Устройство для формирования отрезка прямой линии на экране электронно-лучевой трубки

 

CoIo3 Советеиик

CoQHbllNC7HvOCKNX

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)919163 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.09.79 (2 I ) 2823030/18 — 09 с присоединением заявки № (51)М. Кл.

Н 04 и 7/18 йеудеретвеииый квмнтет

СССР (23) Приоритет но делам изебветеиий и открытий

Опубликовано 07.04.82. Бюллетень ¹ 13 (53) УДК 621.397 (088.8) Дата опубликования описания 07.04.82 (72) Авторы изобретения

В. Т. Кожеуров и Ю. Г. Огурцовский

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОТРЕЗКА

ПРЯМОЙ ЛИНИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННΠ— ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ

Изобретение относится к технике средств связи и может использоваться при построении телевизионных систем количественного анализа микрообъектов, применяемых, например, для морфометрических исследований в биологии и медицине, в которых изображение исследуемого поля зрения воспроизводится на экране видеоконтрольного устройства (ВКУ), а требуемые его фрагменты выделяются бператором посредством устройства ввода графической тО информации.

Известно устройство для формирования отрезка прямой линии на экране электроннолучевой трубки, содержащее первый счетчик импульсов, вход которого подключен к выl5 ходу генератора тактовых импульсов, вход которого подключен к входу второго счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу источника строчной синхронизации, а выходы первого и второго счетчиков импульсов через многоразрядные элементы И подключены к первым. входам двух многоразрядных регистров сдвига, вторые входы которых подключены к источнику кадровой синхронизации, а также два цифровых компараторов, первые входы которых подключены к выходу второго счетчика импульсов, а второй вход первого цифро. вого компаратора подключен к первому выходу первого многоразрядного регистра сдвига, второй выход которого подключен к второму входу второго цифрового компаратора, и дешифратор нуля (11.

Однако известное устройство имеет низкую точность формирования отрезка прямой линии на экране электронно-лучевой трубки.

Цель изобретения — повышение точности формирования отрезка прямой линии на экране электронно-лучевой трубки.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для формирования отрезка прямой линии на экране электронно-лучевой трубки, содержащее первый счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход которого подключен к входу второго счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу источника строчной синхронизации, а выхо ы первого и второго счетчиков импульсов через многоразрядные

3 91916 элементы И подключены к первым входам двух многоразрядных регистров сдвига, вторые входы которых подключены к источнику кадровой синхронизации, а также два цифровых компаратора, первые входы которых подключены к выходу второго счетчика импульсов, а второй вход первого цифрового компаратора подключен к первому выходу первого многоразрядного регистра сдвига, второй выход которого подключен к второму входу второго циф- 10 рового компаратора, и дешифратор нуля, введены блок вычисления, формирователь команд, элемент И вЂ” ИЛИ, реверсивный и вычитающий счетчики импульсов, причем выходы первого и второго многоразрядных регистров сдвига под- 1 ключены к входам блока вычисления, причем выходы второго многрразрядного регистра сдвига также подключены к первому и второму входу элемента И вЂ” ИЛИ, к третьему и четвертому входу которого подключены выходы первого и второго цифрового компаратора, а выход элемента И вЂ” ИЛИ подключен к перво; му входу реверсивного счетчика импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу формирователя команд, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго цифрового компаратора, третий вход формирователя команд подключен к выходу генератора тактовых импульсов, четвертый вход — к выходу источника строчной синхронизации, пятый вход — к выходу источника кадровой синхронизации, а шестой вход— к выходу блока вычисления, пятый вход которого подключен к второму выходу формирователя комацд, третий выход которого подключен к первому входу вычитающего счетчика импульсов, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход реверсивного счетчика импульсов подключен к третьему входу вычитающего счетчика импульсов выход которого подключен ко входу дешифратора нуля.

При этом блок вычисления состоит из вычитателя кодов, выход которого соединен черезвыходной регистр памяти с входами трех вход-, ных регистров, выход первого из которых подключен к первому элементу И-ИЛИ, а выходы второго и третьего входных регистров подключены к второму элементу И вЂ” ИЛИ, выходы которых подключены к первому и второму входу вычитателя кодов, остальные входы элементов ©

И вЂ” ИЛИ являются входами блока вычисления.

