформированные в счетчике 49

1529280 22 памяти. оказываются записанными коды координат положения светового пера в предыдущем полукадре.

Использование двух счетчиков номеров элементов позволяет упростить операцию переписывания информации в регистр 56 памяти по сигналу светового пера 7, а также выравнять моменты записи и считывания информации из памяти, расхождение в которых возни кает из-за задержки сигнала светового пера в,цепях формирования.

Возникающие задержки устраняются разнесением во времени моментов начала отсчета счетчиков 47 и 49 элементов после их обнуления сигналами гасящих импульсов строк. Указанная операция выполняется счетчиком 48 формирования сигналов сброса, Счетчик

48 формирует сигналы обнуления счетчиков 47 и 49 номеров элементов, передние фронты которых совпадают с передним фронтом сигнала гашения строк, а задние фронты могут быть сдвинуты по отношению друг к другу дискретно с шагом в один растровый элемент на расстояние до 16 растровых элементов. Указанная схема представляет собой четырехразрядный счетчик с цифровыми компараторами.

Блок 9 интерполяции координат (фиг.5) предназначен для воспроизведения пропущенных координат положений светового пера на экране блока 6, если смещение светового пера в двух соседних полукадрах составляет более одного растворового элемента (по Вертикали более, чем на одну строку), а также для воспроизведения координат телевизионного растра, необходимых для изображения линий, прочерчиваемых световым пером заданной толщины. Задача воспроизведения пропущенных координат положений светового пера 7 решена методом линейной интерпо.ляции по двум концевым точкам отрезка (ХА, YA) и (XB,YB). Получение отрезка прямой заключается в формировании импульсов в направлении строчной и кадровой разверток, координатные обозначения которых соответствовали бы координатам положения светового пера при соединении концевых точек отрезка по кратчайшему расстоянию без разрывов. Количество формируемых импульсов в направлении строчной развертки равняется разности координат

Х начальной и конечной точек Д Х =

= Х вЂ” Х, а количество формируемых импульсов в направлении кадровой развертки bY Y* — Y>. Для того ° чтобы изображение восстановленного отрезка оптимально приближалось к идеальному (линия, соединяющая концевые точки), интервалы времени, в которых заключены импульсы, сформированные в направлении строчной развертки, и импульсы, сформированные в направлении кадровой развертки, должны быть одинаковыми.

При Д Х О ДУ указанное условие может быть удовлетворено, если, поток импульсов ДУ, формируемых в направлении кадровой развертки, получается из потока импульсов ДХ, формируемых в направлении строчной раз- вертки, пропуская (исключая) в нем каждый S-импульс, где

Х д — Х ь,ЕХ

ДХ вЂ” Д Y

При Д Х hY поток импульсов Д Х, формируемых в направлении строчной развертки, получим иэ потока импульсов ДУ, формируемых в направлении кадровой развертки, пропуская в нем также каждый S-импульс. В этом случае

У, — Y> ДУ

Д Х -hY Д.Е

Особенность интерполяции на телевизионном растре заключается в том,, что величины ДХ = XA- Xа, ДУ = YA—

У> и Д.Г = ДX — Д Y целочисленные.

40 В указанном алгоритме, процесс интерполяции начинается с определения меньшего из ДХ и hY проверкой знака величины ДZ. Затем в интервале интерполяции проводятся вычитания модуля

ДЕ из меньшего (ДХ или Д7) до тех пор, пока разность P не окажется отрицательной (или равной нулю). Если разность P окажется отрицательной, то проводятся вычитания модуля полученной разности Р из меньшего (ЬХ или ДУ) до тех пор, пока разность P не окажется положительной, из полученного снова вычитается, пока оно не окажется отрицательным

H T-д.

В процессе укаэанных операций при

ДХ t" ДУ формирование импульсов в направлении строчной развертки происходит в конце каждого цикла вычитаний

23 ) 5202

К-1=Р независимо от знака, принимаемого значением Р. Формирование импульсов в направлении кадровой pasвержи происходит в конце тех циклов вычитаний, в которых P ) О. При ЬХ g < b,Y формирование импульсов строч ной и кадровой развертки происходит наоборот.

