CH662686A5 - Device for generating a monitor image as an arbitrary part-section from a large image - Google Patents

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Publication number
CH662686A5
CH662686A5 CH437283A CH437283A CH662686A5 CH 662686 A5 CH662686 A5 CH 662686A5 CH 437283 A CH437283 A CH 437283A CH 437283 A CH437283 A CH 437283A CH 662686 A5 CH662686 A5 CH 662686A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
image
memories
panorama
monitor
memory
Prior art date
Application number
CH437283A
Other languages
German (de)
Inventor
Robert Dr-Ing Stickel
Winfried Zimmermann
Original Assignee
Honeywell Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell Gmbh filed Critical Honeywell Gmbh
Priority to CH437283A priority Critical patent/CH662686A5/en
Publication of CH662686A5 publication Critical patent/CH662686A5/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/387Composing, repositioning or otherwise geometrically modifying originals
    • H04N1/3876Recombination of partial images to recreate the original image

Abstract

A device for generating a monitor image as an arbitrary part-section from a large image stored in a mass memory (240) is specified, adjoining individual images being loaded in a fast-access buffer memory (220) which consists of individual video frame buffers (1 to 9). A laser video disc is provided as mass memory (240) and a process computer (120) is arranged which, when the part-section is displaced, determines the direction of displacement of the part-section per television synchronisation cycle and enables corresponding video frame buffers (1 to 9) of the buffer memory (220) for deletion and reloading by the laser video disc (240) in dependence on the direction of displacement. Depending on the direction of displacement, the reloading can affect one or more video frame buffers of the buffer memory. <IMAGE>

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Monitorbildes als beliebiger Teilausschnitt aus einem in einem Massenspeicher gespeicherten Grossbild, gekennzeichnet durch eine Laser-Bildplatte (240) als Video-Massenspeicher, mehrere aus dem Massenspeicher ladbare Video-Bildspeicher (220; 1 bis 9) zur Aufnahme von aneinandergrenzenden Einzelbildern, aus denen der Teilausschnitt gebildet wird und eine Einrichtung (120) zur Ermittlung der Verschieberichtung des Teilausschnittes pro TV-Takt, zur Lösung der entsprechenden Video-Bildspeicher (220; 1 bis 9) und deren Nachladung von der Laser-Bildplatte (240) in Abhängigkeit von der ermittelten Verschieberichtung.



   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen von den Adresssignalen einer Richtvorrichtung (100) beaufschlagten Prozessrechner (120) zur Steuerung der Laser-Bildplatte (120) und zur Freigabe einzelner Video-Bildspeicher (220; 1 bis 9).



   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine von dem Prozessrechner (120) gesteuerte Zugriffselektronik (140, 160) für die Adressierung und Auslesung der Video-Bildspeicher (220; 1 bis 9).



   4. Vorrichtung zur Erzeugung eines Monitorbildes als beliebiger Teilausschnitt aus einem in einem Massenspeicher gespeicherten Grossbild, gekennzeichnet durch die Anordnung mehrerer das gleiche Grossbild speichernder Laser-Bildplattenspeicher (2401 bis   2404    und eine Einrichtung (120) zur Ermittlung der Verschieberichtung des Teilausschnittes pro TV-Takt und zur Änderung der Adressierung der einzelnen Laser-Bildplattenspeicher in Abhängigkeit von der ermittelten Verschieberichtung.



   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4. Eine derartige Vorrichtung findet insbesondere Anwendung bei Geräten zum Training einer Gefechtssituation, wobei der Monitor beispielsweise im Sehfeld einer Richtoptik angeordnet ist.



   Aus der DE-PS 28 03 101 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Monitorbildes von einem Grossbild bekannt, wobei das Grossbild in einzelne Teilbilder zerlegt wird, deren Inhalt jeweils demjenigen eines Einzel-TV-Bildes entspricht. Ein beliebiger Teilausschnitt aus dem Grossbild, der sich somit aus Teilen mehrerer Einzelbilder zusammensetzt, kann durch spezielle schaltungstechnische Massnahmen erzeugt werden. Die Auswahl des Teilausschnittes erfolgt hierbei beispielsweise über mit   Richtgriffen    gekoppelte Adressgeber, über die die entsprechenden Teile von Einzelbildern abrufbar und zu dem Teilausschnitt zusammensetzbar snd.



   Statt die Einzelbilder durch eine Kamera und einen zugeordneten Bildausschnitt zu speichern, können gemäss der DE-OS 29 19 047 die Einzelbilder auch digital abgespeichert werden.



  Eine solche Lösung bietet den Vorteil, dass in das auf dem Monitor dargestellte Bild entsprechend dem adressierten Teilausschnitt auch Silhouetten bzw. Bilder bestimmter Gegenstände, wie beispielsweise von beweglichen Zielen, in den Bildinhalt eingeschnitten werden können.



   Während bei den zuvor erwähnten bekannten Vorrichtungen von digitalen Bildspeichern Gebrauch gemacht wird, wobei zur Bildung eines Teilausschnittes aus mehreren Einzelbildern spezifische schaltungstechnische Massnahmen erforderlich sind, ist bereits in der älteren deutschen Patentanmeldung P 31 33 866 die Verwendung von üblichen Computerspeichern für die Speicherung eines Hintergrundbildes vorgeschlagen worden.



