Пристрій для повороту зображень на екрані растрового графічного дисплею

Номер патенту: 21438

Опубліковано: 02.12.1997

Автори: Башков Євген Олександрович, Зорі Сергій Анатолійович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Устройство для поворота изображения на экране растрового графического индикатора, содер­жащее первый регистр, информационный вход которого соединен с первой входной шиной устрой­ства, второй коммутатор, вход которого соединен с информационным выходом первого регистра, тре­тий коммутатор, вход которого соединен со второй входной шиной устройства, четвертый счетчик, пятый преобразователь, шестой растровый графи­ческий индикатор, седьмой блок памяти, информа­ционный выход которого подключен к информационному входу пятого преобразователя, выход которого подключен к информационному входу шестого растрового графического индикато­ра, восьмой блок управления, первый вход которо­го соединен с входом запуска устройства, первый выход соединен с управляющим входом записи первого регистра и управляющим входом третьего коммутатора, второй выход соединен с управляю­щим входом второго коммутатора, третий выход соединен со счетным входом четвертого счетчика, информационный выход которого подключен к ад­ресному входу седьмого блока памяти, отличаю­щееся тем, что оно содержит дополнительно девятый — тринадцатый регистры, четырнадцатый — семнадцатый коммутаторы, восемнадцатый - де­вятнадцатый сумматоры, двадцатый - двадцать первый счетчики и двадцать второй блок памяти, причем информационный вхсд девятого регистра подключен к третьей входной шине устройства, а вход записи подключен к первому выходу восьмого блока управления, прямой выход девятого регист­ра подключен к первому входу второго коммутато­ра, управляющий вход которого подключен ко второму выходу восьмого блока управления, а вы­ход подключен ко второму входу восемнадцатого сумматора, инверсный выход девятого регистра подключен ко второму входу пятнадцатого ком­мутатора, первый вход которого подключен к ин­формационному выходу первого регистра, управляющий вход подключен ко второму выхо­ду восьмого блока управления, а выход соединен с первым входом девятнадцатого сумматора, выход четырнадцатого коммутатора подключен к перво­му входу восемнадцатого сумматора, а управляю­щий вход четырнадцатого коммутатора подключен ко второму выходу восьмого блока управления, вы­ход шестнадцатого коммутатора подключен ко второму входу девятнадцатого сумматора, а управ­ляющий вход шестнадцатого коммутатора соеди­нен со вторым выходом восьмого блока управления, выход восемнадцатого сумматора подключен ко второму входу третьего коммутато­ра, выход которого подключен к информационно­му входу десятого регистра, а старшие разряды подключены к информационному входу загрузки двадцатого счетчика, выход девятнадцатого сум­матора соединен со вторым входом семнадцатого коммутатора, а вход переноса девятнадцатого сум­матора соединен с четвертым выходом восьмого блока управления, первый вход семнадцатого ком­мутатора подключен к четвертой входной инфор­мационной шине, выход семнадцатого коммутатора соединен с информационным входом одиннадцатого регистра, а старшие разряды выхо­да подключены к информационным входам загруз­ки двадцать первого счетчика, управляющий вход семнадцатого коммутатора подключен к первому выходу восьмого блока управления, вход записи десятого регистра подключен к третьему выходу восьмого блока управления, информационный вы­ход десятого регистра подключен к информацион­ному входу двенадцатого регистра и первому входу четырнадцатого коммутатора, выход старшего разряда десятого регистра соединен со вторым вхо­дом восьмого блока управления, а выход n-ного разряда соединен с третьим входом восьмого блока управления, выход одиннадцатого регистра под­ключен к информационному входу тринадцатого регистра и первому входу шестнадцатого коммута­тора, вход записи одиннадцатого регистра подклю­чен к третьему выходу восьмого блока управления, выход старшего разряда одиннадцатого регистра соединен с четвертым входом восьмого блока уп­равления, а выход n-го разряда одиннадцатого ре­гистра соединен с пятым входом восьмого блока управления, выход двенадцатого регистра подклю­чен ко второму входу четырнадцатого коммутато­ра, а вход записи двенадцатого регистра подклю­чен к третьему выходу восьмого блока управления, выход тринадцатого регистра подключен ко второ­му входу шестнадцатого коммутатора, а вход запи­си тринадцатого регистра соединен с третьим выходом восьмого блока управления, информаци­онный выход двадцатого счетчика подключен к старшим разрядам адресного входа двадцать вто­рого блока памяти, вход разрешения загрузки под­ключен к третьему выходу восьмого блока управления, пятый выход которого подключен к счетному входу двадцатого счетчика, выход пере­носа которого соединен с шестым входом восьмого блока управления, информационный выход двад­цать первого счетчика подключен к младшим раз­рядам адресного входа двадцать второго блока памяти, вход разрешения загрузки двадцать пер­вого счетчика подключен к третьему выходу вось­мого блока управления, шестой выход которого подключен к счетному входу двадцать первого счетчика, выход переноса которого подключен к седьмому входу восьмого блока управления, вход чтения двадцать второго блока памяти соединен с седьмым выходом восьмого блока управления, а информационный выход двадцать второго блока памяти соединен с информационным входом седь­мого блока памяти, вход записи которого соединен с восьмым выходом восьмого блока управления, восьмой вход которого соединен с выходом перено­са из младшей декады четвертого счетчика, выход переноса из старшей декады которого подключен к девятому входу восьмого блока управления, девя­тый выход которого подключен к выходу занятости устройства.