Вторая задача, выполняемая в бло- 10

Ке интерполятора, заключается в формировании импульсов в направлении строчной и кадровой разверток, каор динатные обозначения которых соответствовали бы координатам элементов телевизионного растра, необходимых для изображения линйи заданной толщины, Основной частью блока 9 является вычислительный блок 63 (фиг.5) на входы которого поступают 10-разряд-. ные цифровые коды координат ХА, Х

У, У . (координаты положений светового пера в соседних полукадрах). В вычислительном блоке 63 перед нача лом каждого интервала интерполяции происходит вычисление исходных данных (небольшая передняя часть гасящего интервала полей): ц Х = Х„- Хб, hY = YA- У, ЬЕ = Х вЂ” gY. Затем в 30 интервале интерполяции происходят вычисления согласно алгоритму интерполяции, которые синхронизируются часl татой Рп. Выходными сигналами вычислительного блока являются: Р знак разности а.Х =- ХA- X ; Р— знак разности hv =. Yp- Y; Pz — знак разности величины D Z = h X — ц У;

P> — знак разности величины 1-К=Р.

Сигналы P„, Р» Р. являются потенциальными (принимают состояние 0 или 1) во всем интервале интерполяции, потенциалы Р могут изменяться с часГ татой Уд, определяющей цикл формиро- ., Вания каждой пропущенной координаты.

Блок 64 формирования пропущенных сигна- < лов светового пера (фиг. 6) формирует две последовательности импульсов часто,ты F X и F„Y. Указанные последовательности импульсов формируются с do- 5p мощью сигналов P u P поступаю щих в блок 64 формирования пропущен алых; сигналов светового пера с выходов вычислительного блока 63. По сигналу

P определяется какая последова2 тельность импульса F Õ или FäY со. держит все импульсы частоты Fä в интервале интерполяции, а какая — только те импульсы, которые совпадают с

80 24 циклами интерполяции с положительными значениями Р1,. Последовательность импульсов F Х в зависимости от знака

Р направляется в канал F Х(+) или в канал F„X(-), а последовательность импульсов F Y в зависимости от знака

P — и канал F„Y(+) или в канал

УоУ(-) °

Формирователь адресных сигHBJIoB (фиг.5) представляет собой два

10-разрядных реверсивных счетчика, один из которых формирует координаты пропущенных положений светового пера

7 в направлении строчной развертки, а другой — кадровой (счетчики номеров и номеров строк). На входы установки предварительного числа счетчиков соответственно поступают коды Х,YA °

Запись кодов Х д, YA осуществляется по сигналу.FA и сформироваНному от переднего фронта сигнала гашений полей. На суммирующий вход счетчика номеров элементов поступает последовательность импульсов с выхода F (+) блока 64, а на вычитающий — с выхода

FÄ(-). В -таком же порядке поступают последовательности импульсов с выходов F (+), FÄ(-) блока 64 на суммирующйй и вычитающий входы счетчика номеров строк. Код с выходов формирователя 66 поступает на формирователь 67 сигнала "Конец интерполяции", который состоит из двух 10-разрядных цифровых компараторов, с объединенными по И выходными сигналами.

На вторые входы указанных цифровых компараторов поступают коды координат Х, ve При совпадении .кодов на входах цифровых компараторов формируется сигнал "Конец интерполяции", по которому запрещается поступление сигнала с частотой F â блок 64 формирования пропущенных сигналов светового пера. Таким образом .на выходах формирователя 66 адресных сигналов последовательно с частотой Гя появляются коды координат пропущенных по" ложений светового пера 7 от кодов координат Хд, YA до кодов координат

Хь.Ув.