  Dort wurde ferner vorgeschlagen, die Hintergrund-Bildinformation ebenso wie die digital gespeicherte Information über ein Ziel im Hintergrund mit einer Entfernungsinformation zu versehen, so dass sich Hinterschneidungen des Ziels mit dem Gelände bildlich auf dem Monitor darstellen lassen.



   Bei dem Verfahren gemäss diesem älteren Vorschlag lässt sich zwar prinzipiell die Sichtsimulation für optische Beobachtungsgeräte mit beliebigen Vergrösserungen und Sehfeldern verwirklichen; jedoch sind beträchtliche Anforderungen an die Speicherkapazität zu stellen, die durch die   Grösse    des darzustellenden Panoramas, d.h. den gesamten darzustellenden Azimutund Elevationsbereich und die Sehfeldgrösse bestimmt ist, was nachfolgend erläutert werden soll.



   Wählt man im Interesse der bestmöglichen Auflösung des Bildes im Beobachtungsgerät das üblicherweise kreisförmige Sehfeld gleich der Höhe des Monitors, so lässt sich bei gegebenem, gesamtem Azimut- und Elevationsbereich die benötigte Speicherkapazität für das Gesamtpanorama in Vielfachen der Speicherkapazität für ein Monitorbild wie folgt ausrechnen:   
3A
ZA = zu S (1)
4.5   
E    ZE = S (2)
3AE
Z = ZU ZIP = (3)
4 SZ   
In diesen Gleichungen bedeuten:

  : ZA = Anzahl der Bildspeicher in Azimut   ZE    = Anzahl der Bildspeicher in Elevation Z = Gesamtzahl der erforderlichen Bildspeicher S = Sehfeld des Beobachtungsgerätes A = Azimutbereich des darzustellenden Panoramas E = Elevation des darzustellenden Panoramas
Der in den Gleichungen vorkommende Faktor 3/4 ist durch das typische Seitenverhältnis von Fernsehmonitoren gegeben,   deren Höhe 75 75% der Breite ausmacht.   



   Will man beispielsweise ein Panorama mit einem Azimutwinkel von A = 1200 und einem Elevationswinkel von E =   30     mit einem Beobachtungsgerät bestreichen, dessen Sehfeld   10     beträgt, so benötigt man:
3   1200       ZA = - -- = 9 Azimut-Bildspeicher   
4   100       30"   
ZE =   10O    = 3 Elevations-Bildspeicher    100   
Z = 27 Bildspeicher
Bei einer typischen Auflösung eines Monitorbildes mit 600 Zeilen aus 800 Bildpunkten muss jeder Bildspeicher eine Kapazität von 480 000 Speicherstellen besitzen, was bei einer Wortlänge von 8 bit (1 Byte) pro Speicherstelle eine Kapazität von 480 K Byte ergibt.



   Man erkennt aus der Gleichung (3), dass bereits bei einer üblichen Panoramagrösse und üblichen Sehfeldern Panoramaspeicher mit beträchtlicher Kapazität benötigt werden, was zu entsprechenden Kosten führt. Noch ungünstigere Verhältnisse ergeben sich, wenn beispielsweise das Beobachtungsgerät zwei oder gar mehrere umschaltbare Vergrösserungen und damit Sehfelder besitzt. Nimmt man beispielsweise eine 8- bzw. 16fache Vergrösserung mit Sehfeldern von   5     bzw.   2,5     an, so sind bei sonst gleichem Panoramaausschnitt gemäss Gleichung (3) Panoramaspeicher mit einer Kapazität von    Z2,5     = 432 Bildern bzw.



     Z5    = 108 Bildern erforderlich.  



   Computerspeicher mit einer solch hohen Kapazität sind aber



  für den vorliegenden Anwendungsfall wirtschaftlich nicht mehr tragbar. Darüber hinaus wären an solche Computerspeicher hohe Anforderungen bezüglich der Zugriffsgeschwindigkeit zu stellen, da bei der üblichen   Fernsehnorm    von 25 Bildern pro Sekunde jeweils der gesamte Inhalt eines Bildes in 40 ms zur Verfügung stehen muss, was bei dem Speicherbedarf für ein Bild von 480 K Byte bereits zu einer Datentransfergeschwindigkeit von 12 M Byte pro Sekunde führt.



   Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art in der Weise zu verbessern, dass unter Verwendung eines relativ preiswerten Massenspeichers die Zugriffsprobleme leicht beherrscht werden können. Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen 1 und 4 gekennzeichnete Erfindung.



   Als Massenspeicher wird ein Laser-Bildplattenspeicher verwendet, der relativ preiswert ist und derzeit eine Speicherkapazität von bis zu 54 000 Fernsehbildern aufweist, und es werden Einzelbilder von diesem Bildplattenspeicher in einen als Zwischenspeicher mit schnellem Zugriff dienenden Panoramaspeicher geladen, der aus mehreren digitalen Video-Bildspeichern besteht. Bei einer sich ändernden Adressierung und einer daraus folgenden Verschiebung des Teilausschnittes aus mehreren Einzelbildern ermittelt ein Prozessrechner die Verschieberichtung und lädt aus dem Bildplattenspeicher einzelne Video-Bildspeicher des Panoramaspeichers nach, wobei in diese Video-Bildspeicher die aufgrund der Verschiebung mutmasslich benötigte Bildinformation geladen wird.