Текст

Устройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройства х вывода ЭВМ графической информации растрового типа. Известен способ поворота изображений (Рабинович З.Л., Раманаускас В.А. Типовые операции в вычислительных машинах. - К.: Техника, 1980. - С.215 - 216), вычисление координат повернутого изображения в котором осуществляется попиксельно операциями, состоящими из четырех умножений и двух сложений, согласно формулам Недостатками известного способа являются следующие: во-первых предполагается использование вычислительного устройства, содержащее по крайней мере два умножителя, сумматор и блок округления полученных координат, что приводит к сложной структуре и высокой стоимости такого устройства; во-вторых, устройство имеет невысокое быстродействие за счет необходимости выполнения четырех относительно медленных операций умножения для каждой точки изображения. Указанные недостатки приводят к ограниченному применению такого устройства и преимущественно программной реализации известного способа на стандартном аппаратном обеспечении ЭВМ при повороте изображений. Наиболее близким к изобретению по его сущности является устройство (А.с. СССР №1287204, кл. G06K9/36, опубл. 1987), содержащее основной и вспомогательный графический индикатор, матрицу светочувствительных элементов, блок памяти, счетчик адреса, регистр, первый и второй шифраторы, первый и второй коммутатор, преобразователь, схему И, блок конца преобразования и блок управления, причем первый выход матрицы светочувствительных элементов подключен к входу первого шифратора, а второй выход подключен к входу второго ши фратора, выходы первого и второго шифраторов подключены соответственно к первому и второму входу регистра, вы ход которого подключен ко вторым входам первого и второго коммутаторов, на первый вход первого коммутатора поступает информация с первого входа устройства, выход первого коммутатора соединен с информационным входом блока памяти, выход которого подключен к первому входу второго коммутатора, выход которого соединен с входом преобразователя; выход преобразователя подключен к входам основного и вспомогательного графического индикатора, второй и третий вход устройства поступают на первый и второй вход блока конца преобразования, третий вход которого подключен к выходу переноса счетчика адреса, а выход соединен с адресным входом блока памяти, управляющий вход чтения/записи которого подключен к выходу элемента И, первый вход которого подключен к блоку управления, а второй вход соединен с четвертым входом устройства. Поворот изображения на угол осуществляется с использованием последовательных поворотов на элементарный угол j = Dj/n, путем последовательного считывания координат светящи хся точек в системе координат светочувствительных элементов, повернутой относительно основного индикатора на угол Dj, фиксацией полученного изображения в ОЗУ и одновременным отображением на экран, и повторением этой процедуры над кадрами n раз. Вычисленное значение и устройство получает от внешней ЭВМ или другого вычислительного устройства. Недостатками, ограничивающими область применения устройства, являются: во-первых, необходимость модификации имеющегося стандартного электронно-лучевого индикатора введением вспомогательного экрана со светочувствительной матрицей элементов; вовторых, фиксированное значение элементарного угла поворота приводит к существенному ограничению точности поворота даже на растрах среднего разрешения, в-третьих, для получения удовлетворительных повернутых изображений на углы в широком диапазоне требуется большое число кадров n, что приводит к низкому быстродействию устройства, в-четвертых, поворот изображения осуществляется только относительно центра экрана или другой механически фиксированной точки, что приводит к невозможности изменения центра поворота в процессе работы устройства. Указанные недостатки не позволяют применять устройство в системах синтеза визуальной обстановки реального времени. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для поворота изображения на экране растрового графического индикатора, в котором, за счет введения новых структурных элементов и соответствующи х взаимосвязей, обеспечивается попиксельное выполнение поворота по направлению развертки кадра изображения с использованием только быстрых операцией сложения целых чисел, позволяющее реализовать в устройстве за время развертки одного кадра (в режиме реального времени) повороты на любые углы с точностью до угловой секунды и любым центром поворота в произвольном растре, приводящее в целом к повышению быстродействия и расширению области применения устройства. Положительный эффект достигается тем, что в устройство, содержащее первый регистр, информационный вход которого соединен с первой входной шиной устройства, второй