CN1024854C - 赛跑计时设备 - Google Patents

Abstract

图象显示式赛跑计时设备，包括一可按对应于赛跑速率(Vi)的预定频率读出的光敏CCD挡板(5)。影象则借助现有录象机(22)和固定标准扫描频率的监视器(23)进行存储和显示。由于挡板捕获影象的频率与显象频率不同步，故采用缓冲存储器(19，20)产生影象部分，然后将其存入图象存储器(21)再以与标准电视扫描同步断续跳跃地读取影象部分。本发明由于采用了现有录象机和监视器，因而成本低廉。

Description

本发明涉及一种赛跑计时设备，该设备包括一安装在一固定台并沿可容纳若干参赛者的跑道横线延线方向的光学装置，以便将该横线的图象投射到一光敏挡板上，挡板上包含多个并置成单列的象素。

瑞士专利文献CH-A590518介绍过一种确定运动着的物体通过大致上垂直于运动轨道的基准线右侧的间隔时间的系统。这种系统采用装备有阴极射线管的电视摄象机，该摄象机对着基准线，同时记录着该摄象机提供的和计时器提供的信号，借助于一个监视器把这些信号重现出来。为完成这些任务，就要有人用摄象机单向线性地扫描基准线，还要有一个阅读器进行双向线性扫描，使得摄象机对基准线的连续扫描在垂直于单向扫描方向的方向（也就是运动物体的轨迹方向）遍布阅读器的整个屏面上。该专利文献提到，摄象机可以是一般的摄象机，但两个扫描的顺序却是要改变着以使垂直方向的扫描快一些，同时抑制较慢的扫描。该专利 的另一个实施例提出，最好采用固态式二极管摄象机来代替阴极射线管，以免在射线管上留下斑痕，或甚至使射线管迅速变质。

本说明书的图1和2即示出了上述系统。运动着的物体2以速率Vm在摄象机镜头1前面移动。镜头后面有一个采用固态检测器的单向光敏装置（以下称CCD板）。运动物体的影象以速率Vi掠过装置5前面。从图2可以看出装置5是由并排排列的一行单元象素6构成的。来自待拍摄的基准线的入射光在各检测器上产生电荷，这些电荷表示一排影象在给定时刻的光强分布。这些电荷定期按箭头9的方向转移到上面装设的元件8与象素6一样多的移位寄存器7中。具电视频率的时钟信号12将基准线的内容以视频信号n的形式排列放大器10中。接着这些视频信号经存储后，就以图象的形式显示出来，以描绘观察中的基准线（例如终点线）经时的演变情况。

目前市面上出售有一些单向装置。这些装置都配备有许多象素（1000以上）以确保高的清晰度。有关这方面更详细的情况，可参看有关制造厂家的技术刊物，例如有关Thomson-CSF公司的GH7801A型装置的出版物。成套的摄象机甚至可以向Fairchild公司购置叫做CCD    1100C至1500C型的那一种或从i    2S公司（法国，波尔多市）购置iDC133的那一种。

从上述系统中可以看到，入射光在一排检测器6上产生电荷，这些电荷定期经由移位寄存器7转移到输出端10。这里转移频率是不变的，因为它受一般电视标准的限制。事实上，在上述文件中，值得注意的是，图象的频率为每秒25个单元，每半个图象历时20毫秒。因此这种系统具有这样的好处，即其摄象机、以及监视器和录象机都可以采用标准材料，因而价钱不贵。

遗憾的是，这种系统起码就有两个主要缺点使其不能实际应用而仍然停留在实验阶段。

头一个困难涉及到象素的曝光时间极其短暂。实际上，按照欧洲标准，半个图象的曝光时间为20毫秒（50赫），而每半个图象有312.5行。因此，每行曝光的持续时间为20/312.5＝0.064毫秒＝64微秒，扫描频率为1/64微秒，即每秒钟15，625行。这样，采用单向光敏装置和标准电视扫描时，每个象素只有在每次扫描的64微秒期间受到激劢。这个时间确是太短了，限制了这种装置在照明相当强的场面中的应用，因为对一般照明来说，起码在采用现行的装置时，那种场面下的背景干扰使所收集的信号表现不出来。