   Der Panorama-Zwischenspeicher kann weggelassen und dafür mehrere Laser-Bildplattenspeicher anstatt des einen Bildplattenspeichers eingesetzt werden, die alle das gleiche Grossbild speichern. Erneut errechnet der Prozessrechner bei einer geänderten Adressierung die Verschieberichtung des aus mehreren Einzelbildern zusammengesetzten Teilausschnittes aus dem Grossbild und adressiert dementsprechende Einzelbilder in jedem Laser-Bildplattenspeicher.



   In den beiden beiliegenden Figuren sind zwei unterschiedliche Lösungen der gleichen Aufgabe dargestellt, wobei die Lösung gemäss Fig. 1 von einem aus mehreren Video-Bildspeichern bestehende Zwischenspeicher Gebrauch macht und wobei gemäss Fig. 2 unmittelbar auf mehrere Massenspeicher Zugriff geommen wird. Anhand dieser beiden Figuren sei im folgenden die Erfindung näher beschrieben.



   Gemäss Fig. 1 liefert eine Richtvorrichtung 100 über nicht dargestellte mit ihr gekoppelte Adressgeber Adressen an einen Prozessrechner 120. Der Prozessrechner 120 steuert daraufhin beispielsweise über eine Steuerung 140 eine Zugriffselektronik 160 so an, dass der Inhalt B des stark umrandeten Video-Bildspeichers 5 nach Umsetzung durch einen Digital/Video-Wand   ler    180 auf einem TV-Monitor 200 zur Darstellung gelangt. Die auf den Monitor 200 ausgerichtete nicht dargestellte Optik erfasst hierbei einen Bildausschnitt entsprechend dem kreisförmig eingezeichneten Sehfeld S. Der Video-Bildspeicher 5 bildet einen Teil eines Panorama-Bildspeichers 220 mit schnellem Zugriff, der beispielsweise eine Kapazität für 9 einzelne Fernsehbilder besitzt.

  In der Regel handelt es sich hierbei um getrennte digitale Video-Bildspeicher 1 bis 9, die beliebig angeordnet sein können und Einzelbilder digital abspeichern, welche zusammengesetzt ein Panorama oder einen Ausschnitt aus diesem Panorama bilden.



   Der Panorama-Bildspeicher 220 wird unter Steuerung durch den Prozessrechner 120 aus einem Laser-Bildplattenspeicher 240 geladen, wobei über eine Steuerung 260 bestimmte Video Bildspeicher 1 bis 9 freigegeben und immer ganze Einzelbilder in die jeweilig adressierten Video-Bildspeicher 1 bis 9 neu   geta-    den werden.



   Im TV-Takt von 40 ms wird der Prozessrechner 120 mit weiteren Adressen von der Richtvorrichtung 100 gespeist, aus denen er eine Veränderung der darzustellenden Bildinformation errechnet. Es sei beispielsweise angenommen, dass nach 40 ms der gestrichelt dargestellte Bildinhalt B' zur Darstellung zu bringen ist. Dieser Bildinhalt B' bildet einen Teilausschnitt aus den vier Video-Bildspeichern 5, 6, 8 und 9, die jeweils einzelne aneinandergrenzende Fernsehbilder speichern. Es ist zu erkennen, dass bei der dargestellten Verschiebung des Bildausschnittes die Video-Bildspeicher 1 bis 4 und 7 an der Bilddarstellung nicht mehr beteiligt sind und somit für neue Bildinhalte frei werden.

  Der Prozessrechner 120 veranlasst daraufhin durch einen Steuerbefehl den Laser-Bildplattenspeicher 240 zur Abgabe von 5 neuen Fernsehbildern 10 bis 14 und er gibt über die Steuerung 260 die Bildspeicher 1 bis 4 und 7 des Panoramaspeichers 220 zum Nachladen mit dieser Bildinformation frei. Wenn beispielsweise die Verschiebung des Bildausschnittes B' exakt in der schräg nach unten gerichteten Bilddiagonalen oder exakt in horizontaler oder vertikaler Richtung erfolgt, so wird dies ebenfalls von dem Prozessrechner 120 erkannt und das Nachladen der Video-Bildspeicher kann auf die Fernsehbilder 11 bis 13 bzw. 10 oder 14 beschränkt werden.



   Man erkennt, dass das Nachladen von fünf Bildern den ungünstigsten Fall darstellt, was bei einem TV-Takt von 40 ms zu einer Zykluszeit von 200 ms führt. In dieser Zeit darf sich der ursprüngliche Bildausschnitt maximal um eine Bildschirmbreite in horizontaler Richtung bzw. um eine Bildschirmhöhe in vertikaler Richtung verschieben, da sonst die Bildspeicher noch nicht fertig geladen sind.



   Aus dieser Forderung ergibt sich eine Bewegungsgeschwindigkeit von
4 S   4S       VA = 3' ST iST    in Azimutrichtung und von
S    ST    in Elevationsrichtung.



