Устройство для отображения информации на экране телевизионного индикатора

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для вывода графической информации на ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок 1 синхронизации, первый 2 и второй 3 счетчики, первый 4, второй 5 и третий 14 коммутаторы, первый 6, второй 11 и третий 17 блоки оперативной памяти, первый 7, второй 8, третий 12, четвертый 15 и пятый 16 регистры, блок 13 приоритета, вычитатель 18, формирователь 9 видеосигнала, телевизионный индикатор 10, блок 19 сложения-умножения с соответствующими связями. В блоки 6 и 11 памяти заносятся коды границ фрагментов изображения, приоритета и изменения цвета. При считывании по адресам из счетчиков 2 и 3 из блоков 6 и 11 считывается информация и заносится в регистры 7 и 12. Блок 13 приоритета формирует коды приоритетов фрагментов, которые через коммутатор 14 поступают на адресный вход блока 17 памяти, в котором хранятся текущие координаты X, коды цвета и изменения цвета. Считанная из блока 17 памяти информация, проходя через вычитатель 18, блок 19 сложения-умножения, преобразуется в формирователе 9 в стандартный видеосигнал. Изменение приоритетов отображения фрагментов и возможность модификации цветов фрагментов позволяет повысить быстродействие устройства. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЛУБЛИК (19) (11) (51) 5 G 09 С 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПС ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4402249/24-24 (-22) 04.04.88 (46) 30.01.90. Бюл. к- 4 (71): Донецкий политехнический институт, Институт проблем управления АН СССР и Московский машиностроительный завод им. А.И. Микояна (72) В.Ф. Стародубцев, 1О.Д. Воробьев и А.Я. Аноприенко (53) 621.327.11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1254535, кл. G U9 С 1/08, 1983 °

Авторское свидетельство СССР

Р 1374272> кл. G 09 G 1/08s 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО

ИНДИКАТОРА (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для вывода графической информации из ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродей" стния устройства. Устройство содержит блок 1 синхронизации, первый 2 и второй 3 счетчики, первый 4, второй

5 и третий 14 коммутаторы, первый 6, второй 11 и третий 17 блоки оперативной памяти, первый 7 и второй 8, тре1539825 тий 12, четвертый 15 и пятый 16 регистры, блок 13 приоритета, нычитатель 18, формирователь 9 видеосигнала, телевизионный индикатор 10, блок 19 сложения-умножения с соответствующи5 ми связями. В блоки 6 и 11 памяти за" носятся коды границ фрагментов изображения, приоритета и изменения цвета. При считывании по адресам из 10 счетчиков 2 и 3 из блоков 6 и 11 считывания информация и заносится í регистры 7 и 12. Блок 13 приоритета формирует коды приоритетов фрагментов,.

15 которые. через коммутатор 14 постyllaNT на адресный вход блока 17 памяти, в котором хранятся текущие координаты

Х, коды цвета и изменения цвета. Считанная из блока 17 памяти информация, проходя через вычитатель 18, блок 19 сложения-умножения, преобразуется в формирователе 9 в стандартный видеосигнал. Изменение приоритетов отображения фрагментов и возможность модификации цветов фрагментов позволяет повысить быстродействие устройства. 5 ил, Изобретение относится к автомати-! се и вычислительной технике и может быть использовано для вывода графической информации из ЭВМ.

Цель изобретения " повышение быстродействия устройства, 20

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — струкгурная схема блока приоритета; на фиг.3 — структурная схема блока сло- 30 женил-умножения, на фиг.A — форматы слов первого (а), второго (б) и третьего (в) блоков оперативной памяти; на фиг.5 — временная диаграмма работы устройства в режиме отображе- . ,35 ия. !

Устройство содержит блок 1 синхронизации, первый счетчик 2,: второй счетчик 3, первый коммутатор 4,, второй коммутатор 5, первый оперативный 40 блок 6 памяти, первый регистр 7, вто" рой регистр 8, формирователь 9 видео-„ сигнала, телевизионный индикатор 10, второй блок 11 оперативной памяти, третий регистр 12, блок 13 приоритета, третий коммутатор 1 ., четвертый регистр 15 координаты Х, пятый регистр 16, третий блок 17 оперативной памяти, вычитатель 18, блок 19 сложения-умножения.