另一个困难涉及所收集到的图象的畸变问题。应该理解的是，事实上要获得一个无畸变图象就需要光敏装置由时钟信号12确定的更新速率（见图1和2）与影象掠过该装置的速率Vi相称。若速率Vi大于更新速率，则收集到的图象会被压缩;相反，若速率Vi小于该更新速率，则收集到的图象会扩展。实际情况的实例有助于对这个问题的理解。

上述CCD板具有多个表面划分成13微米左右大致见方的方形象素。在行数为625的一般电视标准下，这些13微米见方的象素系以前面已经说过的64微米接受扫描，这相当于运动物体以速率Vi移动时的图象，其中

$\mathrm{V\; i\; =}\frac{{\mathrm{13\; ·\; 10}}^{\mathrm{-3}}\mathrm{毫米}}{{\mathrm{64\; ·\; 10}}^{\mathrm{－6}}秒}\mathrm{＝\; 203毫米／秒}$

在这种情况下，扫描频率与赛跑速率相适应，因而重放出来的图象不发生畸变。这时这个值相当于赛车时汽车从CCD板前面掠过的速率Vi。现在如果想用同样的设备拍摄影象速率约为26毫米/秒的赛跑运动员的影象，则收集到的图象在宽度上会大大地扩展，以致运动员的形象畸变到辨认不出他们是谁的程度。如果想获得赛跑中运动员的景象不畸变的图象，就需要降低对CCD板的扫描频率，因而延长了对板上象素的曝光时间。设跑速为26毫米/秒，象素为13微米见方，于是就可以计算出曝光时间和对CCD板的扫描频率。曝光时间为：

(13微米)/(26毫米/秒) ＝500微秒，

扫描频率为1/500微秒＝2，000行/秒。再举另一个例子，设划船预选赛中掠过CCD板前的船影的速率Vi约为4毫米/秒，则曝光时间和扫描频率分别为3.25毫秒和307行/秒。

从上面谈到的可知，要使待计时的赛程影象不畸变就必须使CCD板的扫描频率与影象掠过CCD板的速率相适应，就象要使胶片的速率适应 胶片通过一个缝隙后面的相片洗印处理系统那样（瑞士专利文献CH-A-399028中介绍的一种相片处理工艺）。在前面引证的瑞士专利文献CH-A    590581里提出的这种装置中，这种适应性仅对录制象赛车那样的高速赛跑时才能实现。应该理解的是，为摄下运动员赛跑时的影象，不仅要将扫描CCD板的频率降低到上述值，而且还需要有一个其扫描频率可调谐得与测试CCD板所用的频率同步的阅读器（监视器，视频记录器等）。如果采用市面上出售的读取单个频率（15，625行/秒）的阅读器，而且想一次购置就可以解决所有各种情况，那就永远也实现不了上述目的。为解决这个问题，有人提出过采用频率具适应性的读出器。有人可能会提出用个人计算机来处理和存储图象。无论选用哪一种解决办法，都需要采用复杂而麻烦的成套设备。

然而欧洲专利文献EP-A-0223119提出了这样一种摄取体育竞赛景象的设备，该设备有一个脉冲发生器用以控制电荷从一个传感器到另一个传感器的转移，控制采取这样的方式使该转移的速率与掠过装置前面的参赛者影象的速率相称。可是该专利文献并没有说明如何重显图象，说明书中只说图象的重显是按电视周知的技术进行的，令行频与电荷转移频率同步，这意味着采用非标准的监视器和视频记录器。