Прежде, чем рассмотреть работу вычислительного блока 63, рассмотрим операции вычисления ЬХ, а Y, b, Z, производимые вычислителями 78 — 80 и вычислителем 84 интерполяции, осуществ ляющим вычитание одного кода из другого. В рассматриваемом случае вычитание выполняется как операция сложения

152 с последующим логическим управлением выдачей окончательного результата, а именно:

А+В+1 при А > В

А- В =

А+В, при А » В, 9280

26 входы коммутатора 81,, который пропускает на свой выход в данном интервале интерполяции меньшее из h.Y и Д Х по сигналу Р с выхода вычислителя 79.

Работой вычислителя 84 интерполяции управляют два коммутатора 82 и 83.

На входы коммутатора 82 поступают поэтому вычислители представляют собой сумматоры с необходимым числом разрядов. В том случае, когда А ) В, происходит переполнение разрядной сетсетки сумматора, что вызывает появление логического уровня единицы на выходе переноса старшего разряда сумматора (Р- 1). Появившаяся единица на выходе переноса старшего разряда сумматора складывается с результатом сложения A + В (выход переноса старшего разряда сумматора заводится на вход переноса младшего разряда) и окончательный результат в прямом коде поступает на выход вы— числителя. При А » В переполнения разрядной сетки сумматора не происходит (Р=О), а результат сложения

А + В поступает на выход вычислителя в инверсном коде. Переключение прямых и инверсных сумматора происходит по сигналу переноса старшего разряда сумматора. Выходные сигналы Р, Р>, Рх и P < вычислителей 63 являются сигналами, возникающими на выходах старших разрядов сумматоров соответствуюших вычислителей. Их логические состояния указывают на соотношение вычитаемых величин (А) В или

А » В), т.е. на знак полученной разности. В вычислителях 78 и 79, получающих значения Х = XA- X> и Y =

= У вЂ” Y>, используются 10-разрядные сумматоры. 10-разрядное смещение светового пера 7- в соседних полукадрах в направлении строчной и кадровой разверток ограничено 63 элементами разложения. Результаты вычислений

ДХ и ДУ ограничиваются теми же величинами и, следовательно, разрядность выходных кодов указанных вычислите-. лей ограничивается шестью. На выходы вычислителей 78 и 79 g Х и d Y .поступают только коды с выходов шести младших разрядов сумматоров.

Работа вычислительного блока 63 осуществляется следующим образом.

Коды разности g Х и 5 Y поступают на, вход вычислителя 79, осуществляющего вычитание ДХ вЂ” Ь Y. Одновременно коды, ДХ и ДУ. поступают на,соответствующие

15 результаты циклических вычислителей в вычислителе интерпаляции (код числа

P) и код меньшего из gХ и ДY. На входы коммутатора 83 поступает код разности и код числа P. Цикличность вычислений в вычислителе 84 интерполяции осуществляется записью результата его вычислений в регистр памяти короткими импульсами частоты Fn. PaI ботой коммутаторов 82 и 83 управляют сигналы P с выхода переноса старшеГ

20 го разряда сумматора вычислителя интерполяции. В том случае, когда

Р— р1(Р ) О}, на вход вычислителя 84 интерполяции, соединенный с выходом коммутатора 83, проходит результат

25 предыдущего цикла вычислений в вычислителе интерполяции (код числа Р), а на вход вычислителя интерполяции, соединенный с выходом коммутатора 83 проходит код hZ. В вычислителе 84

3р интерполяции выполняется операция

P — hZ. Если же Р— 0 (Р «» О), то на вход вычислителя 84 интерполяции, соединенный с выходом коммутатора 82 проходит меньший из кодов ДХ и 5У, а на вход вычислителя 84 интерполяции, соединенный с выходом коммутатора 83, проходит код числа P. В этом случае в вычислителе интерполяции выпол— няются операции Д Х (hY)-Р.

40 Блок 64 формирования пропущенных сигналов светового пера (фиг.6) работает следующим образом.

