Устройство обработки и отображения цветных полутоновых и графических изображений

(71) Институтний ЛН СССРдению с ис вычислитель ольэование и техники и модля обработки дистанционногомедицинской средств жет быт и отобр использова ажения данны ания Земли,ике, в сист авления, прзо ах автоматическтирования и диагно го уп т. Цель роис 1 а фиг.1 структу а устройства от ки цветных полут рная электрическая ображения и обраоцовых и графичесфиг.2 - структур- хема блока маских операций, на электрическая ых преобразований; ная электрическая ния. хек изображении, электрическа на ро ния и логическ 3 - структурна а блока таблич цг,4 - структу а блока управл схе ца е АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЗТИ 1ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ОБРАБОНИЯ ЦВЕТНЫХ ПОЛУТОНОВЪИЗОБРЛНГЛНЙ(57) Изобретение отцос тение относится к прикладцобретеция - упрощение уст ному телевидению. Цель изобретенияупрощение устройства. Устройство обработки и отображения цветных полутоновых н графических изображений сжит телекамеру 1, синхрогенераторблок 3 сопряжения с телекамерой,управления памятью изображения,блоки 5 памяти иэображения, видеоконтрольный блок 6, ЦЛП 7, блок 8коммутации, блоки 9 табличных преобразованп и блок 10 управления. Наличие трех блоков 9 табличных преобразований позволяет сократить аппаратурцые затраты устройства в целом.1 з.п. ф-лы, 4 ил,1Устройство для отображения и обработки цветных полутоновых и графических изображений (см. фиг. 1) содержит телекамеру 1, синхрогенератор 2, блок 3 сопряжения с телекамерой, блок 4 управления памятью изображения, пер" выл, второй и т.д. и-й блоки памяти зображеция 5.1, 5.5, , 5.1 с, видеокоцтрольный блок 6, первый, второй, третий цифроаналоговые преобразователи 7.1, 7,2, 7.3, блок 8 коммутации, первы, второй и третий блоки 9,1, 9.2, 9.3 табличных преобразований, блок 1 О управления, Блок 8 маскирования и логических операций (см. фиг.2) состоит из первого, второго и т.д. восьмого поразрядных коммутаторов 11.1, 11 г 7 р каждый из которых представляет собой элемент статической памяти. Каждый блок 9. 1, 9.2, 9.3 табличных преобразований (см. фиг.3)содержит входной адресный мультиплексор 12, блок статической памяти 13 и буферньп выходной регистр 14 для обмена данными между ЭВМ и блоком ста 5 тической памяти 13. Такая организация табличных преобразований позволя ет уменьшить количество таблиц по сравнению с иэвестньм устройством и таким образом сократить аппаратные затраты на отображение и обработку видеоданьх, Блок 10 управления (см. фиг,4) содержит дешифратор 15 адресов, блок 16 управления обменов, дву - направленный шиццьп формирователь 17 данных, блок 18 Формирования старших адресов блоков 9.1 - 9.3 табличных преобразований и подключения графики. Сицхрогенератор 2 вырабатывает синхросерии, необходимые для работы блоков устройства, формирует стандартный сигнал ССП для синхронизации, телемонитора (видеоконтрольный блок 6) сигналы синхронизации телекамеры 1, адрес индикации для блоков 5. 1 - 5.Е памяти иэображения. Блок 4 управления памятью содержит формирователь сигналов управления элементами динамической памяти блоков 5. - 5.1 памяти иэображения, мультиплексор адреса, блок30 управления обменом данными между ЭВМ и блоками 5.1 - 5.1 памяти иэображения, при этом адреса индикации поступают из синхрогецератора 2. Использование в блоке 4 управления памятью одного формирователя, а не по одному для каждого блока памяти устройства- прототипа, использование адреса индикации непосредственно из синхрогенератора 2, а не формирование его на адресных счетчиках для каждого блока памяти устройства-прототипа позволяетсократить аппаратные затраты предлагаемого устройства. Каждый блок 5.15.1 памяти иэображения содержит элементы динамической памяти и сдвиговые 45регистры, мультиплексоры адреса и данных. Информаця о расположении иэображения в этих блоках приведена нижев тексте описания. Следует отметить,что использование одного мультиплексора адреса, а не по одному на каждьп блок памяти устройства-прототипа,также заметно сокращает аппаратныезатраты предлагаемого устройства.55Устройство для отображения и обработки цветных полутоновых и графических изображений работает следующим образом. Источниками информации, подлежащей обработке и отображению, являются либо телекамера 1, либо внешний накопитель цифровой информации, с которого данные поступают