Кроме того, формирователь команд состоит из элемента ИЛИ, выход которого через первый триггер и первый элемент И соединен с первым входом второго триггера, выход которого через 5э второй элемент И подключен к формирователям переднего и.заднего фронтов тактовых импульсов, выходы которых подсоединены 1с вторым входам третьего, четвертого, а также пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И и третьего триггера, первый вход которого ется входом строчной синхронизации, а первый выход соединен с девятым элементом И, второй вход которого соединен с выходом четвертого триггера, первый вход которого подсоединен к выходу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом пятого триггера и с выходом блока строчных синхроимпульсов, а выход — подключен к первому входу восьмого элемента И, а входной сигнал непосредственно подан на первые входы третьего и четвертого элементов И, а через первый инвертор — на пятый, шестой, десятый и одиннад. цатый элементы И, третьи входы третъего и пятого элементов И подключены к второму выходу четвертого триггера, третий вход четвертого триггера, третий вход четвертого элемента И подключен к выходу третьего триггера, выход девятого элемента И соеgwea с соответствующими входами шестого и седьмого элементов И, выход седьмого элемента И подключен ко входу установки нуля второго триггера и одному из входов второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента

И и вторым входом третьего элемента ИЛИ, а третий вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элеь энта И и первым входом третьего элемента ИЛИ, причем выход третьего элемента ИЛИ подключен к первым входам двенадцатого и тринадцатого элементов

И, вторые входы которых соединены с выходами шестого триггера, входи которого соединены с седьмым и шестым триггерами через четырнадцатый и пятнадцатый элементы И, причем вторые входы первого, седьмого и восьмого триггеров подключены к выходу блока кадровых синхроимпульсов, а соответствующие входы десятого, одиннадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого элементов И подключены к соответствующим выходам регистра сдвига, вход которого подключен к блоку кадровых сиихроимпульсов и ко входу второго инвертора, причем выход третьего элемента И подключен к соответствующим входам четвертого и пятого триггеров, выход шестого элемента И подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ, выходы десятого и одиннадцатого злеметов И подключены к соответствующим входам седьмого и восьмого триггеров, второй вход первого элемента И соединен с вторым входом регистра сдвига.

На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — вариант выполнения блока вычисления; на фиг, 3 — вариант выполнения формирователя команд.

919163 6 (3) и Рп

Устройство для формирования отрезка прямой линии на экране электронно-лучевой трубки содержит первый счетчик 1 импульсов, генератор 2 тактовых импульсов, второй счетчик

3 импульсов, первый и второй многоразрядные элементы И 4, 5 соответственно, первый и второй многоразрядные регистры 6 и 7 сдвига соответственно, дешифратор 8 нуля, два цифровых компаратора 9 и 10, элемент И вЂ” ИЛИ 11, реверсивный счетчик 12 импульсов, вычитаю- 10 щий счетчик 13 импульсов, блок 14 вычисления, формирователь 15 команд, причем блок вьтчисления состоит из трех входных регистров 1618, первого и второго элементов И вЂ” ИЛИ 19 и 20, выходного регистра 21 памяти, вычита- 15 теля 22 кодов, кроме того формирователь команд содержит регистр 23 сдвига, первый и второй инверторы 24 и 25 соответственно, первый, второй и третий элементы ИЛИ 26 — 28 соответственно, первый, второй, третий, четвер- 2О тый, пятый, шестой, седьмой и восьмой триггеры 29 — 36 соответственно, формирователь 37 переднего фронта тактовых импульсов, формирователь 38 заднего фронта тактовых импульсов, пятнадцать элементов И 39-53. 25

Устройство работает следующим образом.

В основу работы устройства положены следующие математические соотношения.

Горизонтальные координаты точек, образующих участок прямой на строках растра и и п+ 1, связаны выражением

x = x„+ ISI ° sign (S) (1)

В общем случае инкремент наклона есть число дробное и состоящее из целой части N и правильной дроби М/hy, где О» М hy — 1. При35 чем знак инкремента sign (S) может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от взаимного расположения исходных точек.

В общем случае модуль I SI = N + Mi }hyI .