В интервале интерполяции на вход элемента 68, формирующего сигнал

45 Разрешения, поступают короткие импульсы частоты F, а на другой evo вход поступают сигналы Рр. На выход, 1 элемента 68 импульсы частоты Р

-проходят только в том случае, когда

Р ъ 1.К моменту поступления первого импульса частоты Удр в интервале интерполяции на выходе P вычисP лительного блока 63 должен существовать знак разности вычислений

К-1=Р в первом цикле. На входы коммутаторов 73 и 74 поступают импульсы с выхода делителя 68 и импульсы частоты У„ . По сигналу Pz (уровень нуля или единицы), поступающему с

29280

55

27 )5 выхода вычислительного блока., на выходы коммутаторов 73 и 74 проходят либо импульсы с выхода элемента 68, либо импульсы частоты Р „. причем

И ф ф если на выход элемента 68 проходят импульсы частоты F I, то на выход коммутатора 74 проходят импульсы с выхода элемента 68 (Р Q Е- 1) и наоборот; когда Р Z, О. Сигналы с выхода элемента 69 поступают на входы элементов 69 и 70. В том случае, когда Р„ - 1, импульсы с выхода элемента 68 проходят через схему 70 разрешения. Если же Р - О, то импульсы с выхода элемента 68 проходят через схемы элемента 69. Подобным образом импульсы с выхода коммутатора 74 проходят через элементы

71 и 72 по сигналу Р> Таким образом, в каждом интервале.ийтерполяции на одном из выходов F Х(+) или F Y(-) появится последовательность импульсов, сформированная в направлении строчной развертки, а на одном из выходов FäХ(+), F Y(-) — последовательность импульcoB сформированная в направлении кадровой развертки.

Блок 2 памяти номеров цветов (фиг.8) предназначен для записи информации о номере цвета по сигналам (координатам положения) светового пера 7 и последующего многократного ее воспроизведения. Блок 2 представляет собой память объемом на кадр изображения. При стандартном разложении телевизионного растра разрядность памяти определяется числом используемых цветов для рисования изоб ражения. Запись информации по адресам блока 9 интерполяции координат в память 2 осуществляется в интервалах гасящих импульсов полей, а считывание — из блока 2 по адресам, задавае-, мым генератором 8 адресов, производится в интервалах видимой части строк растра. Блок 2 памяти номеров цветов состоит из трех блоков: блок

87 управления памятью (фиг.9), который вырабатывает необходимые для функционирования блока 88 памяти сиг налы. адресные сигналы А,...,А

pЭ ° ° ° Э 7р

A>,...,A . Эти адресные сигналы сопровождаются сигналами RAS, т.е. выбора строки, и CAS, т.е. выбора столбца матрицы, блока 88 памяти 8 с элементами 89 памяти, служащего в качестве управляемого запоминающего блока и блока 90 управления считыва5

45 нием, предназначенного для параллельной записи в него считываемой информации и ее последовательного считывания на выход блока 2. Блок 87 управления памятью содержит делитель 91, вырабатывающий сигнал с частотой, равной f /8. Этот сигнал подается одновременно на блок 90 управления считыванием и в формирователь 92.

Формирователь 92 содержит два мульти= вибратора, элементы задержки, элементы

ИЛИ-НЕ 155 серии для формирования сигналов RAS u CAS (не пбказано). Преобразователь 93 формирует коды адресов записи таким образом, чтобы максимально эффективно использовать объем памя- ° ти блока 2.

Элементы 89 блока памяти организованы в виде матрицы из строк и столбцов. Для рационального использования интегральных схем памяти восемь строк изображения записываются в три линейки памяти. Поэтому преобразователь 93 состоит из коммутаторов, на входы которых подаются адресные сигналы, сопровождаемые сигналами

RAS u CAS. Таким образом, задача преобразователя 93 — преобразовать координатный код адресов записи в координатно-позиционный. Координатный код адресов вырабатывается в ге-! нераторе 8 адресов сигналов, поскольку для работы блока 9 интерполяции необходимы координаты элементов светового пера 7. Для адресного кода, сопровождаемого сигналом RAS, в качестве трех младших разрядов используются младшие разряды кодового спова числа строк, те разряды 7у8у9у, а в качестве двух младших разрядов адресного кода, сопровождаемого сигналом САЯ, используются два старших разряда кодового слова числа элементов, т.е. lх2х. Причем при увеличении разрядности кодов адресов записи, сопровождаемых сигналами RAS u