и устройство через нпиу связи с ЭВМ. В случае поступления информации с телекамеры 1 аналоговый телевизионный сигнал с выхода телекамерыпоступает на вход блока 3 сопряжения с телекамерой, в котором оц подвергается аналого-цифровому преобразованию. Синхронизация телекамеры 1 и блока 3 сопряжения с телекамерой осуществляется сигналом, поступающим на их входы с первого выхода сицхрогенератора 2, а подключение блока 3 сопряжения с телекамерой к шине связи с ЭВМ осуществляется по команде, поступающей на его первый вход с первого выхода блока 4 управлеия памятью. В случае поступления информации с внешнего накопителя сигнал изображения, подлежащий обработке и отображению, поступает через шину - связи с ЭВМ в блок 4 управления памятью. 11 ри этом необходимые управляющие сигаль передаются по шине связи от синхрогенератора 2 в блок 4 управления памятью. При этом из блока 4 управления памятью входные данные и адреса передаваемых данных поступают соответственно на первый вход (по шине данных) и второй вход (по шине адреса) блоков 5. 1-5.1 памяти изображения. Содержимое блоков 5.1-5.1 памяти изображения последовательно считывается по адресам, генерируемым блоком 4 управления памятью. Каждый блок 5.1-5.с памяти изображения хранит данные об изображении, представленном в виде численной матрицы, т.е. в виде двух квадратных числовых матриц,строки и столбцы которых соответствуют горизонталям и вертикалям изображения, а численные значения содержат характеристики каждой из точекВна которые разбивается иэображение.Размер каждой матрицы блоков 5.15.1 памяти изображения позволяет хранить в каждом иэ них 4 изображенияразмером 256256 (либо одно 512 512)элементов разбиения изображения. Приотображении производится последова"тельцьп построчный опрос всех матрицы блоков 5.1 - 5. памяти изображения в темпе и в соответствии раэвертке телевизионного изображения, чемобеспечивается непрерывная его реге 1658419нерация. Необходимые для работы бло- представляет собой элемент статическов 5.1 - 5.Е памяти иэображения уп- кой памяти с произвольным доступом и равляюцие сигналы вырабатываются организацией 2 х 4 бит. Таким образом, синхрогенератором 4 и поступают с его 5 данная структура позволяет проиэвотретьего вьмода на третий вход блоков дить простую коммутацию Е-входных 5. 1 - 5.Е памяти иэображения, Инфор- сигналов в любой из Г, С, В, У выходмация об изображении располагается в ных сигналов, размйожение любого вход- блоках 5, 1 - 5 А памяти изображения ного сигнала на любое сочетание выхо следующим образом. Благодаря органи- . 10 дов и произвольные логические операэации четырех матриц имеется воэмож- цин над входными сш налами, что позность хранения в них четырех неэави- воляет отображать видеоданные проиэсимых цифровых изображения размером вольной памяти иэображения в любом256 К 256 или 512 Ф 512. Выходы матриц произвольном цвете или псевдоцветах являются соответствующими выходами 15 и при этом данная структура исключаетблоков 5.1 - 5.Е памяти иэображения, необходимость в блоках маскированияк каждому иэ которых подсоединен со- для каждого блока памяти, как это ответствующий вход блока 8 маскирова- сделано в устройстве-прототипе, сония и логических операций. При этом кращая аппаратные затраты и как след- адресные входы блоков 5.1 - 5.Е памя 20 ствие, потребляемую мощность. Выходти иэображения объединены между собой ные сигналы Р., О, В блока 8 маскирои подключены к третьему выходу блока вания и логических операций представ 4 управления памятью, а входы дан- ляют собой байт информации, а выходных - к второму выходу того же уст- ной сигнал У - восьмиразрядный код, ройства. Иэ 1-блоков 5.1 - 5.1 памяти 25 младшие 4 бит которого содержат граиэображения видеоинформация поступают Фическую информацию красный-эеленыйна 1;-входы блока 8 маскирования и ло- Синий-черный, а старших 4 бит испольгических операций (см. Фиг.2), где в эуются для формирования старших адресоответствии с содержимым; которое сов блоков 9.1-9.3 табличных преобразаносится в элементы статической па зований. В устройстве-прототипе отмяти субблоков 11, 1 - 11.8 (см. фиг,2), сутствует возможность представления . по цепи ЭВИ-шина - блок 10 управления графической информации на фоне полукоммутации - внутренняя шина видео- тоновой путем выключения отображения контроллера блок 8 запрещает или раз- в необходимых точках (черный и цветрешает прохождение определенных би 35графики). Выходной сигнал У блока 8 тов данных иэ блоков 51 - 5.