欧洲专利文献EP-A-0207675同样提出了一种体育竞赛用的视频记录仪，它具有一个板式一维传感器。收集在传感器输出端的信号由一个模/数转换器转换成一系列象元，这些象元存储在图象存储器中，以便形成多个头尾衔接排列的图象。但这种系统受存储容量所限，从该专利说明书来看，一般只能存储16个电视图象。这是因为，这种系统不象后面即将谈到的本发明的情况那样，配备有两个交替工作的缓冲存储器：一个存储器在读出时工作，另一个存储器在写入时工作。

美国专利文献US-A-4133009也提出了采用两个交替工作的缓冲存储器。但这些存储器的容量系由整个电视图象确定的，由此在一般的监视器和视频记录器上重新构成电视图象没什么困难。可是这种系统不能用以同时拍摄带有时标的多个参赛者在赛跑过程中的影象（叠加）直至达到终点时的非单值性赛跑景象，因为屏幕上始终都不能象本发明所提出的那样，随时显示出多个影象各部分在同一时间的并排情况，从而使其中一个部分与其前后各部分之间具有短暂的连续性。

如果说本发明采用了上述刚介绍过的三份文献中所述的一些特性，那是以完全与上述文献不同的目的应用这些特性的。这里要解决的问题是出于这样一个事实，即CCD板获取影象的频率不与显象频率同步;图象各部分是采用缓冲存储器产生的，然后将这些图象部分存储在图象存储器中，随后通过与一般电视扫描同步的方式跳跃式地扫描图象的整个部分以间歇的方式进行阅读。有了这种装置就可以借助于市售的一般记录器和监视器以固定和标准化了的扫描频率记录和显示图象。

因此本发明的主要目的是提供这样一种赛跑计时设备，该设备配备有能适应若干赛跑速率、不致使图象畸变的一维度式CCD板，同时采用目前市面上可买到的按普通电视标准工作的简单的图象检测器。因此这种系统由于采用价廉的监视器和视频记录器，因而降低了整个设备的装置成本。

为取得上述效果，本发明设备的特点在于，它包括：

-CCD板内容的读出装置，用以按作为赛跑速率的承数选取的预定频率读取CCD板的内容，所述内容以对应于线条影象在某一给定时刻的光强分布的电信号形式表现出来;

-第一和第二缓冲存储器，适宜交替存储由连续读取CCD板得出的预定数量的电信号，以便分别形成速度竞赛过程的第一和第二图象部分;

-图象转移装置，用以把所述第一和第二图象部分交替地转移到适宜存储n个容量大致相等的图象部分的图象存储器中。本发明的设备系这样配置，使得当第一缓冲存储器存储CDD板发出的信号时，存储在第二缓冲存储器中的图象部分，就被写入所述图象存储器中，反之亦然。所述图象存储器在各写入时间显示出写入过程中的一个图象部分和n-1个业已写入的图象部分;

-读出装置，用以按预定的顺序以这样的方式读出所述n-1个业已写入图象存储器中的各图象部分，使得所读取的第一图象部分对应于业已按某一时间顺序写入图象存储器中在时间上最新的图象部分;

-标准电视型监视器，用以在屏幕上以这样 方式显示n-1个在图象存储器中读取的图象部分，使得每次把新图象部分写入图象存储器中时，在屏幕上出现的最新部分取代在先部分，该在先部分是经过跳跃式的移位的，以便可以将其置于所述最新部分的旁边;和

