Способ формирования полутоновых изображений на экране электронно-лучевой трубки и устройство для его осуществления

Союз СоветскихСоциалмстичееиихРеслублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯк двтоес кому свидетельству ц 955181 Ф(23)Приоритет Опубликовано 30:,08,82. Бюллетень32 ао делам нзобретеннй и открытийДата опубликования описании 02 . 09 . 82(72) Авторыизобретения А.М. Куперман и Л.А, КуперманОрдена Трудового Красного Знамени институт ф зиологииим. И.П, Павлова(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛУТОНОВЫХИЗОБРАЖЕНИЙ НА .ЭКРАНЕ ЗЛЕКТРОННО -ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к вычислительной технике и.может быть использовано в качестве устрс ств отображениязрительной информации для психофизиологических исследований зрительной5системы,Известен способ Формирования тестирующих изображений во время их предьявлений испытуемому в управляемомэксперименте; при котором изображение Формируют потоцецно путем управления синхронно с разверткой мгновенным значением сигнала, модулирующегояркость луча электронно-лучевой труб ки (ЭЛТ) 1,т 5Модулирующий яркость сигнал получают в результате преобразования сигнала на выходе УЦВМ иэ цифровой Формыв аналоговую синхронно с разверткойизображения в ходе его предъявления 2 оиспытуемому, прицем само тестирующееизображение и/или его контраст меня"ется в зависимости от реакций испытуемого на предшествующие тесты 11 1. 2Для Формирования этим способом дву" .мерных изображений с широким пространственно-частотным спектром (до 30 циклов на градус ) и большим числом градацией яркости ( дс 256) необходи" ма УЦВМ и цифроаналоговые преобразователи с высоким быстродействием и пропускной способностью (порядка 10 бит в с)..Поэтому таким способом формируют только одномерные изображения, яр" кость которых меняется вдоль одного направления.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ Формирования тестирующих изображений, при котором цифровое поточеч- ное управление яркостью, осуществляемой синхронно только с медленной составляющей развертывающего сигнала (вдоль оси Х), а составляющая моду-. лирующего сигнала, синхронная с быстрой составляющей развертывающего сиг" нала (вдоль оси У), вводится в анало"говой форме путем умножения на медленную составляющую, полученную в результате цифроаналогового преобразования,Отсутствие цифрового управлениясигналом,модулирующим яркость вдоль 5оси У, ограничивает класс формируе"мых в управляемом эксперименте тестирующих изображений, так как позволяетсформировать только одномерные изображения с плавным (гоуссовским) изменением яркости на границах кадра.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство, содержащее блок уп"равления цифроаналоговые преобразова"15тели, генератор бланкирующих сигналови генератор импульсов видеосинхронизации и модулирующего, сигналаКоды, по-,ступающие на регистры через блок управления, преобразуются в напряжение, 20Выходы преобразователей код"аналогсоединены с генератором бланкирующегосигнала, Этот сигнал "гасит" луч в соответствующие моменты времени и нателевизионном экране Формируется двух тоновое изображение 2,Устройство формирует только прямоугольные изображения, имеющие две гра"дации яркости,Цель изобретения - расширение области применения способа за сдет обес-печения формирования полутоновых изображений с переменным двумерным пространственным частотным спектром.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу Формирования полутоновых изображений на экране электронно-лучевой трубки, заключающемусяв формировании сигнала управления яркостью входным сигналом, меняющимсясинхронно с медленной составляющейравзертки, Формируют модулирующийсигнал, соответствующий базисным функциям пространственного частотногоспектра изображения и их весам, и мо.