Устройство для формирования телевизионного изображения с изменением масштаба управляемого фрагмента
Использование: в вычислительной и телевизионной технике. Сущность изобретения: предназначено для формирования сложного телевизионного изображения, содержащего фон с "врезанным" в него управляемым фрагментом, имеющим возможность масштабирования. Изобретение позволяет получить выигрыш во времени, так как в предложенном алгоритме операция масштабирования производится только на две точки границы, а затем формируется исполнительный адрес каждого элемента разложения фрагмента как сумма адреса элементов фона с кодом шага чтения, что достигается за счет введения в устройство регистров коэффициентов масштаба по строке 21 и по столбцу 22, четырех регистров 23-26 для записи границы фрагмента, двух делителей 27, 28, регистров шага чтения по столбцу 36 и по строке 35, шести вычитателей 29-34, двух делителей на два 37-38, четырех умножителей 39-42 и восьми сумматоров 43-50. 1 ил.
Изобретение относится к вычислительной и телевизионной технике, предназначено для формирования сложного телевизионного изображения, содержащего фон с "врезанным" в него управляемым фрагментом, имеющим возможность масштабирования.
На чертеже приведена функциональная схема устройства. Позицией 1 обозначен вход координаты границы фрагмента и значение коэффициента масштабирования по Х и Y. Устройство содержит генератор 2 тактовых импульсов, регистр 3 состояний, дешифратор 4. Позицией 5 обозначен управляющий выход устройства. Устройство также содержит регистр 6 центрирования, первый триггер 7, первый 8 и второй 9 элементы И, счетчик 10 центрирования по столбцам, второй триггер 11, третий элемент И 12, счетчик 13 адреса столбца, третий триггер 14, четвертый 15 и пятый 16 элементы И, счетчик 17 центрирования по строкам, четвертый триггер 18, шестой элемент И 19, счетчик адреса 20 по строке, регистр 21 коэффициента масштаба по строке, регистр 22 коэффициента масштаба по столбцу, с первого по четвертый 23, 24, 25 и 26 регистры значений границ фрагмента (значения координаты верхней левой границы фрагмента по Х, значения координаты нижней правой границы фрагмента по Х, значения координаты верхней левой границы фрагмента по Y и значения координаты нижней правой границы фрагмента по Y соответственно), первый 27 и второй 28 делители (соответственно для получения обратного значения коэффициента масштабирования по Х и по Y), с первого по шестой вычитатели 29, 30, 31, 32, 33 и 34, регистр 35 шага чтения по строке, регистр 36 шага чтения по столбцу, первый 37 и второй 38 делители на два, первый 39, второй 40, третий 41 и четвертый 42 умножители, первый 43, второй 44, третий 45, четвертый 46, пятый 47, шестой 48, седьмой 49 и восьмой 50 сумматоры, мультиплексор 51 адреса, блок 52 видеопамяти, блок 53 памяти маски и констант, мультиплексор 54 данных, цифроаналоговый 55 преобразователь. Позицией 56 обозначен информационный выход устройства. Устройство работает следующим образом. В подготовительном режиме последовательно загружается блок 53 кодами элементов разложения фонового изображения, блок 53 памяти маски и констант кодами элементов разложения фрагментов изображения и маски каждого элемента разложения. По входу 1 записываются в регистры 23, 24, 25, 26 значения координаты границы фрагмента верхнего левого угла и нижнего правого угла соответственно Х1, Х2, Y1, Y2. Так же задается значение коэффициента масштабирования по Х и Y в регистрах 21, 22. Далее вычисляем новое значение границы масштабируемого фрагмента, которые будут служить как маркировочные знаки для мультиплексора 54 данных. Вычисление происходит по известной математической формуле масштабирования: Х Х1 ХМ Y Y1 YM Х Х х КМХ Y Y х КМY X X + XM Y Y + YM где Х1, Y1 координаты масштабируемой точки КМХ, КМY коэффициенты масштабирования по Х и Y КМ, YM точки, относительно которых производится масштабирование Координаты точки ХМ, YM вычисляются: XM Xm2 + (Xm2-Xm1/2 YM Ym1 + (Ym2-Ym1/2 где Хm1, Ym1 координаты верхнего левого угла фрагмента,Xm2, Ym2 координаты нижнего правого угла фрагмента. Также мы вычисляем значение шагов чтения по строке и по столбцу блока 53, содержащего значения констант, полученных от обратного значения коэффициентов масштабирования и будут храниться в регистрах 35, 36. Они будут использованы для вычисления исполнительного адреса блока 53 памяти маски и констант. Предложенный алгоритм имеет выигрыш по времени во много раз больше, чем классический метод масштабирования, т.к. в этом алгоритме операция масштабирования производится только на две точки границы, а дальше формируется исполнительный адрес каждого элемента разложения фрагмента изображения как сумма адреса элементов фона с кодом шага чтения, полученных от обратного значения коэффициента масштабирования, когда в классическом методе производятся вышеупомянутые операции для каждой точки фрагмента. При установке разрешающего значения сигнала "пуск" в регистре 3 состояния по входу 1 координат и приоритета, блокирующий сигнал управляющего выхода снимается с первого выхода генератора 2 тактовых импульсов (КСИ), и кадровые синхроимпульсы начинают поступать в устройство. Отрицательной амплитудой КСИ устанавливают счетчик 13 в исходное нулевое состояние. Положительным фронтом КСИ, определяющим начало кадровой развертки, в регистр 6 и счетчик 10 по входу координат записываются центрирующие коды формируемого изображения на телевизионном растре. Значения