САЯ, выбранные разряды остаются младними. Для управления коммутаторами

95 используют десятый разряд кода числа строк ly, поскольку он показы- . вает принадлежность к четному или нечетному полю разложения кадра изображения на экране ВКБ 6, если ly равен нулю, то поле разложения четное, если

ly равен единице — поле разложения нечетное. Преобразователь 93 обеспечив а е т формир ов ание ос таль ных ра зрядов кодов адресов записи, совпровож29

15292 даемых.сигналами RAS u CAS следующим образом. Разряды с Зх по .7х являются разрядами кода числа строк, т„е. код адреса, сопровождаемый сигналом НАЯ As À,, имеет вид:

Зх4х5хбх7х7у8у9у. Код адреса, сопровождаемый сигналом CAS, строится в преобразователе 93 следующим образом.

К разрядам lх2х добавляются оставшие" ся разряды кода числа строк, но вместо старшего разряда ly используется разряд 1Оу который указывает на то, что первые 128 строк линейки памяти отведены под четное поле, а оставшиеся 128 строк отведены под нечетное поле.

В результате работы преобразователь 93 формирует адресный сигнал. записи, сопровождаемый сигналом CAS в виде 10у2уЗу4у5убуlх2х. Поскольку состояния разрядов lх2х не могут принимать значение 1,1 (как на число элементов в видимой части строки

720, а код 1,1 соответствует числу большему, чем 769, для формируемых кодов адресов), то строки линейки йамяти будут заполняться с пропуском каждой четвертой строки линейки памяти, Поэтому преобразователь 93 30 управляется следующим образом. Как только код числа строк станет 256, разряд ly перейдет из состояния 0 в

1, и, следовательно, нужно переходить к заполнению пропущенньж строк исполь- 35 зуемой части памяти. Для этого состояние разряда ly используется для сдвига кода 10у2уЗу4у5убуlх2х коммутатора преобразователя 93 на два разряда влево с записью в младшие раз- 40 ряды по единице и записью в старший разряд 10у. В преобразователе 93 это достигается переключением коммутатора 95 так, что предварительно сформированный код адреса поступает на вы- 45 ход блока 93. Первый формирователь 10 сигналов записи (фиг.ll) в первом режиме работы устройства осуществляет выбор корпуса 89 ОЗУ блока 88 памяти для каждого разряда записы- 50 ваемой информации по координатам траектории светового пера. Выбор корпуса ОЗУ осуществляется подачей на него соответствующего сигнала (уровень логического нуля), разре ,шающего запись информации в данный корпус. Организация сигналов WE ocy= ществляется дешифрованием кода коор динаты Х, в качестве которого взяты

80 30 три младших разряда кода координаты

7у8у9у.

Поскольку выходным сигналам используемого дешифратора 96 соответствуют уровни логического нуля, то заведенный на вход соответствующего элемента И 96 этот нулевой сигнал (при . отсутствии сигнала обнуления, подаваемого на вторые входы э .ементов И 97, т.е. при логической единице на 2-м. входе (соответствующего элемента

И 97) пройдет на выход одного из элементов И 97 и разрешит запись информации

I в один из элементов 89. При обнулении информации, записанной на экране

ВКБ 6, на первый формирователь 10 сигналов записи через его внешний вход подается сигнал логического нуля, который в интервале гасящего импульса полей разрешает запись нулевого сигнала в блок 2 памяти цветов.

Для этого предварительно в блок 1 выбора номера цвета заносится нулевой сигнал. В интервалах между действием гасящих импульсов полей, т.е. при действии сигнала видимых строк полей, поступающий код координаты 7у8у9у, дешифрируется. В результате на одном, из выходов дешифратора 96 поочередно появляется нулевой сигнал, поступающий на вход соответствующего элемента

И блока 97 элементов И. Поскольку в обычном состоянии на внешний вход первого формирователя 10 сигналов записи подается уровень логической единицы, т.е. на вход каждого из элемен". тов И блока 97 элементов И, то на выходах. блока 10 поочередно в соответствии с кодом сигнала 7у8у9у будет появляться нулевой сигнал WE.