-标准电视型记录器，用以记录出现在所述监视器上的图象。

现在通过下面以举例的方式参照附图所示说明本发明的内容。

图1和图2是前面谈过的现有技术。

图3是根据一简化了的实施例说明本发明的一个方框图，该实施例完全是用以获取图象，它主要包括两个缓冲存储器和一个图象存储器。

图4示意地表示了从存储在图象存储器中的各图象部分在监视器上形成可以显示出来的完整图象的过程。

图5是本发明进一步改进了的实施例的方框原理图，该实施例除能获取图象外，还能记录对应于各图象的时间。

图6部分示出了图4的图象，同时还加上了时间标度。

图7是适用于图5的方框示意图的计时图，示出了获取图象的进程。

图8示出了组织缓冲存储器和图象存储器的情况，以及所述缓冲存储器的信号转移到所述图象存储器的方式。

图3的方框原理图示出了本发明一个简化了的实施例。这里赛跑运动员2各以速率Vm在跑道4上往前跑，依次通过可能是跑道终点线的通道线90。在此通道线的延线上配置有一光学装置或镜头1，构成摄象机15的一部分。通道线90的影象就在位于镜头1后面的光敏板5上形成。光敏板5处在垂直于图3图面的一个平面内，它如图2所示的那样是由许多以单列并置的象素构成。赛跑运动员的影象以速率Vi掠过光敏板前面。时标或计时器25由连线35连接到摄象机上，能以预定的频率读取光敏板的内容，每读取一次，接着就进行光敏板的更新。选取阅读频率使其与参赛者影象的速率Vi相对应。因此不难理解，在任何给定的时刻，光敏板以电信号的形式存在的内容与通道线90影象的光强分布相等。

阅读光敏板的频率作为赛跑速率的函数由设备操作人员选择，他要保留的就是参赛者处于赛跑速率下的影象。为此操作人员使用键盘27手动输入该速率值。微控制器26用作键盘27与时标25之间的接口，这个接口使操作人员所选取的阅读频率可以从时标（通常设有当天的时间）中获取。操作人员还可以借助键盘给起跑发令员发出信号，表明设备已准备好可以拍摄赛跑景象。该信号是从时标25经由线路R（准备）发出的。相反，也可以将设备的时标25复位到零，再由起跑信号加以起动，而这是通过线路S（起跑）进行的。应该指出的是，时标25和微控制器都是一些市面上可买到的线路，例如Intel    80186就是把方框25和26组合成单个集成部件的商品。

连续读取光敏板5而得出的电信号开始时是通过设定在图3所示位置的开关28而存储在第一缓冲存储器19中的。在作为实例举出的该实施例中，当含512象素的128列业已存储在缓存器19中时，计时器25就将光敏板的输出端转接到第二缓冲存储器20的输入端上，由缓存器20依次存储光敏板所捕获到的128个新列。于是就出现各含有128列的图象部分。例如当扫描速率为2，000列/秒时，每个图象部分就表示了128/2，000＝64毫秒的赛跑时间。

从图3可以看到，缓冲存储器19和20的内容可经由另一开关29轮流接到图象存储器或影象随机存取存储器RAM21上。该开关由计时器25控制。可以看出，当缓冲存储器19存储来自光敏板5的电信号时，缓冲存储器20的内容就被转移到图象存储器21，反之亦然。由此可知，开关28和29是同步操作，且由计时器25控制。这里应该指出的是，各缓冲存储器能存储128列，每列含512个明显不同的信号。这些存储器可以是日立HM62536型存储器。

图象存储器21的容量足以存储来自缓冲存储器19和20的n个图象部分。应该理解的是设备工作时，且在设备工作的每一时刻，存储器的图象表示图象在转移或写入过程中的（1）部分和图象已转移或已写入的（n-1）部分。这种存储器可以是Intel    514256型的。借助于影象控制器24（这可以是Intel    82786型的），下一步就可以按预定顺序以这样的方式读取n-1个业已写入影象RAM21中的图象部分，使得读出的第一图象部分按时间顺 序对应于已写入所述影象RAM中的最新短暂部分。接着，按上述指示顺序读取的图象就显示在普通电视标准的监视器23上，并按这样的方式记录在普通电视标准的记录器22中，使得在新的图象部分每次写入图象存储器21中之后，显示在监视器23的屏幕上的最新部分取代在先显示部分，这后者是以跳跃的方式移动的，以便使其安置在最新部分的旁边。

若想把时间延长从屏幕左边至右边那么大的幅度时，则应这样安排，使得图象出现在屏幕上的最新部分处在屏幕右侧，新图象部分的显示取代了在先朝左的图象部分。这里涉及到从若干部分图象重现图象的过程，所述各部分图象在例示的实施例中含有128列。至于如何以普通电视标准进行同步操作，则在后面论述本发明更全面的实施例时再行说明。