кодов представляют собой дополнения регистра 6 и счетчика 10 по числу строк и элементов разложения вдоль строки с начала кадрового и каждого строчного синхроимпульсов. Установленный положительным фронтом КСИ триггер 7 открывает элемент И 8 и разрешает прохождение строчных синхроимпульсов (ССИ) со второго выхода генератора 2 тактовых импульсов через открытый инверсный выход триггера 11, установленным в нуль, элемент И 9 на инкрементный вход счетчика 10. Дальнейшее прохождение ССИ в устройство заблокировано закрытым прямым выходом триггера 11 элементом И 9. В этом состоянии (до появления импульса переполнения счетчика 10) в устройстве отрабатывается смещение формируемого изображения по вертикали от верхней границы растра на заданное по входу 1 координат число строк. Импульсом переполнения счетчика 10 триггера 11 устанавливается в единичное состояние, открывая элемент И 12 и закрывая элемент И 9. Теперь ССИ через элемент И 12 поступают на вход триггера 14, определяющего начало развертки по строке, и инкрементный вход счетчика 13. Код последнего задают старшие разряды адреса блока 26 памяти видеоизображений в рабочем режиме, а также определяют число элементов разложения формируемого изображения по вертикали (по числу строк, отводимых под изображение в телевизионном растре). Импульсом переполнения счетчика 13 триггера 7 и 11 устанавливается в исходное нулевое состояние, заканчивая тем самым процесс формирования изображения. Элемент И 8 запирается прямым выходом триггера 7, и работа устройства блокируется, переходя в режим ожидания до прихода следующего ССИ. Каждый ССИ, поступающий на вход триггера 14, устанавливает его в единичное состояние, фиксируя начало процесса развертки по строке. Элемент И 15 открывается разрешающим потенциалом триггера 14, и тактирующие импульсы (ТСИ) через открытый инверсным выходом триггера 18 элемент И 16 поступают на инкрементный вход счетчика 17 и не поступают на вход счетчика 20, т.к. элемент И 19 заперт прямым выходом триггера 18, находящегося в исходном нулевом состоянии. Во время обратного хода луча отрицательная амплитуда ССИ счетчика 20 устанавливается в исходное нулевое состояние, положительным фронтом ССИ в счетчик 17 переписывается из регистра 6 код смещения изображения по горизонтали (вдоль строки). Частота ТСИ с третьего выхода генератора 2 тактовых импульсов определена длительностью прямого хода строчной развертки. Число элементов разложения изображения по строке и число элементов разложения, определяющих границы формируемого изображения по горизонтали между началом и концом растра. Импульсом переполнения счетчика 17 триггер 18 устанавливается в единичное состояние, фиксируя окончание смещения данного изображения от начала строчной развертки, закрывая элемент И 16 и открывая элемент И 19. ТСИ через открытые элементы И 16 и 19 поступает с третьего выхода генератора тактовых импульсов на инкрементный вход счетчика 20, выходной код которого задают младшие разряды адреса блока 52 памяти видеоизображений в рабочем режиме, а также определяют число элементов разложения данного формируемого изображения по горизонтали (по каждой строке). Импульсом переполнения счетчика 20 триггеры 14 и 18 устанавливаются в нулевое исходное состояние, заканчивая процесс развертки данного формируемого изображения на данной строке. Элемент И 15 запирается прямым выходом триггера 14, блокируя прохождение ТСИ. В результате устройство переходит в режим ожидания до появления следующего ССИ при условии, что процесс развертки формируемого изображения по вертикали не завершен. Старшие и младшие разряды адреса с выходов числа счетчиков 13 и 20 соответственно через мультиплексор 51 адреса поступают на адресный вход блока памяти 52 видеоизображений и на вторые входы сумматоров 43 и 44, кроме нулевых разрядов. В сумматоре 43 вычисляются значения старших pазрядов исполнительного адреса блока 53 как сумма кодов старших разрядов базового адреса с мультиплексора 51 адреса и шага чтения с регистра 36. В сумматоре 44 аналогично вычисляются значения младших разрядов исполнительного адреса блока 53 как сумма кодов младших разрядов базового адреса с мультиплексора 25 адреса и шага чтения с регистра 36. Старшие и младшие разряды исполнительного адреса с выходов сумматоров 43 и 44, кроме нулевых разрядов, подаются на соответствующие разряды адресного входа блока 53, нулевые разряды сумматоров 43 и 44 фиксируют моменты выхода элементов разложения данного фрагмента изображения за пределы границ, выделенных на растре для формирования изображения, по вертикали и горизонтали соответственно значения нулевых разрядов сумматоров 43 и 44 совместно со значением выхода данных модуля маски блока 53 памяти маски и констант, и со значениями выходов регистров 47, 48, 49, 50 управляют работой селектора-мультиплексора 54 данных коммутирующего на вход цифро-аналогового преобразователя 55 либо код элемента разложения фонового изображения из блока 53 памяти видеоизображения, либо код элемента разложения фрагмента из блока 53 памяти маски и констант. Напряжение цифро-аналогового преобразователя 55, характеризующее уровень яркости текущего элемента разложения формируемого изображения, является информационным выходом 30 устройства. Изменение кода на входе 1 коэффициентов масштабирования устройства производится в паузах между кадрами формируемого изображения по значению единичного выхода триггера 7.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1