Точное значение строчной координаты хп на строке n:

xn = x f ISI (n — 1) sign (S) = (2)

= ent(x„) + (М„/}Ьу/) sign (S)

Устройство формирования оперирует только с 4

45 целочисленными величинами, поэтому целочисленная координата хс„на строке и

x> = Йп Ф P sign (Q, где P„= 1, если Mn — Ihyi/2 >0 в противном случае.

Согласно (1) и (2) точное значение строч50 ной координаты х„+, на строке и + 1 х„; —, епт(х„} +1(М„+ Jbxl)//hyij ° sign (S), тогда целочисленная координата х и+, равна х, = N„+ (йп, + Р„,, ) ° sign (S).

С учетом (3) окончательное выражение, связывающее целочисленные координаты на и-ой и

n + 1-ой строках будет х „+=, (х „— Р, а}цп(5)) +(Nii+ Ð,+i) з19п($). (4) В (4) Р, Р = 1 ЧО в зависи сти от того, было ли на нредылущей и текущей строках округление либо нет, а N„,„= N V (N + 1), где знак Ч подразумевает операцию логическое

ИЛИ.

Предлагаемое устройство вычисляет текущее значение координаты хс„,, на основании ее величины на предыдущей строке сканирования и величины инкримента наклона, причем числитель дробной части, полученный на предыдущей строке учитывается для последующей.

Описываемое устройство осуществляет формирование импульсов, выполняя построчную целочисленную интерполяцию на основе вышеизложенных математических соотношений. Первый и второй счетчики 1 и 3 (фиг. 1) в каждом телевизионном кадре образуют двоичные коды координат, отсчитываемых or левого верхнего угла растра, в направлении строчной (х) и кадровой (у) разверток. Строчная координата отсчитывается в числе строчных элементов (тактов), формируемых генератором 2 тактовых импульсов, а кадровая координата — в числе строчных синхронизируюших импульсов, подаваемых на вход второго счетчика 3 от синхрогенератора телевизионной системы (не показано). В момент появления входного сигнала от светового пера, подаваемого на входы первого и второго многоразрядных элементов схем И 4 и 5, осуществляется запись координат первой точки (х,: у, ), определяющих положение светового пера в данном кадре, в разряды первого и второго многоразрядных регистров

6 и 7 сдвига. В конце телевизионного кадра сигналом кадровой синхронизации, подаваемым на входы сдвига этих многоразрядных регистров 6 и 7 сдвига, записанные координаты переписываются во вторые разряды. В следующем телевизионном кадре в первые разряды аналогич. но записываются координаты второй точки, определяющей новое поло кение светового пера относительно телевизионного растра. В конце второго кадра сканирования координаты первой точки переписываются в третьи разряды, а второй точки — во вторые.

В третьем кадре устройство осуществляет формирование импульсов, образующих отрезок прямой между записанными, во втором и третьем разрядах точками, а также запись координат третьей точки в первые разряды этих многоразрядных регистров 6 и 7 сдвига, В момент обратного хода после окончания второго телевизионного кадра формирователь 15 команд последовательно р.1зрешаст подачу на блок 14 вычисления величин х,, х4, а затем yi, у4, подавая соответствующие импульсы на управляющие входы этого блока. При этом в блоке 14 вычисления образуются модули чисел hx и h), кото. рые записываются во входные регистры этого

919163 блока (фиг. 2). Одновременно формирователь

15 команд на основании знаков Ах и Ау, образующихся последовательно на выходе блока вычисления определяет знак S, задающий направление сложения или вычитания в реверсивном 5 счетчике 12 импульсов. Сигнал на выходе блока 14 вычисления принимает значение единица; если вычитаемое меньше уменьшаемого, напри мер bx < 0 и нуль в обратном случае.

Для примеров реализации блока вьгчисления О и формирователя команд (фиг. 2 и 3) на первой строке внутри кадрового синхросигнала регистр 23 сдвига формирователя команд (фиг. 3) выдает импульс, который, поступая на соответствующий вход блока 14 вычисления 5 (фиг. 2), разрешает подачу кодов х, и х> на вычитатель 22 кодов через первый и второй элементы И вЂ” ИЛИ 19 и 20. По заднему фронту сигнала разрешения модуль разности Ьх— х4 — х1 записывается в выходной регистр 21 20 памяти блока 14 вычисления. Кроме этого, разрешающий потенциал с первого выхода регистра 23 сдвига (фиг. 3) подается на элемент

И 49, на второй вход которого подан сигнал с соответствующего выхода блока 14 вычисле- 25 ния. Выходной сигнал последнего 14 подан также на другой вход формирователя 15 команд (фиг. 3) и разрешает или запрещает прохождение сигнала через элементы И 48, 49.