коммутатор, вход которого соединен с информационным выходом первого регистра, третий коммутатор, вход которого соединен со второй входной шиной устройства, че твертый счетчик, пятый преобразователь, шестой растровый графический индикатор, седьмой блок памяти, информационный выход которого подключен к информационному входу пятого преобразователя, выход которого подключен к информационному входу шестого растрового графического индикатора, восьмой блок управления, первый вход которого соединен с входом запуска устройства, первый вы ход соединен управляющим входом записи первого регистра и управляющим входом третьего коммутатора, второй выход соединен с управляющим входом второго коммутатора, третий выход соединен со счетным входом четвертого счетчика, информационный выход которого подключен к адресному входу седьмого блока памяти, дополнительно введены девятый тринадцатый регистры, четырнадцатый семнадцатый коммутаторы, восемнадцатый девятнадцатый сумматоры, двадцатый - двадцать первый счетчики и двадцать второй блок памяти, причем информационный вход девятого регистра подключен к третьей входной шине устройства, а вход записи подключен k первому выходу восьмого блока управления, прямой выход девятого регистра подключен к первому входу второго коммутатора, управляющий вход которого подключен ко второму выходу восьмого блока управления, а выход подключен ко второму входу восемнадцатого сумматора, инверсный выход девятого регистра подключен ко второму входу пятнадцатого коммутатора, первый вход которого подключен к информационному выходу первого регистра, управляющий вход подключен ко второму выходу восьмого блока управления, а выход соединен с первым входом девятнадцатого сумматора, выход четырнадцатого коммутатора подключен к первому входу восемнадцатого сумматора, а управляющий вход четырнадцатого коммутатора подключен ко второму вы ходу восьмого блока управления, выход шестнадцатого коммутатора подключен ко второму входу девятнадцатого сумматора, а управляющий вход шестнадцатого коммутатора соединен со вторым выходом восьмого блока управления, выход восемнадцатого сумматора подключен ко второму входу третьего коммутатора, вы ход которого подключен к информационному входу десятого регистра, а старшие разряды подключены к информационному входу загрузки двадцатого счетчика, выход девятнадцатого сумматора соединен со вторым входом семнадцатого коммутатора, а вход переноса девятнадцатого сумматора соединен с четвертым выходом восьмого блока управления, первый вход семнадцатого коммутатора подключен к четвертой входной информационной шине, выход семнадцатого коммутатора соединен с информационным входом одиннадцатого регистра, а старшие разряды выхода подключены к информационным входам загрузки двадцать первого счетчика, управляющий вход семнадцатого коммутатора подключен к первому выходу восьмого блока управления, вход записи десятого регистра подключен к третьему выходу восьмого блока управления, информационный выход десятого регистра подключен к информационному входу двенадцатого регистра и первому входу четырнадцатого коммутатора, выход старшего разряда десятого регистра соединен со вторым входом восьмого блока управления, а выход n - ного разряда соединен с третьим входом восьмого блока управления, выход одиннадцатого регистра подключен к информационному входу тринадцатого регистра и первому входу шестнадцатого коммутатора, вход записи одиннадцатого регистра подключен к третьему выходу восьмого блока управления, выход старшего разряда одиннадцатого регистра соединен с четвертым входом восьмого блока управления, а выход n - ного разряда одиннадцатого регистра соединен с пятым входом восьмого блока управления, выход двенадцатого регистра подключен ко второму входу четырнадцатого коммутатора, а вход записи двенадцатого регистра подключен к третьему выходу восьмого блока управления, выход тринадцатого регистра подключен ко второму входу шестнадцатого коммутатора, а вход записи тринадцатого регистра соединен с третьим выходом восьмого блока управления, информационный выход двадцатого счетчика подключен к старшим разрядам адресного входа двадцать второго блока памяти, вход разрешения загрузки подключен к третьему выходу восьмого блока управления, пятый выход которого подключен к счетному входу двадцатого счетчика, выход переноса которого соединен с шестым входом восьмого блока управления, информационный выход двадцать первого счетчика подключен к младшим разрядам адресного входа двадцать второго блока памяти, вход разрешения загрузки двадцать первого счетчика подключен к третьему выходу восьмого блока управления, шестой выход которого подключен к счетному входу двадцать первого счетчика, выход переноса которого подключен к седьмому входу восьмого блока управления, вход чтения двадцать