图4有助于理解上述图象的再现机理。标号21表示图象存储器，标号23表示监视器屏幕。图象存储器可以含有五个图象部分，这里用编码1至5的五小格表示。一开始，缓冲存储器20（见图3）的内容转移到图象存储器21中。于是赛跑运动员70就被写入小格1中。紧接此转移就是读取图象存储器的小格2至5，并将它们显示在监视器上。在此实例中，由于存储器的小格2至5中没有信息，因而监视器不会显示任何信息（图4A）。当从光敏板5获得的图象部分完全充满缓冲存储器19时，开关28和29改变位置，于是缓存器1的内容就转移到图象存储器的小格2中：赛跑运动员71被写入小格2中。在此写入操作之后，就按3、4、5和1的顺序读取图象存储器的各小格。赛跑运动员70出现在监视器屏幕23右侧（图4B）。在图4C所示的下一个阶段期间，图象存储器的小格3获得了取决于赛跑运动员72的新存储内容。这之后就以这样的方式从图象存储器再次读取已写过的小格，使得所读取的第一图象部分对应于已写入存储器中在时间上是最新的部分。这里涉及到赛跑运动员71，后面接着是赛跑运动员70和两个空小格5和4。这时监视器屏幕上从右到左出现的是赛跑运动员71和70，赛跑运动员70被移向左侧，以便将其位置留给新来的赛跑运动员71。在下一个阶段期间（图4D），正是被转移到图象存储器21中的赛跑运动员71促使监视器屏幕23上显示出赛跑运动员72、71和70。这个过程就这样如图4E和4F所示继续进行下去。在图4F中值得注意的是，由于新的赛跑运动员74转移到图象存储器中，因而将第一赛跑运动员70从屏幕上赶走，使赛跑运动员70不再出现在屏幕上。从这里所举的实例可以看出，图象存储器可以包含五个图象部分（n＝5），且监视器屏幕只显示出这些图象部分中的四个（n-1＝4）。应该指出的是，本发明并不局限于如此配置方式，且n可取5以外的数。

前面我们已经说明了本发明的一般原理，即如何从在获取过程中跳跃移动的各图象部分构成一个完整的图象。但这里所涉及的是本发明未能评优出赛跑运动员的名次的简化得多的方案。但在大多数情况下，除必需按名次区分赛跑运动员之外，还应确定每个参赛者跑过起跑线至受控线之间的距离所占用的时间，还需给赛跑者的影象附上相应的时间标度。

图5示出了本发明一个完美的实施例，除包括图3所论述的各元件之外，还包括了能产生时标的元件和带来某些优点的其它元件;阅读下面的说明即可了解这些元件。

图5中示意表示的摄象机15包括至少由512个象素排列成列的板5。来自该板的信号通过放大器16放大，该放大器的增益例如可作为待检物体画面的明暗分布的一个自调函数而变化。第一转换器17将来自放大器16的模拟信号转换成数字信号，每个象素由8个二进制位（＝1个字节）表示。头六个二进制位包含与象素的64个灰度级有关的信息，最后两位用以例如传送与象素彩色有关的信息。摄象机由控制器18控制，即板的扫描频率（线路49）放大器的增益控制（线路50）和转换器控制（线路51）等均由该控制器18控制。控制器18接收来自时标25的信号（线路25），并借助于双向线路61耦合到微控制器26上。前面已经谈过，这种摄象机可以从12S公司（法国，波尔多）购买现成的。经线路91来自摄象机15的信号，如上面已经谈过的那样，系加到开关28上，以便交替地馈给缓冲存储器19和20。自缓存器存储的时刻起，其内容以同样方式经由开关29和线路55写入图象存储器21中。聚集在图象存储器输出端的信号经由线路54加到第二转换器43 上，由该转换器将来自图象存储器的数字信号转换成模拟信号，再经由线路R、G、B加到一解码器上，以便将系统连接到根据普通标准彩色电视的标准型阅读器（监视器和录象机）上。应该指出的是，第二转换器43可以采用Booktree    BT478电路，编码器可采用PAL或NTSC标准的Motorola    MC1377电路。菲利浦斯电路TDA    2506可以使本系统适合SECAM标准。其它元件（缓存器、图象存储器、计时器、微控制器）的型号与上面已经谈过的相同。