Блок 13 приоритета содержит стро" бируемый дешифратор 20, триггеры

21,,...,21„, шифратор 22 приоритета.

Блок 19 сложения-умножения содержит шестой регистр 23, первый преоб"

55 разователь 24 кода, второй преобразователь 25 кода, седьмой регистр 26, первый сумматор 27, восьмой регистр

28, третий преобразователь 29 кода, девятый регистр 30 и второй сумматор 31.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 синхронизации формирует на первом выходе опорный синхросигнал, обеспечивающий согласованную работу всех блоков и элементов устройства (см.фиг.5), на втором выходе — строчный синхроимпульс, на третьем — кадровый синхроимпульс, на четвертомсмесь импульсов, необходимую для управления работой формирователя 9 видеосигнала.

Счетчик 2 формирует значения координаты Х в соответствии с положением луча телевизионной развертки по горизонтали. По переднему фронту опорного синхросигнала значение в счетчике 2 увеличивается на единицу.

По строчному синхроимпульсу счетчик

2 обнуляется.

Счетчик 3 формирует значения координаты Y растра, соответствующей номеру текущей строки телевизионнрй развертки. По строчному синхроимпульсу происходит наращивание значения в счетчике 3 на единицу. По кадровому синхроимпульсу счетчик 3 обнуляется., Коммутаторы 4 и 5 в зависимости от сигнала на управляющих входах коммутируют на выход или значения Х и Y от внешнего источника, например

ЭВМ (при записи в устройство вводимого изображения), или значения 0 со счетчиков 2 и 3 при отображении.

Блок 6 памяти кадра предназначен для хранения- значений признака границы и цвета (см.фиг.4а). Прйзнак границы является .одноразрядным, при5 1 398? чем ловля грлн пгл бллсти, подлежащей злкрлске, обозилчлется значением 1, а пранля — значением О. Биту признаЩ ка соответствует первый выход блока и

6 памяти. На второй выход блока 6

5 ц .памяти поступает значение цвета Ц, о разрядность которого k определяется в по формуле к > 1о8 К где К вЂ” максимальное количество одновременно отображаемых полутонов или цветовых оттенков.

Регистр 7 служит для фиксации данных, считываемых из блоков 6 памяти.

Запись в регистр 7 происходит по переднему фронту сигнала на управляю.щем входе. При этом значения, посту" 20 лающие на первый и второй информационные входы регистра, передаются ответственно на первый и второй выходы регистра °

Регистр 8 служит для фиксации текущего значения отображаемого цвета, поступающего далее на формирователь .

9 видеосигнала. Запись в регистр 8 производится по заднему фронту сигнала на управляющем входе. 30

Формирователь 9 формирует на основе цифрового кода, поступающего из регистра 8, один аналоговый видеосигнал (при отображении черно-белых полутоновых изображений) или три аналоговых видеосигнала (соответствующих красной, зеленой и синей составляющим при отображении цветных полутоновых изображений), поступающих затем на видеовход телевизионного индикатора 10.

Блок 1 1 предназначен для хранения значений приоритета изображения и при-. ращения цвета ДЦ (см.фиг.4б) . Разрядность п кодирования приоритета выбирается согласно формуле

n >i 1О87 Nó, 1 где N — максимальное количество по" тен циальн о перекрывающихся изображений °

Разрядность и форма представления d Ц определяются спецификой конкретной .реализации устройства. Значения приоритета и йЦ поступают соответственно на первый и второй выходы блока 11.

Регистр 12 служит для фиксации данных, счить.ваемых из блока 11. Заись в регистр 12 происходит по nееднему фронту сигнала на управляюем входе. При этом значения, постуающие на первый и второй информаионные входы регистра, передаются c(. тветственно на первый и в".орой его

ых оды.