второго блока памяти соединен с седьмым выходом восьмого блока управления, а информационный выход двадцать второго блока памяти соединен с информационным входом седьмого блока памяти, вход записи которого соединен с восьмым выходом восьмого блока управления, восьмой вход которого соединен с выходом переноса из младшей декады четвертого счетчика, выход переноса из старшей декады которого подключен к девятому входу восьмого блока управления, девятый выход которого подключен к выходу занятости устройства. На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока управления; на фиг.3 - таблица прошивки управляющей памяти блока управления; на фиг.4 - алгоритм функционирования предлагаемого устройства. Устройство для поворота изображения на экране растрового графического индикатора содержит (фиг.1) первый регистр 1 преобразованного косинуса (РПК), девятый регистр 9 преобразованного синуса (РПС), четырнадцатый, второй, пятнадцатый и шестнадцатый коммутаторы 14, 2, 15 и 16 (К1 К4), восемнадцатый и девятнадцатый сумматоры 18 и 19 (СМY, С МX), третий и семнадцатый коммутаторы 3 и 17 (К5, К6), десятый регистр 10 преобразованной координаты Y (РПY), одиннадцатый регистр 11 преобразованной координаты X (РП X), двенадцатый регистр 12 временного хранения координаты Y (РВХY), тринадцатый регистр 13 временного хранения координаты X (РВXX), двадцатый счетчик 20 координаты Y (СчY), двадцать первый счетчик 21 координаты X (СчX), двадцать второй блок 22 памяти образа (БПО), седьмой блок 7 памяти изображения (БПИ), пятый преобразователь 5 (ПР), шестой растровый графический индикатор 6 (РГИ), четвертый счетчик 4 текущего адреса памяти изображения (СчАИ), восьмой блок 8 управления (БУ), вход 23 запуска устройства, первую входную информационную шину 24 преобразованной координаты Y, втор ую входную информационную шину 25 преобразованного косинуса, четвертую входную информационную шину 26 преобразованной координаты X, третью входн ую информационную шину 27 преобразованного синуса, шину 28 признаков, шину 29 управления, выход 30 занятости устройства, информационный вход 31, выход 32, вход записи 33 регистра 1 преобразованного косинуса, информационный вход 34, инверсный выход 35, прямой выход 36, вход 37 записи регистра 9 преобразованного синуса, первый вход 38, второй вход 39, выход 40, управляющий вход 41 коммутатора 14, первый вход 42, второй вход 43, выход 44, управляющий вход 45 коммутатора 2, первый вход 46, второй вход 47, вы ход 48, управляющий вход 49 коммутатора 15, первый вход 50, второй вход 51, выход 52, управляющий вход 53 коммутатора 16, первый вход 54, второй вход 55, вы ход 56 сумматора 18, первый вход 57, второй вход 58, выход 59, вход 60 переноса сумматора 19, первый вход 61, второй вход 62, выход 63, управляющий вход 64 коммутатора 3, первый вход 65, второй вход 66, выход 67, управляющий вход 68 коммутатора 17, информационный вход 69, выход 70, выходы 71 и 72 n - го и старшего разряда, вход 73 записи регистра 10 преобразованной координаты Y, информационный вход 74, выход 75, выходы 76 и 77 n - го и старшего разряда, вход 78 записи регистра 11 преобразованной координаты X, информационный вход 79, выход 80, вход 81 записи регистра 12 временного хранения координаты Y, информационный вход 82, выход 83, вход 84 записи регистра 13 временного хранения координаты X, информационный вход 85 параллельной загрузки, выход 86, выход 87 переноса, вход 88 разрешения загрузки, вход 89 счетный счетчика 20 координаты Y, информационный вход 90 параллельной загрузки, выход 91, вы ход 92 переноса, вход 93 разрешения загрузки, вход 94 счетный счетчика 21 координаты X, адресный вход 95, вы ход 96, вход чтения 97 блока 22 памяти образа, информационный вход 98, вы ход 99, вход записи 100, адресный вход 101 блока 7 памяти изображения, информационный вход 102, выход 103 преобразователя 5, информационный вход 104 растрового графического индикатора 6, вход 105 счетный, выход 106, вы ход 107 переноса из старшей декады, выход 108 переноса из младшей декады счетчика 4 текущего адреса памяти изображения, первый - девятый информационные входы 109 - 117, первый - девятый выходы 118 126 блока управления 8. Информационные входы 31 и 34 первого и девятого регистров 1 и 9 преобразованных косинуса и синуса подключены ко второй и третьей входным информационным шинам 25 и 27 преобразованных косинуса и синуса соответственно, входы 33 и 37 записи первого и девятого регистров 1 и 9 преобразованных косинуса и синуса подключены к первому разряду девятиразрядной шины 29 управления, выход 32 первого регистра РПК 1 подключен ко второму входу 43 и первому входу 46 второго и пятнадцатого коммутаторов 2 и 15 соответственно, прямой информационный выход 36 девятого регистра 9 РПС подключен к первому входу 42 второго коммутатора 2, а инверсный