Этот нулевой сигнал управляет выбором элемента 89, разрешая запись информации в данный элемент. Изменение кода координаты 7у8у9у, поступающего с блока 9 интерполяции координат на вход первого формирователя 10 сигналбв записи, обеспечивает изменение элемента 89- блока памяти, в который разрешается запись информации об элементе изображения, соответствующем положению светового пера 7 на экране блока 6.

Блок !3 выбора цвета (фиг.12) работает следующим образом. Выбор цвета оператором (художником) осуществляется потенциометрами 122, 123, 124 в блоке 106 потенциометров по каждой составляющей пветного теле80 32

31 15292 визионного сигнала. В предлагаемом устройатве используется трехкоординатный потенциометр с одной ручкой управления. Назначение остальных блоков при выборе цвета заключается в пре5 образовании аналоговых величин каждой составляющей цвета Н, О, В в цифровые двоичные коды. Преобразование выбранных аналоговых величин (напряжений) в цифровую форму осуществляется с поч мощью АЦП 108, на вход которого величины R, G, В поступают поочередно.

Подключение сигналов R, G, В по входу АЦП 108 производится коммутатором

107, управление которым осуществляется счетчиком 103. Выходные сигналы

АЦП 108 записываются в регистры

109 110 и 111 памяти, причем моменты записи информации в соответст- 20 вующие регистры памяти должны совпадать с интервалами времени подключе ння соответствующих величин к входу АЦП 108. Интервалы записи информации в регистры памяти формируются де- 25 шифратором 104, выходные сигналы которого стробируются импульсами с вы хода второго формирователя 99 (мультивибратора). В устройстве интервал подключения каждой из величин R,G, 30

В к входу АЦП !08 соответствует времени развертывания одного поля в телевизионном кадре. Поэтому счетчик запускается импульсами, сформированными от переднего фронта сигнала гашения полей в первом формирователе

98 (мультивибраторе). Запуск АЦН 108, осуществляется импульсами с выхода третьего формирователя 100 (мультивибратора), который задержан от пе- 40. реднего фронта сигнала. гашения полей на время длительности импульса мультивибратора 102. Задержка запуска

AIP 108 обусловлена временем переключения коммутатора 107. Стробирование 45 выходных сигналов дешифратора 1Ц4 осуществляется импульсами, сформированными во втором формирователе 99 от заднего фронта сигнала гашения полей. Счетчик 103 обнуляется каждым 50 четвертым импульсом из импульсной последовательности, поступающей на его счетный вход, чем достигается цикличность преобразования сигналов R, G, В. 55

Блок 26 задания номеров цвета используется н первом режиме работы устройства. Оператор кнопкой посылает потенциальный сигнал на триггер, на выходе которого вырабатывается импульс, который переводит реверсинный счетчик блока 1 выбора номера цвета н новое состояние. Новое состояние реверсивного счетчика соответствует новому номеру выбранного для рисования цвета. формирователь 30 управляющего сигнала (фиг.13) работает следующим образом. Сигнал гашения полей (фиг.15а), поступающий на вход формирователя 30, подается на счетный триггер 112, реагирующий на передний фронт кадровых гасящих импульсов. На выходе триггера 112 вырабатывается сигнал, управляющий вторым элементом

И 17 (фиг.15в), который поступает одновременно на входы элемента

ИЛИ 113.и элемента ИЛИ-НЕ 118 и на первый выход формирователя 30 управляющего сигнала. На второй вход элемента ИЛИ 113 поступает входной сигнал, сигнал гашения полей, н результате чего н элементе ИЛИ 113 формируется сигнал гашения нечетных полей (фиг.15д), поступающий с четвертого выхода формирователя 10 на первый вход третьего регистра 16. Кроме того, входной сигнал гашения полей поступает на один вход элемента