Блок t3 приоритета (фиг.2) фор" мирует номер наиболее приоритетного из изображений, подлежащих визуализации в текущем такте синхронизации.

При этом стробируемый дешифратор 20 служит для формирования по единичному уровню сигнала на управляющем входе сигнала на одном из выходов, номер которого соответствует коду, посту пающему на информационный вход дешифратора 20, По заднему фронту сигнала от дешифратора 20 в один иэ триггеров 21,...,21,„ записывается значение, поступающее на первый вход блока 13 приоритета. Так как первая граница закрашенных областей и изображений задается единичным битом, то количество взведенных в единицу триггеров 21,...,21 определяет количество одновременно отображаемых перекрывающихся изображений в текущем, такте синхронизации. Формирование номера наиболее приоритетного из них осуществляется шифратором 22, который может быть выполнен, например, в виде постоянного запоминающего устройN ства объемом 2 п-разрядных слов,в котором для всех возможных входных комбинаций записаны требуемые выходные значения, задающие приоритет иэображений.

Коммутатор 14 предназначен для коммутации на выход значения приори" тета (номера) изображения или с выхода блока 13 (при высоком уровне сигнала на управляющем входе), или с первого выхода регистра 12 (при низком уровне сигнала на управляющем входе).

Регистры 15 и 16 служат для фиксации значений координаты Х, сформированных в счетчике. 2, с задержкой соответственно на один и два такте синхронизации. Запись в регистры

15 и 16 производится по переднему фронту сигнала на управляющем входе.

Блок 17 памяти цветности предназначен для хранения текущих значений

Х„,, Ц и Ц н (см.фиг.4в) для каждого из отображаемых в текущем такте синхронизации изображений. При этом

1 )39825 при им Х поступает с выхода регистра 16.

I>sinful 19 сложения-умножения служит .для вычисления текущего значения цвега Ц .по формуле.

20

1т Цн

Так как Ц т должно вычисляться в темпе телевизионной развертки, что ,! предъявляет высокие требования к быстродействию блока 19, наиболее целесообразна конвейерная организация данного блока (фиг.3), при которой Ц., вычисляется фактически по следующей (3>ормуле:

30

I og. dx+ fog <>ц т и эначсш>я Х, и Ц н сс Ответствуют левой границе подлежащей закраске области. Значения Х „, ЛЦ и Ц„поступают с ОО >ч>етственно на первый, вто5 рой и третий инд>ормацион>>ые входы бло" ка 17 и записываются в каждом такте по переднему фронту сигнала на управляющем входе блока 17.

Вычитатель 18 предназначен для

I3 hi(f H C JI e E l f f EI р а з н 0 с т И нат Х и Y служат для подачи значений кoopJIII>fax Х и Y при записи >3 устройство новых иэображений; вход

"Запись служит для пг>дачи в устр< йство сигнала записи данных От ш>ешнего источника, вход "И1" является информационным и предназначен для передачи в устройство значений признака и цвета; вход "И2 также является информационным и предназначен для передачи в устройство значений

33риоритета и Л Ц

В исходном состоянии содержимое блоков 6 и 11 является нулевым, что соответствует фоновой закраске.

В режиме записи иэображения в устройство через коммутаторы 4 и 5

Elдлежащ(.й этому же изобретению. При записи Л Ц может вычисляться по формуле: пЦ >> П

Ц вЂ” Ц

Х„- Х

При этом логарифмическая функция реализуется преобразователями 24 и 25 кода, а стеленная — преобраэователел1 29 к< да, которь>е могут быть выполнены в виде постo>ilili! BQIIo>fff>I BI<>

>цих устройств. Регистры 23, 26, 28 и 3 0 с л ужа Г дл я ф 3 1 к с а 1> и и c J I o Ä ëo Ùl f õ промежуточных ре.>ультат< в: D X, д Ц, Ц соответственно на первом, вт(>poM

Н и третьем ил<1>ормац>1(нном >>ходах рс— гистра 23; lop .„dX, 1ор р 811, 11, „на первом, вторс и и третьем инфорл<а цион>>ь>х >>ходах регистра ?6, ТОН дХ +

+ log дЦ, Ц Н Ifa первом и втором Jlfiформационньсх входах 1)еГHc Гра 28;

F<> ДХ 3- t o <3Ц

2 Ц >> Ii.с> пс -рвОм и втором

50 информационных вхс>дах регистра 30.