   In diesen Gleichungen bedeuten: vA = Azimut-Bewegungsgeschwindigkeit   Elevations-Bewegungsgeschwindigkeit    S = Sehfeld T = Zykluszeit (TV-Takt 3 40 ms)
Setzt man die Zykluszeit in die vorstehenden Gleichungen ein, so ergeben sich maximale Bewegungsgeschwindigkeiten von: VA = 6,6 S pro Sekunde VE = 5 S pro Sekunde
Diese Werte liegen aber so hoch, dass Einzelheiten durch die Bedienungsperson an der Beobachtungsoptik nicht mehr wahrgenommen werden können, d.h. die sich theoretisch ergebenden maximalen Bewegungsgeschwindigkeiten sind weit grösser als sie für normale Beobachtungsvorgänge an Trainingsgeräten mit derartiger Sichtsimulation benötigt werden.

 

   Die Laser-Bildspeicherplatte mit ihrer hohen Speicherkapazität gestattet die Abspeicherung mehrerer Panoramen in Tagund Wärmebildversion. Die Zeit, die erforderlich ist, um den Panorama-Bildspeicher beim Umschalten zwischen zwei Vergrösserungen oder beim Umschalten von Tagbild auf Wärmebild neu zu laden, liegt deutlich unterhalb der für echte Umschaltungen in Originalgeräten benötigten Zeit.



   Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäss Fig. 1 dadurch, dass nunmehr der aus mehreren Video-Bildspeichern bestehende Zwischenspeicher 220 entfällt und dafür mehrere Laser-Bildplattenspeicher 240' bis  2409 angeordnet sind. Jeder Laser-Bildplattenspeicher 2401 bis 2409 speichert das gleiche Grossbild, bestehend aus beispielswei se   54    000 aneinandergrenzenden Einzelbildern. Der Prozessrechner 120 adressiert die Laser-Bildplattenspeicher aufgrund der von der Richtvorrichtung 100 ausgegebenen Adresse in der Weise, dass beispielsweise in den Speichern 2401 und 2403 drei horizontal aneinandergrenzende Einzelbilder, in den Speichern 2404 bis 2406 drei darunter liegende Einzelbilder und in den Speichern 2407 bis 2409 drei nochmals darunter liegende Einzelbilder adressiert werden.

  Ist der Bildinhalt B gemäss Fig. 1 darzustellen, so wird nur der Laser-Bildplattenspeicher 2405 über die Steuerung 140 durch die Zugriffselektronik 160 ausgelesen und nach Umsetzung in dem Digital/Video-Wandler 180 auf dem Monitor 200 zur Darstellung gebracht. Ist der Bildinhalt B' zur Darstellung zu bringen, so verknüpft die Zugriffselektronik 160 die Einzelbilder in den Speichern 2405, 2406,   2406    und 2409 und der Prozessrechner 120 befiehlt eine geänderte Adressierung von Einzelbildern in den Speichern 2401 bis 2404 und 2407, wobei diese Einzelbilder an die Einzelbilder 5, 6, 8 und 9 rechts und unten angrenzen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

 

  Eine Löschung von Einzelbildern erfolgt hierbei nicht.



   Es liegt auf der Hand, dass auch eine aus den Fig. 1 und 2 kombinierte Vorrichtung zur Anwendung gelangen kann, die mehrere Laser-Bildplattenspeicher 240 und einen Zwischenspeicher 220 verwendet.



   In allen Ausführungsbeispielen ist die Anzahl der verwendeten Laser-Bildplattenspeicher und Video-Bildspeicher im Zwischenspeicher beliebig wählbar und die beschriebenen Anordnungen, bei denen diese Zahl mit 9 gewählt wurde, sind nur als Beispiele anzusehen. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIMS
1. Device for generating a monitor image as any partial section from a large image stored in a mass memory, characterized by a laser image plate (240) as a video mass memory, a plurality of video image memories (220; 1 to 9) that can be loaded from the mass memory for recording contiguous individual images from which the partial section is formed and a device (120) for determining the direction of displacement of the partial section per TV clock, for releasing the corresponding video image memory (220; 1 to 9) and reloading it from the laser image plate (240 ) depending on the determined direction of displacement.



   2. Device according to claim 1, characterized by a process computer (120) acted upon by the address signals of a straightening device (100) for controlling the laser image plate (120) and for releasing individual video image memories (220; 1 to 9).



   3. Device according to claim 2, characterized by an access electronics (140, 160) controlled by the process computer (120) for addressing and reading the video image memory (220; 1 to 9).



   4. Device for generating a monitor image as any partial section from a large image stored in a mass memory, characterized by the arrangement of a plurality of laser image plate memories (2401 to 2404 storing the same large image) and a device (120) for determining the direction of displacement of the partial section per TV cycle and for changing the addressing of the individual laser image plate memories as a function of the determined displacement direction.



   The present invention relates to a device according to the preamble of claims 1 and 4. Such a device is used in particular in devices for training a combat situation, the monitor being arranged, for example, in the field of view of a directional optical system.