В рассматриваемом примере Ь х > 0 и сиг- зо нал не проходит через элемент И 49. При этом восьмой триггер 36 остается в исходном состоянии, заданном кадровым синхросигналом (КСИ). Одновременно задним фронтом сигнала производится запись кода модуля Ьх из выходного регистра 21 памяти (фиг. 2) блока вычисления в друтой входной регистр 18.

На следующей строке внутри кадрового синхросигнала регистр 23 сдвига (фиг. 3) по соответствующему выходу разрешает подачу на вычитатель 22 кодов (фиг. 2) блока вычисления величин у, и у4 . При этом, как было описано выше, во входные регистры 16 и 17 заносится величина Ьу. С использованием элемента И 48 и седьмого триггера 35 (фиг. 3) запоминается знак Ьу. На третьей строке внутри кадрового синхросигнала регистр 23 сдвига (фиг. 3) открывает элементы И 52 и

53 (фиг, 3) и в зависимости от соотношения знаков Ьх и Ьу срабатывает шестой триггер

Ю

34, определяющий своими выходами разрешение элементов И 50 и 51, с выходов которых сигнал подается на счетные входы реверсивного счетчика 12 импульсов (фиг. 1). При этом, если величины bx и Ьу имеют разные знаки, разрешается элемент И 50 и сигнал с его выхода

55 подается на вычитающий вход реверсивного счетчика 12 импульсов, если Ьх u hy имеют

Ъ одинаковые знаки, то через элемент И Sl. на вычитаюший вход вычитающего счетчика 13 импульсов. На этом работа на обратном ходу кадровой развертки заканчивается. При этом во входных регистрах 16 и 17 блока вычисления для рассматриваемого примера записана величина Ьу = 3 и в входном регистре 18—

Ах =- 5, а также определено направление коррекции строчной координаты, т. е. знак наклона отрезка.

На прямом ходу. третьего телевизионного кадра второй счетчик 3 (фиг. 1) формирует текущие значения вертикальной координаты у, которые подаются на цифровые компараторы

9 и 10, на вторые входы которых подан код координат у, и уд. В момент времени равенства текущей вертикальной координаты, минимальной из координат у, или у2, срабатывает один из цифровых компараторов. Предположим, что первым срабатывает цифровой компаратор

9 на строке у — уг= 2. При этом подается разрешающий импульс на третий вход элемента

И-ИЛИ 11 и в реверсивный счетчик 12 импульсов записывается код горизонтальной координаты х, соответствующей у . Ha прямом ходу кадровой развертки формирователь 15 команд по третьему выходу разрешает подключение входного регистра 16 (фиг. 2) к первому входу вычитателя 22 кэдов блока 14 вычисления, через третий триггер 31. (фиг. 3) подключение входного регистра 18. Вычитатель

22 кодов осуществляет вычитание hy — Ьх и код разности сохраняется на его выходе. На выходе блока 14 вычисления образуется при этом сигнал знака указанной разности. С нача-. лом прямого хода другой строки сигнал с выхода цифрового компаратора 9 по второму входу включает формирователь 15 команд. При этом через первый элемент ИЛИ 26 (фиг. 3) взводится первый триггер 29, который, в свою очередь, через элемент И 39 взводит второй триггер 30. Этим разрешается элемент И 40 и тактовые импульсы, подаваемые на вход формирователя команд, подаются на формирователи 37 и 38. С приходом первого сигнала команды управления от формирователя 15 команд на блок 14 вычисления, последнее осуществляет вычитание кодов чисел Ь х1 иАу с последующим вычитанием результата этой операции из кода числа Ьх. Полученный код хранится в выходном регистре 21 памяти (фиг. 2). Поскольку Ьх — (Ьу — Ьх,) = 2>0, то на выходе блока 14 вычисления формируется сигнал "больше ; который через формирователь 15 команд разрешает запись кода иэ выходного регистра 21 памяти во входной регистр 16 (фиг. 2), на котором образуется код числа Ax,—.— 2, используемый для второго цикла сравнения кодов чисел Ьх, и Ьу.