ИЛИ 114, на другой вход которого подается сигнал с выхода счетного триггера (фиг.15в), инвертированный элемент ИЛИ-НЕ 118. В результате в элементе 114 ИЛИ формируется сигнал гашения четных полей (фиг.15г), который поступает на входы мультинибраторов 116 и 117, на вход элемента

ИЛИ.-НЕ 115 и на выход блока 15. Этот сигнал (фиг.15r) с пятого выхода формирователя 30 поступает на второй вход второго регистра 15. С выхода мультивибратора 116 снимается сигнал нового номера цвета (фиг.15e}, поступающий на другой вход элемента ИЛИ-НЕ

115 и на второй выход блока ЗО. С второго выхода формирователя 30 управляющего сигнала сигнал (фиг.l5e) поступает на первый вход третьего элемента И 1 8, а с выхода элемента

115, поступающего на третий выход блока 30, сигнал записи нового цвета (фиг .15ж} поступает на второй вход элемента И-HE 29. С выхода мультивибратора 117 сформированный на четвертый выход блока 30 сигнал (фиг.15з) нозврата триггера в исходное состоя40

50

33 15292 ние поступает на второй вход триггера

28.

Второй формирователь 21 сигнала записи (фиг.l 4) работает во втором режиме работы устройства. Формирователь 21 обеспечивает во время сиг нала видимой части строк развертки растра на блоке б от момента окончания действия импульса записи нового цвета (фиг.15ж) запись номера нового цвета в блок 2 памяти номеров цвета. Тактовый сигнал, поступающий на вход регистра 119 сдвига, одновременно поступает на делитель 121, в котором частота этого сигнала уменьшается в восемь раз. В результате::с регистра памяти сигнал списывается с частотой, в восемь pas меньшей, чем записывается в регистр 119 сдвига. В 20 результате обращение при записи производится сразу к нескольким элементам памяти блока 2, что обусловлено недостаточным быстродействием используемых элементов 565РУ5, т.е. обраще- 25 ние производится к восьми элементам. памяти.

Блок 27 задания режима обеспечивает переключение устройства в первый или второй режимы работы. Работа блока 27 производится следующим образом..

Оператор тумблером переводит на выход блока 27 либо нулевой, либо потенциальный сигнал, обеспечивая переключение второго 22, третьего 23, четвертого 24 и пятого 25 коммутаторов в соответствующее положение, обеспечивающее первый или второй режим работы устройства.

Проверка цвета, зафиксированного по координатам светового пера, заключающаяся в определении — встречался ли этот цвет среди уже проверенных цветов, т. е. присвоен ли этому цвету номер или не присвоен, занимает время одного кадра разложения. Присвоение нового номера, если зафиксированный цвет новый, занимает время действия кадрового гасящего импульса поля. Затем в течение ближайшего поля разложения кадра изображения, всем элементам поля, имеющим этот зафиксированный цвет, "становит-, ся в соответствие выработанный номер и запоминается в блоке памяти номеров цвета. В результате в течение длительности кадра разложения, состоящего из двух полей разложения, всем

80 34 элементам одного цвета присваивается один и тот же номер, т.е. производится перекодировка цвета. Быстродействие перекодировки определяется скоростью выбора различных элементов на экране видеоконтрольного блока 6 с помощью светового пера,. т.е. определяется реакцией художника (оператора) ° Ориентировочно, для изображения на экране с 64-я цветами время перекодировки с предлагаемым устройством займет порядка 2 мин. При работе с прототипом перекодировка заняла бы не менее 5 ч.