выход 35 девятого регистра РПС 9 подключен ко второму входу 47 пятнадцатого коммутатора 15, выход 44 второго коммутатора 2 подключен ко второму входу 55 восемнадцатого сумматора 18, выход 48 пятнадцатого коммутатора 15 подключен к первому входу 57 девятнадцатого сумматора 19, выход 40 четырнадцатого коммутатора 14 подключен к первому входу 54 восемнадцатого сумматора 18, выход 52 шестнадцатого коммутатора 16 подключен ко второму входу 58 девятнадцатого сумматора 19, управляющие входы 41,45,49,53 второго, четырнадцатого - шестнадцатого коммутаторов 2, 14 - 16 подключены ко второму разряду шины 29 управления, выходы 56 и 59 восемнадцатого и девятнадцатого сумматоров 18 и 19 подключены ко вторым входам 62 и 66 третьего и семнадцатого коммутаторов 3 и 17 соответственно, вход 60 переноса девятнадцатого сумматора 19 соединен с четвертым разрядом шины 29 управления, первая и четвертая входные информационные шины 24 и 26 преобразованных координат Y и X подключены к первым входам 61 и 65 третьего и семнадцатого коммутаторов 3 и 17 соответственно, выходы 63 и 67 третьего и семнадцатого коммутаторов 3 и 17 подключены к информационным входам 69 и 74 десятого и одиннадцатого регистров преобразованных координат Y 10 и X 11 и входам параллельной загрузки 85 и 90 двадцатого и двадцать первого счетчиков координат Y 20 и X 21 соответственно, управляющие входы третьего и семнадцатого коммутаторов 3 и 17 подключены к первому разряду шины 29 управления, выходы 70 и 75 десятого и одиннадцатого регистров РПY 10 и РПX 11 подключены к информационным входам 79 и 82 двенадцатого и тринадцатого регистров РВХY 12 и РВХX 13 соответственно и к первым входам 38 и 50 четырнадцатого и шестнадцатого коммутаторов 14 и 16 соответственно, выходы 71 и 76 n - ных разрядов десятого и одиннадцатого регистров РПY 10 и РПX 11 подключены соответственно к третьему и пятому разряду шины 28 признаков, выходы 72 и 77 старших разрядов десятого и одиннадцатого регистров РПY 10 и РПX 11 соответственно подключены ко второму и четвертому разряду шины 28 признаков, выходы 80 и 83 двенадцатого и тринадцатого регистров РВХY 12 и РВХX 13 подключены ко вторым входам 39 и 51 четырнадцатого и шестнадцатого коммутаторов 14 и 16 соответственно, выходы 86 и 91 двадцатого и двадцать первого счетчиков СчY 20 и СчX 21 подключены к адресному входу 95 двадцать, второго блока памяти БПО 22, причем выход 91 двадцать первого счетчика СчX 21 подключен к младшим разрядам адресного входа 95 двадцать второго блока памяти БПО 22, а выход 96 двадцатого счетчика СчY 20 подключен к старшим разрядам входа адреса 95 седьмого блока памяти БПИ 7, входы 73, 78, 81, 84 записи десятого - тринадцатого регистров РПY 10, РПX 11, РВХY 12. РВХX 13 соответственно и входы 88, 93 разрешения загрузки двадцатого и двадцать первого счетчиков СчY 20 и СЧX 21 соответственно подключены к третьему разряду шины 29 управления, счетные входы 89 и 94 двадцатого и двадцать первого счетчиков СЧY 20 и СчX 21 подключены к пятому и шестому разряду соответственно шины 29 управления, выходы 87 и 92 переноса двадцатого и двадцать первого счетчиков СчY 20 и СчX 21 подключены к шестому и седьмому разряду соответственно шины 28 признаков, вход 97 чтения двадцать второго блока памяти БПО 22 подключен к седьмому разряду шины 29 управления, выход 96 двадцать второго блока памяти БПО 22 подключен к информационному входу 98 седьмого блока памяти БПИ 7, вход 100 записи седьмого блока памяти БПИ 7 подключен к восьмому разряду шины 29 управления, выход 99 седьмого блока памяти БПИ 7 подключен к информационному входу 102 пятого преобразователя ПР 5, выход 103 преобразователя 5 подключен к информационному входу 104 шестого растрового графического индикатора 6, счетный вход 105 четвертого счетчика СчАИ 4 подключен к третьему разряду шины 29 управления, выход 106 четвертого счетчика СчАИ 4 подключен к адресному входу 101 седьмого блока памяти БПИ 7, выходы 107 и 108 переноса из старшей и младшей декад подключены соответственно к девятому и восьмому разряду шины 28 признаков, вход 23 запуска устройства подключен к первому разряду шины 28 признаков, выход 30 занятости устройства подключен к девятому разряду шины 29 управления, первый-девятый разряды шины 28 признаков подключены соответственно к первому - девятому входам 109 - 117 восьмого блока управления БУ 8, первый - девятый выходы 118126 восьмого блока управления БУ 8 подключены соответственно к первому-девятому разряду шины 29 управления. Блок управления БУ 8 (фиг.2) содержит первый - девятый информационные входы 109 117, первый - девятый информационные выходы 118 - 126, входную шин у 127, выходную шину 128, генератор сигналов 129, элемент 130 ИЛИ-НЕ, конъюнкторы 131 - 134, инвертор 135, коммутатор признаков 136, коммутатор адресов 137, блок управляющей