图5的原理图能产生以数字为基准的文字时间标度曲线，使赛跑时间的读取变得容易。39表示文字发生器。它与前面结合图3谈过的影象控制器24和影象地址发生器40一起构成上面谈过的Intel    82786型独特部件60。

图象的构成按参照图3和4论述的同样方式进行，只是加上了时间标度。图6示出了在图4C所示的同样时刻拍摄下来的特定情况。图象存储器21包括区域图象81，区域图象81中包含赛跑运动员70、71和72。该区域包括五部分，每一部分由128列组成，每列本身又包含480个字节。图象存储器21还包括时间标度区82，该标度区又包括时间分区92和标以分秒和十分之几秒标度的书写部分93，（例如1′13″20）。该区同样也包括五部分，每一部分由128列组成，每列包含32个字节。图6中，赛跑运动员72处于正在写入图象存储器的过程中，而赛跑运动员71和70则处于已写入所述存储器的状态。于是屏幕23上出现赛跑运动员71和70，最新获取的赛跑运动员71出现在屏幕的右侧。现在让我们来描出直线105和94，用这两条直线可在垂直于赛跑运动员的位置上形成光标（这稍后即将谈到），于是我们可以发现，赛跑运动员70业已在1′13″15的时间内跑过将起跑线与受控线分隔开的距离，赛跑运动员71则以1′13″213的时间跑过同样的距离，因此赛跑运动员70超前赛跑运动员71百分之6.3秒。

图7是有助于理解图5原理图的设计的计时图。图7的A行表示时间标度，每一刻度为20毫秒。B行在标以1、2、3等的标号的普通标准电视625行上表示连续的半幅图象，每半幅图象为20毫秒。阅读器（监视器23和录象机22）按这里所举实例响应所选标准。摄象机15以所选取的2，000列/秒的速率摄取图象，这对应于上面提到的运动员赛跑速率。因此缓冲存储器19或20所需的存储时间为128/2，000＝64毫秒，这在图7中是用C和D行表示的。缓存器1处于存储状态时，开关28和29处在图5所画位置，而缓存器2则处于能将其内容转移到图象存储器的状态。当缓存器/存完时，计时器25经由一地址发生器（其作用稍后即将谈到）促使开关28和29经由线路30起相反的作用。这时缓存器1的内容就可转移到图象存储器中（箭头95）。该转移过程如图7的E行所示。从图中可以看出，该转移过程并不是马上进行的，而只是在缓存器1存储结束之后对半个图象开始扫描时同步进行的，也就是在B行半个图象5的始端进行的。此操作结束时，图象存储器中就存储有缓存器1的128×512个字节，转移时间的持续为E行96处所示时间。这时存储在图象存储器中的图象部分就可以显示在监视器的屏幕上。显示是在紧接着往图象存储器中的转移结束对半个图象进行扫描时（箭头97）开始的，即在半个图象6开始时（B行）开始，在半个图象8结束时停止，由此缓存器2的内容藉98转移到图象存储器中，再按上述参照说明缓存器1的同样过程显示在屏幕上。还需要指示的是，显示在屏幕上的各部分1、2、3等（G行）这时完全与普通标准的电视图象同步。从图中可以看出，各部分1、3、4和5历时60毫秒，部分2历时80毫秒。若把曲线继续画下去，则可以发现，新部分系在80毫秒处，举例说，可能是G行的部分7。于是可以发现，在屏幕上持续不动的显示部分分别包含3，4个半幅图象，在第一种情况下，对应于至少一个完整的电视图象，在第二种情况下对应于至少两个完整图象。