   From DE-PS 28 03 101 a method and a device for generating a monitor image of a large image is known, the large image being broken down into individual partial images, the content of which corresponds to that of a single TV image. Any partial section from the large image, which is thus composed of parts of several individual images, can be generated by special circuitry measures. The partial section is selected here, for example, via address transmitters coupled with directional handles, via which the corresponding parts of individual images can be called up and combined to form the partial section.



   Instead of storing the individual images by means of a camera and an assigned image section, the individual images can also be stored digitally in accordance with DE-OS 29 19 047.



  Such a solution offers the advantage that silhouettes or images of certain objects, such as moving targets, can also be cut into the image content in the image displayed on the monitor in accordance with the addressed partial section.



   While use is made of digital image memories in the aforementioned known devices, specific circuitry measures being required to form a partial section from several individual images, the use of conventional computer memories for storing a background image has already been proposed in the older German patent application P 31 33 866 been.



  It was also proposed there to provide the background image information, as well as the digitally stored information about a target in the background, with distance information, so that undercuts of the target with the terrain can be depicted on the monitor.



   In principle, with the method according to this older proposal, the visual simulation for optical observation devices can be realized with any magnifications and fields of view; however, there are considerable storage capacity requirements, which are determined by the size of the panorama to be displayed, i.e. the entire azimuth and elevation range to be displayed and the field of view size are determined, which will be explained below.



   If one chooses the usually circular field of view equal to the height of the monitor in the interest of the best possible resolution of the image in the observation device, the required storage capacity for the overall panorama can be calculated in multiples of the storage capacity for a monitor image for a given total azimuth and elevation range as follows:
3A
ZA = to S (1)
4.5
E ZE = S (2)
3AE
Z = TO ZIP = (3)
4 bedrooms
In these equations:

  : ZA = number of image memories in azimuth ZE = number of image memories in elevation Z = total number of required image memories S = field of view of the observation device A = azimuth area of the panorama to be displayed E = elevation of the panorama to be displayed
The factor 3/4 occurring in the equations is given by the typical aspect ratio of television monitors, the height of which makes 75 75% of the width.



   For example, if you want to cover a panorama with an azimuth angle of A = 1200 and an elevation angle of E = 30 with an observation device whose field of view is 10, you need:
3 1200 ZA = - - = 9 azimuth image memories
4 100 30 "
ZE = 10O = 3 elevation image memories 100
Z = 27 image memories
With a typical resolution of a monitor image with 600 lines from 800 pixels, each image memory must have a capacity of 480,000 memory locations, which results in a capacity of 480 K bytes per memory location with a word length of 8 bits (1 byte).



   It can be seen from equation (3) that panorama memories with considerable capacity are required even with a conventional panorama size and usual fields of view, which leads to corresponding costs. Even less favorable conditions arise if, for example, the observation device has two or even more switchable magnifications and thus fields of view. For example, if you assume an 8x or 16x magnification with fields of view of 5 or 2.5, then with otherwise the same panorama section according to equation (3), panorama memories with a capacity of Z2.5 = 432 images or



     Z5 = 108 pictures required.



   Computer memories with such a high capacity are, however



  not economically viable for the present application. In addition, high demands should be placed on such computer memories with regard to the access speed, since with the usual television standard of 25 frames per second the entire content of an image must be available in 40 ms, which already means the memory requirement for an image of 480 K bytes leads to a data transfer speed of 12 M bytes per second.



   It is therefore the object of the present invention to improve a device of the type mentioned above in such a way that the access problems can be easily mastered using a relatively inexpensive mass storage device. This object is achieved by the invention characterized in claims 1 and 4.



   A laser disk storage device is used as the mass storage device, which is relatively inexpensive and currently has a storage capacity of up to 54,000 television pictures, and individual images are loaded from this disk storage device into a panorama storage device which serves as a buffer with quick access and consists of a plurality of digital video image storage devices consists. In the event of changing addressing and a consequent displacement of the partial section from a plurality of individual images, a process computer determines the direction of displacement and reloads individual video image memories of the panorama memory from the image plate memory, the image information presumably required due to the displacement being loaded into this video image memory.



   The panorama buffer can be omitted and several laser image memories can be used instead of the one image memory, all of which store the same large image. When the addressing has changed, the process computer again calculates the direction of displacement of the partial section composed of a plurality of individual images from the large image and addresses corresponding individual images in each laser image plate memory.



   The two accompanying figures show two different solutions to the same problem, the solution according to FIG. 1 making use of an intermediate memory consisting of a plurality of video image memories and, according to FIG. 2, direct access to several mass memories. Based on these two figures, the invention will be described in more detail below.



   1, a straightening device 100 supplies addresses to a process computer 120 via address transmitters (not shown) coupled to it. The process computer 120 then controls, for example via a controller 140, access electronics 160 such that the content B of the strongly framed video image memory 5 after conversion through a digital / video converter 180 on a TV monitor 200 for display. The optics, not shown, which are aligned with the monitor 200, capture an image section corresponding to the field of view S drawn in a circle. The video image memory 5 forms part of a panorama image memory 220 with quick access, which has, for example, a capacity for 9 individual television images.