памяти 138, регистр 139 микрокоманд и соответствующие связи между указанными элементами блока. Блок управления БУ 8 функционально представляет собой микропрограммное устройство управления. Таблица прошивки управляющей памяти 138 блока управления БУ 8 приведена на фиг.3. Первый и девятый регистры 1 и 9 преобразованных косинуса и синуса предназначены для хранения в целочисленной форме преобразованных значений косинуса и синуса угла поворота, загружаемых от внешней ЭВМ или другого вычислительного устройства. Четырнадцатый и шестнадцатый коммутаторы 14 и 16 предназначены для коммутации на выход в зависимости от сигнала на управляющем входе либо значения преобразованных координат Y и X с десятого и одиннадцатого регистров 10 и 11 преобразованных координат Y и X соответственно, либо значение преобразованных координат с двенадцатого и тринадцатого регистров 12 и 13 временного хранения координат Y и X. Второй и пятнадцатый коммутаторы 2 и 15 предназначены для коммутации на выход в зависимости от сигнала на управляющем входе либо значения преобразованного косинуса, либо значения преобразованного синуса. Восемнадцатый и девятнадцатый сумматоры 18 и 19 служат для вычисления преобразованных координат повернутого изображения в системе координат образа по направлению развертки кадра. Третий и семнадцатый коммутаторы 3 и 17 предназначены для коммутации на выход в зависимости от сигнала на управляющем входе либо информации с первой и четвертой входных информационных шин преобразованных координат, либо с выходов восемнадцатого и девятнадцатого сумматоров. Десятый и одиннадцатый регистры 10 и 11 преобразованных координат Y и X служат для хранения информации о соответствующи х вычисленных координатах повернутой точки изображения в системе координат изображения образа. Двенадцатый и тринадцатый регистры 12 и 13 временного хранения координат Y и X предназначены для хранения вычисленных преобразованных значений координат Y и X, соответствующи х началам строк растра повернутого изображения, в системе координат образа. Двадцатый и двадцать первый счетчики 20 и 21 координат Y и X служат для вычисления и хранения целочисленных значений координат повернутого изображения в системе координат образа. Наличие счетчиков 20 и 21 координат позволяет правильно округлять полученные координаты до целочисленного значения, не внося погрешности в процесс вычисления. Двадцать второй блок 22 памяти образа предназначен для хранения растризованного исходного графического изображения в виде адресованного массива атрибутов пикселей (цвета или интенсивности). Седьмой блок 7 памяти изображения предназначен для хранения повернутого изображения в растровой форме. Пятый преобразователь 5 предназначен для преобразования в процессе, развертки кадра изображения цифрового значения атрибута пикселя в аналоговый сигнал управления интенсивностью электронных лучей растрового графического индикатора. Шестой растровый графический индикатор 6 предназначен для визуализации графической информации в заданном растре. Четвертый счетчик 4 текущего адреса памяти изображения предназначен для формирования адреса пикселя во втором блоке памяти изображения в порядке развертки кадра. Восьмой блок 8 управления предназначен для синхронизации устройства и формирования управляющих си гналов в соответствии с алгоритмом функционирования устройства. Устройство работает следующим образом. До запуска устройства внешняя ЭВМ производит запись исходного изображения в блок 22 памяти образа и заполнение блока 7 памяти изображения фоновым значением интенсивности или цвета. На начальном этапе работы устройства в блоке управления 8 из блока управляющей памяти 138 происходит считывание микрокоманды по нулевому адресу в регистр 139 микрокоманд и устройство переходит в состояние ожидания единичного значения сигнала запуска на входе 23 запуска, поступающего через шину 28 признаков на вход 109 БУ 8. При наличии единичного запускающего сигнала от внешней ЭВМ БУ 8 переходит к извлечению микрокоманды по первому адресу из блока управляющей памяти 138. Извлеченная в регистр 139 микрокоманд в третьем седьмом разрядах содержит управляющие сигналы для работы устройства. На выходе 30 занятости устройства выставляется единичное значение сигнала "занято". На выходе 118 БУ 8, поступающего на входы 64 и 68 управления коммутаторов 3 и 17, выставляется единичное значение сигнала, разрешающее пропуск на выходы 63 и 67 К5 и К6 значений с первой и четвертой входных информационных шин 24 и 26 преобразованных координат значений преобразованного начала координат в системе координат образа с учетом координат центра поворота, поступающих от внешней ЭВМ. Единичное значение сигнала на выходе 118 БУ 8, поступающее также на входы записи 33 и 37 первого и второго регистров РПК 1 и РПС 9, разрешает запись в