Запись в регис тры 23, 26, 28 и 30 осуществляется по заднему фронту сигнала на управляющем входе, Вход >Режим служит для управпения режимом работы устройства путем задания или режима эапи<.и в устройс РВО и О J>(ГО БE)IE>одиы(> Г с> и э ОI5 ражe>3 ия или режима ОтОб раж(и ия, входы к ОО1>дигде 11, и Х вЂ” значения цвета и коари n динаты Х для правой границы подлежащей закраске области;

Ц и Х „- ro же, лпя леной г раницы области, Во избежание искажений при изображении запись целесообразно начинать с наиболее приоритетного иэображения и в дальнейшем вести запись изображений в порядке убывания их. приоритета. Тонкие линии, толщиной в один элемент растра по Х, записываются как правые границы иэображений, т.e.. нулевым признаком границы.

В режиме отображения (см.фиг.5) на блоки 6 и 11 поступает адрес со счетчиков 2 и 3, в соответствии с которым содержимое блоков 6 и 11 считывается синхронно с телевизионной разверткой для вывода на экран телевиэион>>ого индикатора. Считанные данные по переднему фронту опорного синхросигнала фиксируются в регистрах 7 и

12, после чего значение приоритета с первого выхода регистра 12 поступает

Ц =Ц„+дЦйХ ч ( нл бл< к 13 прис>ритс тл, )< к тс рс> Нс заднему фрс>нту опорногс> синхросигналя соответствующий тригт ер 21 фиксирует значение признлкя границы. Низкий уровень опорнс>го синхросигнала переключает коммутатор 14 ня передачу значения приоритета с первого выхода регистра 12 на адресный вход блока 17 памяти цветности, в котором по переднему фрон" ó опорного синхросигняла фиксиру»тся текущие значения

Хн, dU и !(„, поступившие соответственно с выходя регистра 15, с второго выхода регистра 12 и с второго вьгхода регистра 7. При этом в простейшем случае, соответствующем фоновому содержимому блоков 6 и 11, осуществляется запись в нулевую ячейку блока

17 текущего значения Х „ и нулевых значений Л Ц и Цн. В следующем такте при высоком уровне опорного синхросигнала на адресный вход блока 17 через коммутатор 14 поступает значение из блока 13 приоритета., определяющее номер наиболее приоритетного изображения из числа подлежащих визуализации в текущем такте синхронизации. Соответствующие параметры считываются иэ блока 17 и по заднему фронту опорного синхросигнала заносятся в первый регистр 23 блока 19 сложения-умножения ° При этом на первый информационный вход блока 19 значение, считанное с первого выхода блока 17, поступает через вычитатель !8, на первый вход которого подается Х T g выхода регистра 16, что оэначаег фактическую запись в блок 19 по первому информационному входу значения Х = Х вЂ” Х „. В блоке 19 сложения-умножения происходит вычисление текущего значения цве" та Ц

Как видно иэ временной диаграммы на фиг.5, значения, находящиеся в блоках 6 и 11 памяти кадра по адресу, сформированному в счетчиках 2 и 3 в такте i могут попасть на выход блока 17 только в такте i+2 для чего значение Х, поступающее на вычитатель 18, также задерживается на два такта с помощью регистров 15 и 16.

Еще на пять тактов информация задерживается в блоке 19 н регистре 8.

Таким образом, в устройстве реализован конвейер, когс>рый при сравни39825 10 тельно низких требованиях к быстродействию отдельных элемент >в позволяет организовать в реальном времени, т.е. в темпе телевизионной развертки, вычисления, необходимые для формирования изображения, соответ. твующего многослойному приоритетному наложению исходных изображений с возможностью плавного изм нения раскраски оконтуренных облас гей, что повышает быстродействие и расширяет область применения устройства.