  As a rule, these are separate digital video image memories 1 to 9, which can be arranged as desired and digitally store individual images which, when put together, form a panorama or a section of this panorama.



   The panorama image memory 220 is loaded from a laser image disk memory 240 under the control of the process computer 120, certain video image memories 1 to 9 being released via a controller 260 and whole individual images always being reloaded into the respectively addressed video image memories 1 to 9 will.



   In the TV cycle of 40 ms, the process computer 120 is supplied with further addresses by the straightening device 100, from which it calculates a change in the image information to be displayed. It is assumed, for example, that after 40 ms the dashed image content B 'is to be displayed. This image content B 'forms part of the four video image memories 5, 6, 8 and 9, each of which stores individual contiguous television images. It can be seen that when the image section is shifted, the video image memories 1 to 4 and 7 are no longer involved in the image display and are therefore free for new image contents.

  The process computer 120 then uses a control command to initiate the laser image plate memory 240 to deliver 5 new television images 10 to 14 and it releases the image memories 1 to 4 and 7 of the panorama memory 220 for reloading with this image information via the controller 260. If, for example, the image section B 'is shifted exactly in the diagonally downward diagonal of the image or exactly in the horizontal or vertical direction, this is also recognized by the process computer 120 and the reloading of the video image memory can be carried out on the television images 11 to 13 or 10 or 14 may be limited.



   It can be seen that the reloading of five pictures is the worst case, which leads to a cycle time of 200 ms with a TV clock of 40 ms. During this time, the original image section may shift by a maximum of one screen width in the horizontal direction or one screen height in the vertical direction, otherwise the image memories are not yet fully loaded.



   This requirement results in a movement speed of
4 S 4S VA = 3 'ST iST in the azimuth direction and from
S ST in the elevation direction.



   In these equations: vA = azimuth movement speed Elevation movement speed S = field of view T = cycle time (TV clock 3 40 ms)
Using the cycle time in the above equations, the maximum movement speeds are: VA = 6.6 S per second VE = 5 S per second
However, these values are so high that details can no longer be perceived by the operator on the observation optics, i.e. the theoretically resulting maximum movement speeds are far greater than they are required for normal observation processes on training devices with such a visual simulation.

 

   The laser image storage plate with its high storage capacity allows multiple panoramas to be saved in day and thermal versions. The time required to reload the panorama image memory when switching between two enlargements or when switching from day image to thermal image is significantly less than the time required for real switching in original devices.



   The device shown in FIG. 2 differs from the device according to FIG. 1 in that the buffer memory 220 consisting of several video image memories is now omitted and several laser image disk memories 240 'to 2409 are arranged for this purpose. Each laser image disk memory 2401 to 2409 stores the same large image, consisting of, for example, 54,000 contiguous individual images. The process computer 120 addresses the laser image plate memories on the basis of the address output by the alignment device 100 in such a way that, for example, three horizontally adjacent individual images in the memories 2401 and 2403, three individual images below them in the memories 2404 to 2406 and in the memories 2407 to 2409 three individual frames below are addressed.

  1, only the laser image plate memory 2405 is read out via the controller 140 by the access electronics 160 and, after conversion in the digital / video converter 180, is displayed on the monitor 200. If the image content B 'is to be displayed, the access electronics 160 link the individual images in the memories 2405, 2406, 2406 and 2409 and the process computer 120 commands a changed addressing of individual images in the memories 2401 to 2404 and 2407, these individual images being activated the individual images 5, 6, 8 and 9 border to the right and below, as shown in FIG. 1.

 

  Individual images are not deleted.



   It is obvious that a device combined from FIGS. 1 and 2 can also be used, which uses a plurality of laser image plate memories 240 and an intermediate memory 220.



   In all exemplary embodiments, the number of laser image plate memories and video image memories used in the intermediate memory can be selected as desired, and the arrangements described, in which this number was chosen with 9, are only to be regarded as examples.


    