919163

12 разрядного регистра сдвига, второй выход ко-, торого подключен к второму входу второго цифрового компаратора, и дешифратор нуля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования отрезка прямой линии на экране электронно-лучевой трубки, в него введены блок вычисления, формирователь команд, элемент И вЂ” ИЛИ, реверсивный и вычитающий счетчик импульсов, причем выходы первого и второго многораз- 0 рядных регистров сдвига подключены к входам блока вычисления, причем выходы второго многоразрядного регистра сдвига также подключены к первому и второму входу элемента И вЂ” ИЛИ, к третьему и четвертому входу ка- 15 торого подключены выходы первого и второго цифрового компаратора, а выход элемента И—

ИЛИ подключен,,к первому входу реверсивного счетчика импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу формирователя ко- 20 манд, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго цифрового компаратора, третий вход формирователя команд подключен к выходу генератора тактовых импульсов, четвертый вход — к выходу источника строчной синхронизации, пятый вход — к выходу источника кадровой синхронизации, а шестой вход — к выходу блока вычисления, пятый вход которого подключен к второму выходу формирователя команд, третий выход которого подключен к первому входу вычитающего счетчика импульсов, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход реверсивного счетчика импульсов подключен к третьему входу вычитающего

35 счетчика импульсов, выход которого подключен ко входу дешифратора нуля.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок вычисления состоит из вычитателя кодов, выход которого соединен через выходной регистр памяти с входами трех входных регистров, выход первого из которых подключен к первому элементу И вЂ” ИЛИ, а выходы второго и третьего входных регистров подключены к второму элементу И вЂ” ИЛИ, 4 выходы которых подключены к первому и второму входу вычитателя кодов, остальные входы элементов И вЂ” ИЛИ являются входами блока вычисления.

3, Устройство по п, 1, о т и и ч а ю щ ее с я тем, что формирователь команд состоит из элемента ИЛИ, выход которого через первый триггер и первый элемент И соединен с первым входом второго триггера, выход которого через второй элемент И подключен к формирователям переднего и заднего фронтов тактовых импулЬсов, выходы которых подсоединены к вторым входам третьего, четвертого, а также пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И и третьего триггера, первый вход которого является входом строчной синхронизации, а первый выход соединен с девятым элементом

И, второй вход которого соединен с выходом четвертого триггера, первый вход которого подсоединен к выходу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом пятого триггера и с выходом блока строчных синхроимпульсов, а выход подключен

4 к первому входу восьмого элемента И, а входной сигнал непосредственно подан на первые входы третьего и четвертого элементов И, а через первый инвертор — на пятый, шестой, десятый и одиннадцатый элементы И, третьи входы третьего и пятого элементов И подключены к второму выходу четвертого триггера, третий вход четвертого элемента И подключен к выходу третьего триггера, выход девятого элемента И соединен с соответствующими входами шестого и седьмого элементов И, выход седьмого элемента И подключен ко входу установки нуля второго триггера и одному из входов второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И и вторым входом третьего элемента ИЛИ, а третий вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И и первым входом третьего элемента ИЛИ, причем выход третьего элемента ИЛИ подключен к первым входам двенадцатого и тринадцатого элементов

И, вторые входы которых соединены с выходами шестого триггера, входы которого соединены с седьмым и шестым триггерами через четырнадцатый и пятнадцатый элементы И, причем вторые входы первого, седьмого и восьмого триггеров подключеньг к выходу блока кадровых синхроимпульсов, а соответствующие входы десятого, одиннадцатого, четырнадцатог0 и пятнадцатого элементов И подключены к соответствующим выходам регистра сдвига, вход которого подключен к блоку кадровых синхроимпульсов и ко входу второго инвсртора, причем выход третьего элемента

И подключен к соответствующим входам четвертого и пятого IpHf1 åðîâ, выход шестог0 элемента И подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ, выходы десятого и одиннадцатого элементов И подключены к соответствующим входам седьмого и восьмого триггеров, второй вход первого элемента И соединен с вторым входом регистра сдвига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент C16A N 4017680, кл. Н 04 N 7/18, 1977 (прототип).

919163

Заказ 2166/43 Тираж 685

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Е. Голуб

Редактор В. Пилипенко Техред 7. Маточка Корректор А. Ференц