DE3143429C2 - - Google Patents

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DE3143429C2 DE3143429A DE3143429A DE3143429C2 DE 3143429 C2 DE3143429 C2 DE 3143429C2 DE 3143429 A DE3143429 A DE 3143429A DE 3143429 A DE3143429 A DE 3143429A DE 3143429 C2 DE3143429 C2 DE 3143429C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Transformieren von ersten Datenwerten, die den Schnittpunkten zwischen den Radialstrahlen und den zum Ursprung der Radialstrahlen konzentrischen Kreisbögen eines Polarkoordinatensystems zugeordnet sind, in zweite Datenwerte, die den in den Zeilen und Spalten eines kartesischen Koordinatensystems angeordneten Bildpunkten zugeordnet sind, mit einem Speicher für die ersten Datenwerte und einer Abrufeinrichtung zum Auslesen ausgewählter erster Datenwerte aus dem Speicher und Bilden der zweiten Datenwerte in Abhängigkeit von der Darstellung der im kartesischen Koordinatensystem angeordneten Bildpunkte.The invention relates to a circuit for transforming first data values representing the intersections between the radial rays and the one concentric to the origin of the radial rays Arcs of a polar coordinate system are assigned in second data values that correspond to the rows and columns of a Cartesian coordinate system assigned to arranged pixels with a memory for the first data values and a retrieval device for reading selected first data values from the memory and forming the second data values in Dependence on the representation of the in the Cartesian coordinate system arranged pixels.

Eine solche Schaltung ist aus der US-PS 40 02 827 bekannt. Diese Schaltung dient dazu, die von einem Radargerät in Polarkoordinaten gelieferten Datenwerte in zweite Datenwerte umzusetzen, welche dann in einem Fernsehformat, d. h. in einem kartesischen Koordinatensystem, dargestellt werden können. Zu diesem Zweck ordnet die bekannte Schaltung die in Polarkoordinaten geordneten Daten in die entsprechenden kartesischen Koordinaten ein, was durch Einlesen in einen Speicher geschieht, der dann in Abhängigkeit von der Darstellung der im kartesischen Koordinatensystem angeordneten Bildpunkte abgetastet wird. Daß dabei keine vollständige Deckung zwischen dem Ort der Bildpunkte im Polarkoordinatensystem und dem Ort der Bildpunkte im kartesischen Koordinatensystem herstellbar ist, wird bei der bekannten Schaltung vernachlässigt. Ebenso wird bei den Daten nur zwischen dem Vorliegen und dem Fehlen eines Signals unterschieden, da Radarbilder keine Graustufung haben.Such a circuit is known from US-PS 40 02 827. This circuit is used by a radar in Polar coordinates delivered data values into second data values implement, which is then in a television format, d. H. in one Cartesian coordinate system. To for this purpose the known circuit assigns the in Polar coordinates ordered data in the corresponding Cartesian coordinates, what by reading into a Memory happens, which then depends on the representation the pixels arranged in the Cartesian coordinate system is scanned. That there is no complete coverage between the location of the pixels in the polar coordinate system and the location the pixels can be produced in the Cartesian coordinate system is neglected in the known circuit. As well is only in the data between the presence and absence of a signal because radar images have no gray scale to have.

Es ist auch bekannt, eine ähnliche Schaltung in Geräten wie Ultraschall-Abtastern anzuwenden, die zur Erzeugung von Abbildern eines Querschnitts des Herzens oder eines anderen Organs des Patienten benutzt werden, und bei denen die Datenwerte analoge Informationen längs der Radialstrahlen eines Sektors darstellen. Die Reproduktion der Abbilder im gleichen Format ist jedoch nicht einwandfrei wegen der Leerstellen zwischen den von den Radialstrahlen gebildeten radialen Linien. Als eine Konsequenz davon besteht der moderne Lösungsweg darin, die Daten längs radialer Strahlen abzutasten und die abgetasteten Daten in einen digitalen Anzeigespeicher einzuschreiben, was manchmal als digitaler "Scan Converter" bezeichnet wird.It is also known to use a similar circuit in devices like Apply ultrasound scanners used to generate Mapping a cross-section of the heart or another Organs of the patient are used, and in which the Data values analog information along the radial rays of a Represent sector. The reproduction of the images in the same However, format is not perfect because of the spaces between the radial lines formed by the radial rays. As a consequence, the modern approach is to to scan the data along radial rays and the sampled data in a digital display memory to register what is sometimes called a digital "scan converter" referred to as.