регистры РПК 1 и РПС 9 значений преобразованных косинуса и синуса угла поворота со второй и третьей входных информационных шин 25 и 27 преобразованных косинуса и синуса. При этом на выходе 120 БУ 8 присутствует н улевое значение управляющего сигнала, поступающее на входы записи 73 и 78 регистров РПY 10 и РПX 11, разрешающее прием в них значений преобразованного начала координат с выходов 63 и 67 К5 и К6. Если n - число двоичных разрядов, определяющих точность представления косинуса и синуса угла поворота, а XC и YC - координаты центра поворота в заданном растре, то преобразованные значения косинуса и синуса PCOS и PSIN, и преобразованные значения начала координат повернутого изображения в системе координат изображения-образа YP и XP, вычисляются внешней ЭВМ согласно выражениям Полученные значения являются целыми числами. В этом же такте по нулевому значению сигнала разрешения загрузки с выхода 120 БУ 8 на входах 88 и 93 СчY 20 и СчX 21 старшие части выходов 63 и 67 К5 и К6 со старшего по n + 1 разряд, соответствующие целым частям координат, загружаются по входам 85 и 90 параллельной загрузки в СчY 20 и СчX 21 соответственно. Если на выходах 71 или 76 n ных разрядов РПY 10 или РПX 11 присутствуе т логическая единица, означающая, что дробная часть координат превышает вес половины младшего разряда целой части координаты, БУ 8 на выходе 123 или 122 формирует сигнал, поступающий на счетные входы 89 и 94 СчY 20 или СчX 21 соответственно и содержимое СчY 20 или СчX 21 инкрементируется. Выходы 86 и 91 СчY 20 и СчX 21 поступают соответственно на старшую и младшую часть адресного входа 95 БПО 22. На выходе 124 БУ 8 формируется единичное значение сигнала "чтение", поступающие на вход чтения 97 БПО 22. На выход 96 БПО 22 выдается значение атрибута пикселя. На выходе 125 БУ 8 формируется единичное значение сигнала записи, поступающего на вход 100 записи БПИ 7 и с информационного входа 98 происходит запись атрибута пикселя в БПИ 7 по нулевому значению адреса на входе 101 адреса БПИ 7, поступающего с выхода 106 СчАИ 4, и выдача его на выход 99 БПИ 7, поступающего на вход 102 преобразователя 5. Преобразователь 5 преобразует цифровое значение атрибута пикселя на своем входе 102 в аналоговый сигнал управления интенсивностью электронных лучей на выходе 103, поступающий на вход 104 РГИ 6. В следующем такте работы БУ 8 формирует единичное значение сигнала на выходе 118, поступающее на входы 81 и 84 записи РВХY 12 и РВХX13, и значения с выходов 70 и 75 регистров РПY 10 и РПX 11 запоминаются в РВХY 12 и РВХX 13 соответственно. На следующем этапе работы устройства происходит вычисление координат повернутого изображения в системе координат образа при движении вдоль строки развертки кадра согласно выражениям При этом на выходе 119 БУ 8 формируется единичное значение сигнала, поступающее на управляющие входы 41, 45, 49, 53 К1 - К4 и на первый вход 54 СмY 18 через К1 поступает значение преобразованной координаты Y с выхода 70 РПY 10, на второй вход 55 СмY 18 через К2 поступает значение преобразованного синуса с вы хода 36 РПС 9, на первый вход 57 СмX 19 через К3 поступает значение преобразованного косинуса с выхода 32 РПК 1, на второй вход 58 СмX 19 через К4 поступает значение преобразованной координаты X с выхода 75 РПX 11. На вход 60 переноса СмX 19 с выхода 121 БУ 8 поступает значение нуля. На выходах 56 и 59 СМY 18 и СмX 19 параллельно формируютсяновые значения координат следующей повернутой точки строки. Значение выходов 118 и 120 БУ 8 имеют нулевые значения, поэтому полученные значения с выходов 56 и 59 СмY 18 и СмX 19 через К5 и К6 соответственно записываются в РПY 10 и РПX 11, а старшие части выходов 63 и 67 К5 и К6 записываются в СчY 20 и СчX 21 соответственно. Аналогично процедуре, изложенной при описании начального этапа, БУ 8 анализирует состояния выходов 71 и 76 РПY 10 и РПX 11 и формирует или нет сигналы инкремента на своих выхода х 123 и 122, по которым происходит наращивание содержимого СчY 20 и СчX 21 на единицу. Выходы 86 и 91 СчY 20 и СчX 21 поступают на вход адреса 95 БПО 22. Содержимое СчАИ 4 по низкому уровню сигнала на выходе 120 БУ 8 инкрементируется и поступает с выхода 106 СчАИ 4 на адресный вход 101 БПИ 7. Сигналы с выходов старших разрядов 72 и 77 РПY 10 и РПX 11 и выходов переноса 87 и 92 СчY 20 и СчX 21 поступают через входы 110, 114 - 115 БУ 8 на входы элемента 130 ИЛИ-НЕ БУ 8, формирующего нулевое значение сигнала блокировки обращения к памяти на своем выходе, если на входах присутствует хотя бы одна единица, означающая, что координаты поворачиваемой точки лежат за пределами растра. Если на этом выходе сформировано нулевое значение сигнала блокировки обращения к памяти0, то конъюнкторы 131 и 132 БУ 8 запрещают формирование единичных сигналов чтения БПО 22 и записи БПИ 7 на