дулируют им входной сигнал, меняющийся синхронно с медленной составляющейразвертки, в течение периода быстрой,составляющей развертки,А также тем, что в устройство, со 50держащее блок управления и последовательно соединенные регистры и цифроаналоговые преобразователи, введеныгенераторы базисных функций и суммирующий усилитель, причем выход блока%55управления соединен с входами регистров, входы генераторов базисных функ"ций и блока управления подключены квходу синхронизации устройства, а их выходы соединены с вторыми входамицифровналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входом суммируоцего усилителя, выход которогоявляется выходом устройства.Пусть Г(х,у) - двумерное распреде"ление яркости на экране электроннолучевой трубки. Выбор системы координат (х,у) определяется типом применяемой развертки. Так например, длятелевизионного растра (х,у) - прямо"угольная система координат, в которойх - координата точки на строке развертки, а у - координата или номерстроки развертки. Для радиальной развертки х " координата точки на радиусе развертки, а у - угловая координата.При фиксированном значении у = у,функция Г(х,у; ) описывает одномерноераспределение яркости вдоль элемен"та развертки (строки, радиуса и т,п.).В общем случае, при разных 1 функцииГ(х,у; ) различны, и множество функций Г(х,у; ),= 18 где М - числоэлементов развертки в кадре, описывает двумерное распределение яркостив пределах одного кадра изображения.В соответствии со спектральной,теорией, на интервале а ( хЬ, являющемся элементом развертки, ФункцияГ(х,у;) представляется э виде линейной комбинации более простых функцийЮк(х) т.е,( ;)=Сс ( ) кгде Ск(у;) К=0,со , есть спектр Функции Г(х,у)в системе базисных функций Мк(х). В качестве Функций Ч(х) выбираются базисные функции с интервалом ортогональности совпадающим с интервалом а с хЬ, Выбор системы базисных Функций определяется задачей исследования и пространственным частотным спектром тестирующих иэображений,Сигналы мгновенные значения которых соответствуют базисным функциям Ч к(х), Формируются синхронно с разверткой, а коэффициенты Ск(у;) вычисляются с учетом оценок реакции испы" туемого на предшествующие тесты. Алгоритм вычисления коэффициентов Ск(у; ) определяется задачей управляемого экс" перимента и принятым методом психофизиологического исследования. Воэмож"ости формирования различных изобра" ений по предлагаемому способу наи5 9551 более полно реализуются при использовании цифровой вычислительной машины для получения кодов коэффициентов Ск(у;). Сигналы Ск(у; ) преобразуются из цифровой Формы в аналоговую и умножаются на соответствующие сигналы Ях(С)3, затем си гнальс С (у; )Чх (х) суслмируются, и сигнал,в этом случае осуществляется с помГ=щью сигнала, поступающего на вход 2(вх. 2) устройства, Для ортогональных полиномов, например полиномов Чебышева, генераторы базисных функциймогут быть выполнены как функциональ"ные преобразователи напряжения развертки, поступающего в качестве независимой переменной на вход 2 (вх,2)устройства.Выходной сигнал устройства подается на .видеоусилитель или вход Е элект"ронно-лучевой трубки имодулирует яркость синхронно с разверткой. Модули"рующий сигнал может изменяться от элемента раввертки (строки, радиуса ит,п.) к элементу, что обеспечиваетформирование двумерных изображений,яркость которых меняется по двум координатам, Движущиеся иэображения формируют эа счет изменения выходногосигнала устройства от кадра к кадру.По сравнению со способом Формирования потональных изображений путем уп"равления синхронно с разверткой мгновенными значениями сигнала, модулирую"щего яркость луча электроннолучевойтрубки, предлагаемый способ позволяетв несколько десятков раз снизить необходимое быстродействие и пропускнуюспособность управляющей цифровой вычислительной машины и цифроаналогового преобразователя, Благодаря этомумогут быть сформированы в ходе управляемого эксперимента двумерные полу- тональные иэображения.Воэможности Формирования различных изображений, заложенные в предла"гаемом устройстве, наиболее полно реализуются при использовании цифровойвычислительной машины для получениякодов коэффициентов деления напряже"ния. По сравнению с известными устройствами поточечного Формирования тестирующих изображений предлагаемое устройство имеет преимущество по обьему памяти для хранения изображений, по быстродействию канала связи цифровая вычислительная машина - устройство Формирования иэображений, а . также по быстродействию преобраэова" ния код-аналог для получения сигнала модуляции яркости.