Eine Beschreibung dieses Lösungsweges findet sich in dem Artikel "Digital Scan Converters in Diagnostic Ultra-Sound Imaging" in Proceedings IEEE, Band 67, Nr. 4, April 1979. Abtastwerte der analogen Daten längs jeder radialen Linie werden an Punkten erhalten, die einen gleichförmigen gegenseitigen Abstand von solcher Dimension haben, das das Nyquist-Kriterium erfüllt wird. Ihre x- und y-Koordinaten werden aus ihren R- und R- Koordinaten bestimmt, und die Abtastwerte werden zum nächstgelegenen Anzeigepunkt in einen Anzeigespeicher übertragen. Macht man von dieser Punkt-zu-Punkt-Übersetzung Gebrauch statt von einer wahren Abbildrekonstruktion, tritt eine Anzahl von Problemen auf. Das bedeutendste dabei ist das Auftreten von Moir´- Mustern, sie sich aus der Tatsache ergeben, daß einige Anzeigepunkte im Anzeigespeicher keine Information erhalten.A description of this approach can be found in the article "Digital Scan Converters in Diagnostic Ultra-Sound Imaging" in Proceedings IEEE, Volume 67, No. 4, April 1979. Samples of the analog data along each radial line are obtained at points that are uniform have a mutual distance of such a dimension that the Nyquist criterion is met. Their x and y coordinates are determined from their R and R coordinates, and the samples are transferred to a display memory at the closest display point. Using this point-to-point translation instead of true image reconstruction creates a number of problems. The most important is the appearance of Moir 'patterns, which result from the fact that some display points in the display memory do not receive any information.

Das Moir´-Muster kann durch Einfügungsverfahren eliminiert werden, z. B. durch Einsetzen des übersetzten Wertes eines Nachbarpunktes in einen leeren Anzeigepunkt. Dadurch werden jedoch künstliche Grenzen oder Diskontinuitäten in das Abbild eingeführt, die sehr nachteilig sind.The moir 'pattern can be eliminated by insertion methods be, e.g. B. by inserting the translated value of a neighboring point into an empty display point. This will, however introduced artificial borders or discontinuities in the image, which are very disadvantageous.