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Monitorbildes als beliebiger Teilausschnitt aus einem in einem Massenspeicher gespeicherten Grossbild, gekennzeichnet durch eine Laser-Bildplatte (240) als Video-Massenspeicher, mehrere aus dem Massenspeicher ladbare Video-Bildspeicher (220; 1 bis 9) zur Aufnahme von aneinandergrenzenden Einzelbildern, aus denen der Teilausschnitt gebildet wird und eine Einrichtung (120) zur Ermittlung der Verschieberichtung des Teilausschnittes pro TV-Takt, zur Lösung der entsprechenden Video-Bildspeicher (220; 1 bis 9) und deren Nachladung von der Laser-Bildplatte (240) in Abhängigkeit von der ermittelten Verschieberichtung.  PATENT CLAIMS 1. Device for generating a monitor image as any partial section from a large image stored in a mass memory, characterized by a laser image plate (240) as a video mass memory, a plurality of video image memories (220; 1 to 9) that can be loaded from the mass memory for recording contiguous individual images from which the partial section is formed and a device (120) for determining the direction of displacement of the partial section per TV clock, for releasing the corresponding video image memory (220; 1 to 9) and reloading it from the laser image plate (240 ) depending on the determined direction of displacement. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen von den Adresssignalen einer Richtvorrichtung (100) beaufschlagten Prozessrechner (120) zur Steuerung der Laser-Bildplatte (120) und zur Freigabe einzelner Video-Bildspeicher (220; 1 bis 9).  2. Device according to claim 1, characterized by a process computer (120) acted upon by the address signals of a straightening device (100) for controlling the laser image plate (120) and for releasing individual video image memories (220; 1 to 9). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine von dem Prozessrechner (120) gesteuerte Zugriffselektronik (140, 160) für die Adressierung und Auslesung der Video-Bildspeicher (220; 1 bis 9).  3. Device according to claim 2, characterized by an access electronics (140, 160) controlled by the process computer (120) for addressing and reading the video image memory (220; 1 to 9). 4. Vorrichtung zur Erzeugung eines Monitorbildes als beliebiger Teilausschnitt aus einem in einem Massenspeicher gespeicherten Grossbild, gekennzeichnet durch die Anordnung mehrerer das gleiche Grossbild speichernder Laser-Bildplattenspeicher (2401 bis 2404 und eine Einrichtung (120) zur Ermittlung der Verschieberichtung des Teilausschnittes pro TV-Takt und zur Änderung der Adressierung der einzelnen Laser-Bildplattenspeicher in Abhängigkeit von der ermittelten Verschieberichtung.  4. Device for generating a monitor image as any partial section from a large image stored in a mass memory, characterized by the arrangement of a plurality of laser image plate memories (2401 to 2404 storing the same large image) and a device (120) for determining the direction of displacement of the partial section per TV cycle and for changing the addressing of the individual laser image plate memories as a function of the determined displacement direction. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4. Eine derartige Vorrichtung findet insbesondere Anwendung bei Geräten zum Training einer Gefechtssituation, wobei der Monitor beispielsweise im Sehfeld einer Richtoptik angeordnet ist.  The present invention relates to a device according to the preamble of claims 1 and 4. Such a device is used in particular in devices for training a combat situation, the monitor being arranged, for example, in the field of view of a directional optical system. Aus der DE-PS 28 03 101 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Monitorbildes von einem Grossbild bekannt, wobei das Grossbild in einzelne Teilbilder zerlegt wird, deren Inhalt jeweils demjenigen eines Einzel-TV-Bildes entspricht. Ein beliebiger Teilausschnitt aus dem Grossbild, der sich somit aus Teilen mehrerer Einzelbilder zusammensetzt, kann durch spezielle schaltungstechnische Massnahmen erzeugt werden. Die Auswahl des Teilausschnittes erfolgt hierbei beispielsweise über mit Richtgriffen gekoppelte Adressgeber, über die die entsprechenden Teile von Einzelbildern abrufbar und zu dem Teilausschnitt zusammensetzbar snd.  From DE-PS 28 03 101 a method and a device for generating a monitor image of a large image is known, the large image being broken down into individual partial images, the content of which corresponds to that of a single TV image. Any partial section from the large image, which is thus composed of parts of several individual images, can be generated by special circuitry measures. The partial section is selected here, for example, via address transmitters coupled with directional handles, via which the corresponding parts of individual images can be called up and combined to form the partial section. Statt die Einzelbilder durch eine Kamera und einen zugeordneten Bildausschnitt zu speichern, können gemäss der DE-OS 29 19 047 die Einzelbilder auch digital abgespeichert werden.  Instead of storing the individual images by means of a camera and an assigned image section, the individual images can also be stored digitally in accordance with DE-OS 29 19 047. Eine solche Lösung bietet den Vorteil, dass in das auf dem Monitor dargestellte Bild entsprechend dem adressierten Teilausschnitt auch Silhouetten bzw. Bilder bestimmter Gegenstände, wie beispielsweise von beweglichen Zielen, in den Bildinhalt eingeschnitten werden können. Such a solution offers the advantage that silhouettes or images of certain objects, such as moving targets, can also be cut into the image content in the image displayed on the monitor in accordance with the addressed partial section. Während bei den zuvor erwähnten bekannten Vorrichtungen von digitalen Bildspeichern Gebrauch gemacht wird, wobei zur Bildung eines Teilausschnittes aus mehreren Einzelbildern spezifische schaltungstechnische Massnahmen erforderlich sind, ist bereits in der älteren deutschen Patentanmeldung P 31 33 866 die Verwendung von üblichen Computerspeichern für die Speicherung eines Hintergrundbildes vorgeschlagen worden.  