Е памяти маскирования и логических операций визображения на вторые входы блоков четырех младших разрядах несет графи 9.1 - 9.3 табличных преобразований. ческую информацию следующего содержаПри этом каждый из субблоков 11.1 ния: красный УОО, зеленый 701, синий 11.3 (см. Фиг.2) блока 8 маскирования 40 02 черный УОЗ. Причем установлен и логических операций выполняет функ следующий приоритет при отображениицию произвольного преобразования 1- графической и полутоновой информации. бит информации одного веса (где вес - В слУчае их одновременного Разрешения порядковый номер бита в байте инфор- блоком 10 управления видеоконтролером маНии), поступающих на его к-входы и 45 полутоновая информации отображается в -выходы блоков 5,1 - 5.К памяти изоб соответствии с заданной табличной. ражения, в 4 бит информации в темпе функцией соответствующей таблицы 9.1 -поступления видеоинформации на вход 9.3 преобразований тогда и толькозаявляемого устройства для отображе- тогда, когда все биты УОО, 701, 702, ноя и обработки цветных полутоновых УОЗ одновременно равны нулю, во всех и графических иэображений, причем все Остальных случаях отображается графи- биты одного веса со всех блоков 5, ческая информация. Выходные сигналы 5.Е памяти иэображения поступают на Р, С или В поступают непосредственно один из восьми субблоков 11,8 на вход любой иэ таблиц 9.1 - 9.3(см. Фиг.2), позволяющий для каждого преобразований. Входной адресный сочетания 1 с-входным битов задать зна-, мУльтиплексор (си. Фиг.5) 12 каждой55челне 4 выходных битов (р 1, С В итаблицы 9.1 - 9.3 преобразований под У 1 и т,д. на фиг.2) за счет того, что ключает к адресному входу статической каждый субблок 11.1 - 11,8 (см, фиг 2) памяти 13 этой таблицы видеоданныедля отображения или адрес обмена с внутренцеи шины видеокоцтролера из блока,10 управления видеоконтролеромпри обмене данными с ЭВМ по ипце. Иидеодацные запоминаются в регистре адресного мультиплексора 12 синхронно частоте поступления видеоинформации,статическая память 13 хранит Функцию табличного преобразования поступающих десятираэрядцых входных данных ввосьмиразрядный код характеристикикрасного, зеленого или синего (соответственно Р., С, В) изображения каждой точки видеоинформации, На выходестатической памяти 13 данные Формируются с временной задержкой, опре-деляемой быстродействием данной статической памяти. При этом обмен дацными между ЭВМ и статической памятью13 производится через буферный выходной регистр 14 по внутренней шине видеоконтролера. Таким образом, наличие трех таблиц 91 - 9.3 преобразователя с независимымц входами позволяет сократить аппаратные затратыустройства в целом, но позволяет получать отображения видеоинформации в естественных цветах. Аналоговые сигналы для отображения на видеокоцтрольном блоке 6 генерируются в блоках 7.1 - 7.3 цифроаналоговых преобразователей синхронно темпу поступления видеоданных, ца их вторые входы поступают данные с выходом соответствующих блоков 9.1 - 9.3 табличных преобразований для красного, зеленогои синего цвета также синхронно темпу поступления видеоданных. Генерирование аналоговых сигналов графической видеоинформации обеспечивается управляюцими сигналами, поступающими натретьи входы цифроаналоговых преобраэователей 7.1 - 7.3 с второго входаблока 1 О управления видеоконтролером,Цветоотделецные аналоговые сигналыподаются ца соответствующие входы видеоконтрольного блока 6 и могут использоваться для получения кодировацного сигнала в стандарте СЕКАМ илиПАЛ. Сигналы синхронизации цифроаналоговых преобразователей 7.1 - 7.3поступают на их первые входы с четвертого выхода синхрогенератора 2, а сигналы синхронизации видеокоцтрольного блока 6 поступают ца его первый вход с второго выхода синхрогенератора 2. Управление работой блока 8 маскированил и логических операций, блоков 9.1 - 9.3 табличных преобразова 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ний и цифроаналоговых преобразователей 7.1 - 7,3 осуществляется по дву" направленной внутренней шине видео- контролера блоком 10 управления видеоконтролером, который выполняет следующие функции: обмен данными межг ду блоком 8 маскирования и логических операции ЭИМ, обмен данными между ЭВМ и блоками 9.1 - 9.3 табличных преобразований, Формирование старших адресов блоков 9. 