Формула изобретения

Устройство для отображения информации на экране цветного видеоконтрольного блока, содержащее блок выбора номера цвета, выход которого подключен к первым адресным входам блока памяти номеров цветов и блока памяти набора цветов, выход которого подключен к первому информационному входу первого коммутатора, второй информационный вход которого являет-ся информационным входом устройства, выход первого коммутатора подключен к информационным входам блока цифроаналоговых преобразователей, выходы которого соединены с информационными входами видеоконтрольного блока, оптически связанного с информационным входом светового пера, выход которого подключен к управляющему входу генератора адресов, первый выход которого подключен к второму адресному входу блока памяти номеров цветов, второй выход генератора адресов под-. ключен к информационному входу блока интерполяции координат, первый выход которого подключен к информационному входу первого формирователя сигнала записи, второй выход блока интерполяции координат подключен к третьему адресному входу блока памяти номеров

I цветов, выходы которого подключены к второму адресному входу .блока памяти набора цветов и к входам первого элемента И, выход которого подключен к управляющему входу первого коммутатора, и синхрогенератор, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым синхронизирующим входам видеоконтрольного блока и генератора адресов, третий выход синхрогенератора подключен к

9280

35 152 первым синхронизирующим входам свето1 ваго пера, блока выбора цвета, первого формирователя сигнала записи, блока интерполяции координат, блока памяти номеров цветов и к второму синхронизирующему входу генератора. адресов, третий синхронизирующий вход которого подключен к четвертому выходу синхрогенератора соединенному с вторыми синхронизирующими входами блока памяти номеров цветов и блока интерполяции, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены первый, второй и третий регистры, второй и третий элементы И, первый и второй компараторы, второй формирователь сигнала записи, второй, третий, четвертый и пятый коммутаторы, блок задания номера цвета, блок задания режима работы, триггер, элемент И-НЕ и формирователь управляющих сигналов, управляющий вход которого подключен к третьему выхбду синхрогенератора, первый и второй выходы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к управляющему входу второго регистра и к входу сброса триггера, третий и четвертый выходы формирователя управляющих сигналов подключены соответственно к первым информационным входам элемента И-НЕ- и третьего элемента И, пятый выход — к управляющему входу третьего регистра, шестой выход — к . первому информационному входу второго элемента И, второй информационный вход которого подключен к выходу светового пера, выход второго элемента И подключен к управляющему входу первого регистра, информационный вход которого подключен к информационному входу устройства, соединенному с пер" вым информационным входом первого компаратора, выход которого подключен к управляющему входу второго формирователя сигнала записи, второй информационный вход первого компаратора подключен к выходу второго регистра, информационньп вход которого подключен к выходу первого регистра, соединенному с информационным входом третьего регистра, выход которого подключен .к первым информационным входам третьего коммутатора и второго компаратора, второй информационный вход которого подключен к выходу блока памяти набора цветов, выход второго компаратора подключен к установочному входу триггера, первый и второй выходы которого подключены соответственно к вторым информационным входам элементов И-НЕ и третьего элемента И, выход которого подключен к управляющему входу пятого коммутатора, первый информационный вход которого подключен к выходу блока задания номера цвета, выход пятого коммутатора подключен к информационному входу блока выбора номера цвета, второй информационный вход пятого коммутатрра подключен к выходу блока задания режимов работы, соединенному с управляющими входами второго и третьего коммутаторов и первым информационным входам четвертого коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу элемента H-НЕ, второй информационный вход четвертого коммутатора подключен к третьему выходу синхрогенератора, выход четвертого коммутатора подключен к управляющему входу блока памяти набора цветов, информационный вход которого подключен к выходу третьего коммутатора, второй информационный вход которого подключен к выходу блока выбора цвета, выход второго коммутатора подключен к информационному входу блока памяти номеров цветов, первый и второй информационные входы второго коммутатора подключены к выходам соответственно первого формирователя сигнала записи и второго формирователя сигнала записи, HHAopMBIJHoHHbIH вход которого подключен к четвертому выходу синхрогенератора.

1529280

0m

0m

Опт

; 1529280 фиг. 6

3

М

Фи 7

1529280

)529280 й>иг, 12

1529280

I

1 фие. 8

Составитель Л.Абросимов

Редактор Е. Копча Техред A.Кравчук

Корректор Н.Король

Заказ 7646/47 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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