While use is made of digital image memories in the aforementioned known devices, specific circuitry measures being required to form a partial section from several individual images, the use of conventional computer memories for storing a background image has already been proposed in older German patent application P 31 33 866 been. Dort wurde ferner vorgeschlagen, die Hintergrund-Bildinformation ebenso wie die digital gespeicherte Information über ein Ziel im Hintergrund mit einer Entfernungsinformation zu versehen, so dass sich Hinterschneidungen des Ziels mit dem Gelände bildlich auf dem Monitor darstellen lassen. It was also proposed there to provide the background image information, as well as the digitally stored information about a target in the background, with distance information, so that undercuts of the target with the terrain can be depicted on the monitor. Bei dem Verfahren gemäss diesem älteren Vorschlag lässt sich zwar prinzipiell die Sichtsimulation für optische Beobachtungsgeräte mit beliebigen Vergrösserungen und Sehfeldern verwirklichen; jedoch sind beträchtliche Anforderungen an die Speicherkapazität zu stellen, die durch die Grösse des darzustellenden Panoramas, d.h. den gesamten darzustellenden Azimutund Elevationsbereich und die Sehfeldgrösse bestimmt ist, was nachfolgend erläutert werden soll.  In principle, with the method according to this older proposal, the visual simulation for optical observation devices can be realized with any magnifications and fields of view; however, there are considerable storage capacity requirements, which are determined by the size of the panorama to be displayed, i.e. the entire azimuth and elevation range to be displayed and the field of view size are determined, which will be explained below. Wählt man im Interesse der bestmöglichen Auflösung des Bildes im Beobachtungsgerät das üblicherweise kreisförmige Sehfeld gleich der Höhe des Monitors, so lässt sich bei gegebenem, gesamtem Azimut- und Elevationsbereich die benötigte Speicherkapazität für das Gesamtpanorama in Vielfachen der Speicherkapazität für ein Monitorbild wie folgt ausrechnen: 3A ZA = zu S (1) 4.5 E ZE = S (2) 3AE Z = ZU ZIP = (3) 4 SZ In diesen Gleichungen bedeuten:  If one chooses the usually circular field of view equal to the height of the monitor in the interest of the best possible resolution of the image in the observation device, the required storage capacity for the overall panorama in multiples of the storage capacity for a monitor image can be calculated for a given total azimuth and elevation range as follows: 3A ZA = to S (1) 4.5 E ZE = S (2) 3AE Z = TO ZIP = (3) 4 bedrooms In these equations: : ZA = Anzahl der Bildspeicher in Azimut ZE = Anzahl der Bildspeicher in Elevation Z = Gesamtzahl der erforderlichen Bildspeicher S = Sehfeld des Beobachtungsgerätes A = Azimutbereich des darzustellenden Panoramas E = Elevation des darzustellenden Panoramas Der in den Gleichungen vorkommende Faktor 3/4 ist durch das typische Seitenverhältnis von Fernsehmonitoren gegeben, deren Höhe 75 75% der Breite ausmacht. : ZA = number of image memories in azimuth ZE = number of image memories in elevation Z = total number of required image memories S = field of view of the observation device A = azimuth area of the panorama to be displayed E = elevation of the panorama to be displayed The factor 3/4 occurring in the equations is given by the typical aspect ratio of television monitors, the height of which makes 75 75% of the width. Will man beispielsweise ein Panorama mit einem Azimutwinkel von A = 1200 und einem Elevationswinkel von E = 30 mit einem Beobachtungsgerät bestreichen, dessen Sehfeld 10 beträgt, so benötigt man: 3 1200 ZA = - -- = 9 Azimut-Bildspeicher 4 100 30" ZE = 10O = 3 Elevations-Bildspeicher 100 Z = 27 Bildspeicher Bei einer typischen Auflösung eines Monitorbildes mit 600 Zeilen aus 800 Bildpunkten muss jeder Bildspeicher eine Kapazität von 480 000 Speicherstellen besitzen, was bei einer Wortlänge von 8 bit (1 Byte) pro Speicherstelle eine Kapazität von 480 K Byte ergibt.  For example, if you want to cover a panorama with an azimuth angle of A = 1200 and an elevation angle of E = 30 with an observation device whose field of view is 10, you need: 3 1200 ZA = - - = 9 azimuth image memories 4 100 30 " ZE = 10O = 3 elevation image memories 100 Z = 27 image memories With a typical resolution of a monitor image with 600 lines from 800 pixels, each image memory must have a capacity of 480,000 memory locations, which results in a capacity of 480 K bytes per memory location with a word length of 8 bits (1 byte).   Man erkennt aus der Gleichung (3), dass bereits bei einer üblichen Panoramagrösse und üblichen Sehfeldern Panoramaspeicher mit beträchtlicher Kapazität benötigt werden, was zu entsprechenden Kosten führt. Noch ungünstigere Verhältnisse ergeben sich, wenn beispielsweise das Beobachtungsgerät zwei oder gar mehrere umschaltbare Vergrösserungen und damit Sehfelder besitzt. Nimmt man beispielsweise eine 8- bzw. 16fache Vergrösserung mit Sehfeldern von 5 bzw. 2,5 an, so sind bei sonst gleichem Panoramaausschnitt gemäss Gleichung (3) Panoramaspeicher mit einer Kapazität von Z2,5 = 432 Bildern bzw.  It can be seen from equation (3) that panorama memories with considerable capacity are required even with a conventional panorama size and usual fields of view, which leads to corresponding costs. Even less favorable conditions arise if, for example, the observation device has two or even more switchable magnifications and thus fields of view. For example, if you assume an 8x or 16x magnification with fields of view of 5 or 2.5, then with otherwise the same panorama section according to equation (3), panorama memories with a capacity of Z2.5 = 432 images or Z5 = 108 Bildern erforderlich. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.    Z5 = 108 pictures required. ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0369821A2 (en) * 1988-11-18 1990-05-23 Canon Kabushiki Kaisha Image processing system
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