此外，存储在缓存器中的图象部分往影象RAM21的这个转移是在不处于使用状态的电视行期间进行的，也就是，举例说，对一个图象来说是在625-512＝113行期间进行的。该转移过程必须与图象频率或隔行扫描频率同步，且要实现这一点，最多只能利用三个半幅图象。图7的曲线示出了完成一次转移的情况，但应该理解的是，转移可以进行三次。因此若625行电视中一行的持续时间为64微秒，则转移时间为113·64微秒·3/2＝10，848微秒。由这个时间可以计算出一字 节的转移时间，即为10，848/（128·512）＝0.165微秒，这个时间与目前市面上出售的存储器完全一致。

图7还在H行上示出了时间标度的产生。缓存器1装入从光敏板获取的图象时，图5借助于线路52耦合到计时器25的文字发生器39，产生与从光敏板上获取的各列同步的时间标度。在开始获取图象部分时，在计时计数器上就可以读出赛跑的时间或当天的时间。知道某一图象部分的起始时间和这部分每列的时间增量，曲线发生器就具有可利用的足够的信息来描出一图象部分128的时间标度。要完成这项工作，发生器39至少需时64毫秒，这是往缓冲存储器中存储所需用的时间，从该需用的时间需要减去曲线数据往影象RAM中转移所需用的时间。如此产生的象素暂时寄存在形成文字发生器39的一整体部分的存储128×32个象素的曲线RAM存储器中。接着这个信息借助于线路53转移到图象存储器21中来自两个存储器19或20中之一的图象数据的端部。从图7可以看到，图象转移时间96之后，接着从标度1往图象存储器中（箭头100）的转移时间99（I行）。一旦完成该转移之后，图象发生器可再次用以产生下一个标度，在这里即为标度2（箭头101）。最后，以上部区83中的赛况图象配以下部区中对应于赛况图象时间的完整第一图象部分，即出现在屏幕上如图7的J行所示。

图5还示出了由影象控制器24经由线路58控制的开关37。应该理解的是，当图象存储器21处于读出状态时（数据转移到显示屏幕上），开关37处于图示的位置，而当该存储器处于写入状态时，开关37将线路和34和57连接起来。

文字发生器39可以提供除与时间有关以外的其它信息。因此在书写区中可能会出现对各图象部分以递增方式标出的表示获取这些部分顺序的序号，这个序号便于给各图象部分定位。文字表示区还可以标出有关比赛的文字说明。

除图3所示外，图5还示出了通过线路36直接作用于缓存器19和20的地址发生器38。这里所使用的缓存器存储着象素，如图8标号19所示，一个接一个地配置着。第一列的象素1后面紧跟着128×512个象素，最后在第128列结束共达65536个象素。因此这类存储器并不是按与普通标准电视有关的水平扫描组织起来读取的。地址发生器的作用是按与这种普通的电视标准相适用的顺序将各象素转移到图象存储器中。图8的21示出了按适当方式组织的存储器21的一部分。

从图5的原理图中可以看到录象机22。可以看出，图象的产生是通过在128列上以不连续的跞跳跃形式进行的。这事实上并不麻烦，因为各图象系传送到录象机22中，然后以图象的形式以不同的方式在图象中加以利用。此外，除可以逐个图象加以应用外，其它与这类记录器有关功能的应用可能也是大家所感兴趣的，特别是图象的数字化、图象中的快速变焦摄出的图象以及良好图象顺序等的研究。

图5的键盘27能履行若干重要功能，例如：

-系统、日期、当天的时间、文字表示形式彩色等的初绐化;

-若干标题的引入和存储;

-参数（例如目标显示速率）的引入;

-增益，摄象机隔板;

-为计时计数器的起动作好准备工作;

-开始和结束目标的显示工作;