Ein anderer Versuch zur Lösung des Moir´-Problems besteht darin, daß eine oder mehrere radiale Linien von interpolierten Daten zwischen die tatsächlichen radialen Linien eingefügt werden, bevor die Information in die Anzeigepunkte des Anzeigespeichers gesetzt wird, wie oben beschrieben wurde. Während dabei das Moir´-Muster beseitigt wird, bewirken die Tatsachen, daß viele Anzeigepunkte mehr als einen Abtastwert empfangen und daß nur der zuletzt empfangene Abtastwert im Abbild reproduziert wird, Diskontinuitäten, die sich oft als künstlicher Kontrastreichtum und radiale Verzerrung des Abbildes manifestieren. Lösungsversuche für dieses Problem waren unter anderem eine Spitzenwerterfassung oder eine Mittelwertbildung über die in einen gegebenen Anzeigepunkt eingeschriebenen Abtastwerte. Obwohl dies eine Verbesserung bedeutet, löst es nicht grundsätzlich das Problem. Außerdem erfordern die Operationen "Lesen-Modifizieren- Schreiben" eine komplexe Schaltung, die beim gegenwärtigen Stand der Technik nicht schnell genug arbeitet, wie es für einen Echtzeit-Betrieb bei der erwünschten Sektor-Abtastgeschwindigkeit von dreißig pro Sekunde erforderlich wäre.Another attempt to solve the Moir problem is that one or more radial lines of interpolated data inserted between the actual radial lines before the information in the display points of the display memory is set as described above. While doing that The Moir pattern is eliminated, the facts cause many Display points received more than one sample and that only the last received sample value is reproduced in the image, Discontinuities that often turn out to be artificial contrasts and manifest radial distortion of the image. Attempted solutions Among other things, a peak value acquisition was for this problem or averaging over the given in a Display point of written samples. Although this is an improvement means it doesn't basically solve that Problem. In addition, the operations "read-modify- Write "a complex circuit that is used in the current State of the art does not work fast enough as it does for real-time operation at the desired sector scan speed of thirty per second would be required.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, die die Transformation eines in Polarkoordinaten aufgenommenen Bildes in ein in kartesischen Koordinaten darzustellendes Bild ermöglicht, ohne daß dabei eine unzulässige Änderung des Bildinhaltes stattfindet, obwohl unterschiedliche Graustufen darzustellen sind und die Orte, an denen die im kartesischen Koordinatensystem darzustellenden Bildpunkte erscheinen, nicht mit den Orten in Deckung gebracht werden können, an denen sich die im Polarkoordinatensystem aufgenommenen Bildpunkte befinden.Accordingly, the invention has for its object a circuit to create the transformation of one into polar coordinates captured image in a in Cartesian coordinates image to be displayed without an inadmissible Change of image content takes place, although different Grayscale are to be shown and the places where the in Cartesian coordinate system, pixels to be displayed appear cannot be made to coincide with the locations where the pixels recorded in the polar coordinate system are located.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abrufeinrichtung für jeden Bildpunkt aus dem Speicher mindestens vier erste Datenwerte ausliest, die den Schnittpunkten zwischen zwei Radialstrahlen und zwei Kreisbögen zugeordnet sind, welche Schnittpunkte ein den jeweiligen Bildpunkt einschließendes Viereck definieren, und daß eine Rechenschaltung vorhanden ist, die den dem jeweiligen Bildpunkt zugeordneten zweiten Datenwert durch Interpolation der ausgelesenen vier ersten Datenwerte berechnet.This object is achieved according to the invention in that the Retrieval device for each pixel from the memory at least reads four first data values, which are the intersections between two radial beams and two arcs are assigned, which Intersection points including the respective image point Define rectangle, and that an arithmetic circuit exists is the second assigned to the respective pixel Data value by interpolation of the first four read out Data values calculated.