1 - 9.3 табличных преобразований, при этом возможно два вариацта ормировация адресов: первый - старшие адреса имеют фиксированные значения, определяемые данными из регистра блока 18 Формирования старших адресов блоков 9,1 - 9.3 табличных преобразований и подключения графики, второй - динамическое Формирование старших адресов иэ четырех битов (104 - 707) байтового потока выходного сигнала У блока маскирования и логических операций по следующему закону: Р 08 - 704, С 08 - 705, И 08 - У 06, РСБ 09 - 707 (общий), где буквенный индекс соответствует таблице преобразования для красного, зеленого или синего цветов, а цифровой индекс - номеру адресного входа; определение режима индикации, а именно запрещение или разрешение прохождения на видео- контрольный блок 6 графической или полутоновой видеоинформации, При этом дешифратор 15 адресов (см. фиг4) представляет собой блок, в котором дешифрируются адреса, которые отведены в адресном пространстве ЭВМ для обмена данными с регистрами старших адресов и режимов индикации блока 18 с блоком 8 маскирования и логических операций и блоками 9,1 - 9,3 табличных преобразований, а блок 16 обмена Формирует сигналы чтения или записи. Двунаправленный шинный преобразователь 17 предназначен для обмены данными. Блок 18 формирования старшие разряды индикации адресов для блоков 9.1 - 9.3 табличных преобразований и сигналы управления цифроаналоговых преобразователей 7.1 - 7.3.Устройство для обработки и отображения цветных полутоновых и графическиъ изображений, предлагаемое в качестве изобретения, может быть реализовано для любого Е - числа памятей иэображения.формула и э о б р е т е н и я1. Устройство обработки и отображения цветных полутоновых и графичес.ких иэображений, содержащее телекамеру, блок сопряжения с телекамерой,блок управления памятью, соединенныйчерез шину связи с ЭВМ, первый выходкоторого соединен с первым блокомвходом блока сопряжения с телекамерой, первый, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, выходыкоторых соединены соответственно спервым, вторым, и третьим входами видеоконтрольного блока,а первые входы - через шину данных - с блоком управления памятью, и-блоков памятииэображения, первые входы которыхсоединены через шину входных данныхс вторым выходом блока управления памятью, вторые входы - с первым выходом синхрогенератора, первый, второйи третий блоки табличных преобразований, выходы которых соединены с первыми входами цифроаналоговых преобразователей, управляющие входы которыхподключены к второму выходу синхрогенератора и первым входам первого,второго и третьего блоков табличныхпреобразований, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены блок коммутации, блок управления, причем п входыблока коммутации соединены с соответствующими одноименными выходами иблоков памяти изображения, (п+1)-мивыходами блока управления памятью,втбрые входы первого, второго и третьего блоков табличных преобразований соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блокакоммутации, блок управления соединен через шину связи с ЭВМ, его первый вход подключен к третьему выходу синхрогенератора, второй вход - череэ двунаправленную шину к (и+1)-му входу блока коммутации и третьим входам первого, второго и третьего блоков табличных преобразований, третий вход - блока управления соединен с 10 четвертым выходом блока коммутации,первый выход - по шине управления старшими адресами - с третьими входами первого, второго и третьего блоков табличных преобразований, а второй выход - с третьими входами первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управ ления содержит дешифратор адресов,блок управления обменом, двунаправленный шинный преобразователь данных, первые входы которых подключены через шины к ЭВМ, шина выходных сигналов 25 блока управления обменом подключена квторой группе входов двунаправленного формирователя данных,и совместно с выходными сигналами блока управления обменом образует шину выходных сигна- ЗО лов блока управления, блок формирования старших адресов табличных преобразований, первый вход которого является входом сигналов У, а второй его вход соединен двунаправленной шиной 35с выходом блока управления обменом, второй, третий выходы блока формирования адресов табличных преобразований являются вторым и третьим выходами блока управления.ВНИИПИ Государственного комитета по изобрете113035, Москва, Ж, Раущск Подписноеям и открытиям при ГКНТ Снаб., д, 4/5