Предлагаемое устройство позволяет сформировать полутональные иэображения с заданными свойствами, близкими к свойствам реальных изображений и получить новые экспериментальные дан" ;ные о характеристиках.зрительной модулирует яркость луча электроннолучевой трубки (чертеж),Изменение набора коэффициентовСК(у) в зависимости от номера 1 элемента развертки и номера кадра позволяет получать широкий класс не толькоодномерных, но и двумерных, а такжедвижущихся иэображений.На чертеже показано устройство для 20осуществления способа,Предлагаемое устройство содержитгенераторы 1, базисных функций, соединенные через цифроаналоговые преобразователи 2 с сумслирующим усилителем 3, и регистры сс, соединенные сделителями 2 напряжения. Цифровой входустройства соединен с входом регистров сс через блок 5 управления, а второй вход устройства подключен к бло-; зО, ку 5 управления и к генераторам 1 базисных функций,Устройство работает следующим образосл,Выходной сигнал генератора базисных функций К"го порядка через цифро 3аналоговый преобразователь 2 подается на вход суммирующего усилителя.3.Коэффициент передачи преобразователя 2 задается кодом, установленнымна цифровом регистре сс данного канала устройства. Код коэффициента передачи подаетСя по кодовым шинам из управляющей цифровой вычислительной машины через блок 5 управления на регистр. Синхронизация записи кода врегистры с разверткой осуществляетсяс помощью сигнала, поступающего в.блок 5 управления с входа 2 (вх. 2).Базисные функции времени генерируются, например, методом моделированиядифференциальных уравнений или уравнений в конечных разностях, собственные функции которых и составляют ба"зис. Например, для тригонометрического55синус" коеинусного базиса моделируется система дифференциальных уравнений, а для базиса Уолша - уравненияв конечных разностях, Синхронизация7, 95518 системы и механизмах распознавания зрительных образов.Формула изобретения1, Способ формирования полутоновых Изображений на экране электроннолучевой трубки, заключающийся в формиро- вании сигнала управления яркостью входным сигналом, меняющимся синхрон" но с медленной составляющей развертки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что О с целью расширения области применения способа ва счет обеспечения Формирования полутоновых изображений с переменным двумерных пространственным частотным спектром формируют модули" рующий сигнал, соответствующий базисным функциям пространственного частотного спектра изображения и их весам, и модулируют им входной сигнал, меняющийся синхронно с медленной составляющей развертки, в течение периода быстрой составляющей развертки.2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее блок управления и последовательно соединен" ные регистры и цифроаналоговые преоб-разователи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно содержит генераторы базисных функций и суммирующий усили" тель, причем выход блока упра.вления соединен с входами регистров, входы генераторов базисных функций и блока управления подключены к входу синхронизации устройства, а их выходы со" единены с вторыми входами цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входом суммирующего усилителя, выход которого является выходом устройства.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. ОгаЬащ й., йоЬоп 1,С., ИасЬ- щ 1 аз 1. Сгас 1 п 9 зцщп 3 аСоп 1 и очеа апд рег 1 р 6 егу. - Чз 1 оп йезеагс 6 1978, ч. 18, р, 815-825.2. 1.оЬоиз 1 су 1,А. Соорцсег сопсго 1- 1 ед юеСЬод Гог дейег щп 1 п 9 йЬе Г 1105 оГ ч 1 зпа зуеп пепгопь. "Тгапзас 1 оп оп Вопед 1 са 1 Еп 91 пеегп 9" УЕЕЕ 1977, ч. 24, М 5, р, 461-4 бб (прототип).1., кареико 9 ВНИИПИ Госу по делам 035 11 осквказ Филиал ППП "Па Составитель В. СметанинТехрев .баритончик КонектоТираж 172 Подписноарственного комитета СССРизобретений и открытийЖРачщская наб. д, 4/5