выходах 124 и 125 БУ 8 соответственно, поступающи х от генератора 129 сигналов, и обращение к блокам памяти БПО 22 и БПИ 7 не производится. Если сигналы чтения и записи на выходах 124 и 125 БУ 8 сформированы, то аналогично процедуре, описанной на начальном этапе, происходит выдача атрибута пикселя на выход 96 БПО 22, запись его в БПИ 7 по адресу, сформированному на выходе 106 СчАИ 4, передача его на вход 102 ПР 5, преобразование в аналоговый сигнал на выходе 103 ПР 5 и индикация точки на РГИ 6. Описанный этап соответствует движению вдоль строк растра и повторяется до тех пор, пока на выходе 108 переноса из младшей декады СчАИ 4, поступающем на входы 116 БУ 8, не сформируется единичный сигнал, означающий конец развертываемой строки. При обнаружении конца строки растра начинается этап перехода к следующей строке растра. На этом этапе происходит вычисление координат начала следующей строки повернутого изображения в системе координат образа по известным значениям координат начала текущей строки развертки согласно выражениям При этом на выходе 119 БУ 8 формируется нулевое значение сигнала, поступающее на управляющие входы 41, 45, 49, 53 К1 - К4 и на первый вход 54 СмY 18 через К1 поступает значение преобразованной координаты Y с выхода 80 РВХY 12, на второй вход 55 СМY 18 через К2 поступает значение преобразованного косинуса с выхода 32 РПК 1, на первый вход 57 СмX 19 через К3 поступает значение инверсии преобразованного синуса с выхода 35 РПС 9, на второй вход 58 СмX 19 через К4 поступает значение преобразованной координаты X с выхода 83 РВХX 13. На вход 60 переноса СмX 19 с выхода 121 БУ 8 поступает значение логической единицы. Таким образом на СмX 19 производится операция вычитания. На выходах 56 и 59 СмY 18 и СмX 19 параллельно формируются значения координат повернутого начала следующей строки. Значение выходов 118 и 120 БУ 8 имеют нулевые значения, поэтому полученные значения с выходов 56 и 59 СмY 18 и СмX 19 через К5 и К6 соответственно записываются в РПY 10 и РПX 11, а старшие части выходов 63 и 67 К5 и К6 записываются в СчY 20 и СчX 21 соответственно. Аналогично процедуре, изложенной при описании начального этапа, БУ 8 анализирует состояния выходов 71 и 76 РПУ 10 и РПХ 11 и формирует или нет сигналы инкремента на своих выхода х 123 и 122, по которым происходит наращивание содержимого СчY 20 и СчX 21 на единицу. Выходы 86 и 91 СчY 20 и СчX 21 поступают на вход адреса 95 БПО 22. Содержимое СчАИ 4 по низкому уровню сигнала на выходе 120 БУ 8 инкрементируется и поступает с выхода 106 СчАИ 4 на адресный вход 101 БПИ 7. Аналогично этапу движения вдоль строки растра происходит анализ выходов 72, 77 РПY 10 и РПX 11 и выходов переноса 87, 92 СчY 20 и СчX 21 и БУ 8 разрешает или нет обращение к БПО 22 и БПИ 7 по адресам, сформированным СчY 20, СчX 21 и СчАИ 4 соответственно. Аналогично осуществляется преобразование атрибута пикселя в аналоговый сигнал и индикация точки на графическом индикаторе. В следующем такте работы БУ 8 формирует единичное значение сигнала на выходе 120, поступающее на входы 81 и 84 записи РВХY 12 и РВХX 13, и значения с выходов 70 и 75 регистров РПY 10 и РПX 11 запоминаются в РВХY 12 и РВХX 13 соответственно. Этот этап соответствует переходу к следующей строке растра. Далее аналогично выполняется процесс обработки строк и перехода к следующим строкам до конца кадра изображения. Таким образом, при любой заданной точности представления операндов, за счет использования только операций сложения чисел с фиксированной запятой, обеспечивается быстрое и высокоточное выполнение вращения изображения. Когда на выходе 107 переноса из старшей декады СчАИ 4 сформировано единичное значение, означающее, что все элементы растра обработаны, БУ 8 формирует н улевого значение сигнала на выходе 126, подключенному к выходу 30 занятости устройства, и переходит в начальное состояние, ожидая новое единичное значение на входе 23 запуска устройства. Алгоритм функционирования предлагаемого устройства приведен на фиг.4. Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе стандартных высокобыстродействующи х цифровых элементов вычислительной техники или как специализированная СБИС поворота растровых изображений в реальном времени.

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Bashkov Yevhen Oleksandrovych, Zori Serhii Anatoliiovych

Автори російською

Башков Евгений Александрович, Зори Сергей Анатольевич

МПК / Мітки

МПК: G06F 15/00, G06K 9/36

Мітки: екрані, повороту, растрового, дисплею, пристрій, графічного, зображень

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-21438-pristrijj-dlya-povorotu-zobrazhen-na-ekrani-rastrovogo-grafichnogo-displeyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для повороту зображень на екрані растрового графічного дисплею</a>

Подібні патенти