-给盒式磁带记录器（VCR）发出特定的指令，例如，确定磁带所处位置，逐个图象地寻求合适的顺序，使某一图象停下，记录、阅读等，这个指令系作为盒式磁带记录器的可能能力的函数发出的;

-控制屏幕上的光标。后者仅在阅读工作方式下显示出来。

-拟定标题。

上面刚谈到的那个光标是由图5中的光标发生器41产生的。这种发生器适宜在监视器所显示的图象上产生宽度不大从上到下横贯该图象的垂直条纹。这个条纹可以是水平移动的，从而给图象某选定点赋予一个时间。该光标发生器可简单地借助于一斜坡发生器和准备与其比较的电压参考值而得到。光标选取大约两个象素那么宽的宽度。

上述实例是以625行的欧洲标准为基础提出的。应该理解的是，本发明同样适用于其它标准，例如525行的美国标准。

Claims (5)

1、一种赛跑计时设备，包括安装在一固定台并在可容纳若干参赛者的跑道横线延线上的光学装置，以便将该横线的图象投射到一光敏挡板上，该挡板包含多个并置成单列的象素，该单列象素存储对应于线条影象在某一给定时刻的光强分布的信号，该设备包括：

-阅读装置，用以按作为预期赛跑速率的函数选取的预定频率读取所述单列象素，以产生对应于线条影象在某一给定时刻的光强分布的电信号；

-第一和第二缓冲存储器，适宜交替存储由连续读取该单列象素得出的多个所述电信号，以便分别形成赛跑过程的第一和第二图象部分，

-图象转移装置，用以把所述第一和第二图象部分交替地转移到适宜存储n个容量实质相等的图象部分的图象存储器，其中n等于或大于3；本发明的设备系这样配置，使得当第一缓冲存储器存储光敏板发出的信号时，存储在第二缓冲存储器中的图象部分被写入所述图象存储器中，反之亦然；所述图象存储器在各写入时间显示出写入过程中的一个图象部分和n-1个业已写入的图象部分；

-读出和设定装置，用以读出并按预定的顺序、按适合于标准型电视监视器的形状设定所述n-1个业已写入图象存储器中的图象部分，其采用的方式为使得所读取的第一图象部分对应于业已按某一时间顺序写入图象存储器中的时间上最新的图象部分；

-标准电视型监视器，用以在屏幕上以这样的方式显示n-1个在图象存储器中读取的图象部分，使得每次把新图象部分写入图象存储器中时，在屏幕上出现的最新部分取代在先部分，该在先部分是经过跳跃式移位的，以便可以将其置于所述最新部分的旁边；和

-标准电视型记录器，用以记录出现在所述监视器上的图象。

2、如权利要求1所述的赛跑计时设备，其特征在于，它还包括：

第一转换器，安置在所述光敏板与所述第一和第二缓冲存储器之间，用以将来自所述光敏板的电信号转换成数字信号;和

第二转换器，安置在所述图象存储器和监视器之间，用以将来自图象存储器的数字信号转换成模拟信号。

3、如权利要求1所述的赛跑计时设备，其特征在于，它包括一时标;

复零和时标起动装置，用以复零和起动所述时标;

文字发生器，由所述时标控制，且适宜产生与所述预定频率同步的时间标度;

时标存储装置，用以在图象存储器中以文字形式同时作为所述图象部分存储所述时间标度，以便分隔各参赛的运动员。

4、如权利要求3所述的赛跑计时设备，其特征在于，还包括：

条纹发生器，适宜在监视器所显示的图象上产生宽度不大横贯所述图象的垂直条纹，该条纹能水平移动，从而给图象的某选定点赋予一个时间。

5、如权利要求1所述的赛跑计时设备，其特征在于，它包括一作用于缓冲存储器上的地址发生器，该缓冲存储器的内容系转移到图象存储器中，从而以这样的方式将所述电信号在所述图象存储器中的定位组织起来，使它们可藉与某一标准电视一致的水平扫描按序读出。

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