Формул а и з о б р е т е н и я

Устройство для отображения информации ня экране телевизионного индикатора, содержащее блок синхрониза20 ции, первый и второй счетчики, первый, второй и третий коммутаторы,первый и второй блоки оперативной памяти, первый-пятый регистры, формирователь видеосигнала, выход которого.

25 подключен к видеовходу телевизионного индикатора, первый выход блока синхронизации соединен с тактовым входом первого счетчика и входами управления записью первого и второго регистров, выход второго регистра подключен к информационному входу формирователя видеосигнала, второй выход блока синхронизации соединен с входом сброса первого счетчика и с тактовым входом второго счетчика, вход сброса которого подключен к третьему выходу блока синхронизации, четвертый выход которого соединен С синхровходом формирователя видеосигнала, выходы первого и второго счетчиков подключены к первьм информационнь>м входам. соответственно первого и второго коммутаторов, управляющие входы ко" торых являются входом сигнала режима работы устройства, информационными входами координат Х и Y которого являются вторые информационные входы соответственно первого и второго коммутаторов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым адресными входами первого блока оперативной памяти, первый и .второй выходы которого подключены к информационным входам первого регистра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 5 повышения быстродействия устройства, оно содержит третий блок оперативной памяти, блок приоритета, вычитатель, блок сложения-умножения, выход котоp(>l о подключен к информационному входу второго регистр», выход первого счетчика соединен с информационным входом четвертого регистра, выход которого подключен к информационному входу пятого регистра и к первому информационному входу третьего блока оперативной памяти, первый выход кото1>ого соединен с первым информационныМ входом вычитателя, выход которого

1 по 1ключен к первому информационному входу блока сложения-умножения, управля »>1ий вход которого, управляющий вход третьего коммутатора, входы управления записью третьего, четвертого и пятого регистров, стробирую>ций вход блока приоритета и вход управления записью третьего блока оперативной памяти соединены с первым выходом блока синхронизации, первый выход первого регистра подключен к первому информационному входу блока приоритета, вь1ход которого соединен с первым информационным входом третьего коммутатора, второй информационный вход которого и второй информационный вход блока приоритета подключены к первому вь1ходу третьего регистра, второй вы-.. ход которого соединен с вторым инфор982> 12 мационным входом третьего блока опе-, ративной памяти, третий информационный вход которого подключен к второму

5 выходу первого регистра, второй и третий выходы третьего блока оперативной памяти соединены соответственно с вторым и третьим информационными входами блока сложения-умножения, выходы первого и второго коммутаторов подключены соответственно к первому и второму адресным входам второго блока оперативной памяти, вход управления записью которого и вход управления записью первого блока оперативной памяти являются входом сигнала управления записью устройства, первым и вторым информационными входами которого являются информационные входы

20 соответственно йервого и второго блоков оперативной памяти, выход третьего коммутатора подключен к адресному входу третьего блока оперативной памяти, первый и второй выходы в горого

25 блока оперативной памяти соединены с первым и вторым информационными входами третьего регистра, выход пятого регистра подключен к второму информационному входу вычитателя.

1539825

О. BREST:

1539825

i+1 +Г

Юьи! EC(1) Ящраиц®цц г — -ч Г

3 1 )

СчЯ2), РД1 7), if

РДЕЯ, РЧ(15), тг(а, ьпц п)

Сцих ОИ0

I г-- ,О Айфор q(s), sn(v), bet(<9) гихСИ(г) ды Ю7(15)

8ех,АР/1ф бьа) РДЕЯ) Аа sn(U) дых 6Л(/17) Составитель О. Цапко

Техред M.Moðãåíòàë. Корректор С.Черни

Редактор И, Рыбченко

Заказ 222 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета пс изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскпи комбинат 11атент, г. Ужг род, у и

У о л. Гага ина 101