Die erfindungsgemäße Schaltung übersetzt demnach nicht einfach die ersten Datenwerte von Punkten des Sektors in ausgewählte Punkte im Speicher, sondern weist Einrichtungen auf, die Daten- oder Abtastwerte auswählen, die an Punkten verschiedener radialer Linien liegen und einen Unter-Schnitt definieren. Aus diesen ausgewählten Abtastwerten wird ein interpolierter zweiter Datenwert für jeden Bild- oder Anzeigepunkt abgeleitet, der in dem Unter-Schnitt enthalten ist, so daß eine getreue Rekonstruktion des Abbildes über dem gesamten Bereich erzeugt wird. Im allgemeinen, jedoch nicht notwendigerweise, befinden sich die ausgewählten Abtastwerte an den Schnittpunkten von zwei radialen Bögen mit zwei radialen Linien, so daß der Bezugsbereich innere und äußere radiale und winkelmäßige Grenzen hat. Dabei können zur Interpolation der ersten Daten- oder Abtastwerte ein erster und ein zweiter interpolierter Datenzwischenwert an der radialen Position jedes Anzeigepunktes aus dem Paar von Abtastwerten längs jeder radialen Linie oder an der Winkelposition jedes Anzeigepunktes aus den Paaren von Abtastwerten längs jedes radialen Bogens abgeleitet werden. Wenn diese ersten und zweiten Datenzwischenwerte an der radialen Position eines Anzeigepunktes abgeleitet werden, wird aus ihnen ein endgültiger interpolierter Datenwert an der Winkelposition des Abtastpunktes abgeleitet. Wenn die ersten und zweiten Datenzwischenwerte an der Winkelposition eines Anzeigepunktes abgeleitet werden, wird aus ihnen ein endgültiger interpolierter Datenwert an der radialen Position des Anzeigepunktes abgeleitet. Die radiale Position eines Anzeigepunktes ist sein radialer Ort in bezug auf die radialen Bögen, die sich auf seinen beiden Seiten befinden, und seine Winkelposition ist ein Winkelort in bezug auf die radialen Linien, die sich auf seinen beiden Seiten befinden. Wie noch erklärt werden wird, kann mehr als ein Paar von Daten-Abtastwerten zur Ableitung des ersten und des zweiten interpolierten Datenzwischenwertes benutzt werden. Die Interpolation in einer oder beiden der radialen und der Winkelrichtung kann ausgeführt werden mit einer beliebig gewählten Interpolationsfunktion. Im vorliegenden Beispiel wurde die Interpolation mit einer Geraden gewählt, sie wäre aber auch mit einer Kosinus-Funktion möglich.The circuit according to the invention therefore does not simply translate the first data values from points of the sector in selected Points in memory but has facilities that store data or select samples that differ at points radial lines and define an undercut. Out an interpolated second becomes these selected samples Data value derived for each pixel or display point that in the undercut is included so that a true Reconstruction of the image generated over the entire area becomes. Generally, but not necessarily the selected samples at the intersection of two radial arcs with two radial lines so that the Reference area inner and outer radial and angular limits Has. It can be used to interpolate the first data or Samples a first and a second interpolated Intermediate data value at the radial position of each display point from the pair of samples along each radial line or at the angular position of each display point from the pairs of Samples along each radial arc are derived. If these first and second intermediate data values at the radial Position of a display point will be derived from them a final interpolated data value at the angular position of the sampling point. If the first and second Intermediate data values at the angular position of a display point can be derived from them, a final interpolated Data value at the radial position of the display point derived. The radial position of a display point is his radial location in relation to the radial arcs that are on its two sides are located, and its angular position is an angular location with respect to the radial lines that are on its two sides. As will be explained later can derive more than one pair of data samples of the first and the second interpolated intermediate data value to be used. The interpolation in one or both of the radial and angular directions can be done with an arbitrarily chosen interpolation function. In the present Example, interpolation with a straight line was chosen, however, it would also be possible with a cosine function.

Wenn die Bereiche eines Bildes auf diese Weise rekonstruiert werden, verschwinden die Probleme mit Moir´-Mustern und anderen obengenannten Störsignalen auf einfache Weise, vorausgesetzt, daß jeder Anzeigepunkt im Sektor adressiert ist.When the areas of an image are reconstructed in this way the problems with Moir´ patterns and others disappear above-mentioned interference signals in a simple manner, provided that every display point in the sector is addressed.

Da sich in einem Sektor etwa 125 000 Anzeigepunkte befinden, ist es offensichtlich, daß die Bestimmung ihrer radialen und Winkelpositionen und der genannten Interpolation nicht in einer dreißigstel Sekunde, während der der Sektor abgetastet wird, ausgeführt werden kann durch direkte Rechnungen, die auf den x- und y-Koordinaten der Anzeigepunkte und den R- und R- Positionen der Daten-Abtastwerte beruhen.Since there are approximately 125,000 display points in a sector, it is obvious that the determination of their radial and angular positions and the said interpolation cannot be carried out in a thirtieth of a second during which the sector is scanned by direct calculations based on the x and y coordinates of the display points and the R and R positions of the data samples are based.

Eine wichtige Ausgestaltung dieser Erfindung ist daher, daß Einrichtungen vorgesehen werden, mittels derer diese Berechnungen in Echtzeit durchgeführt werden können. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der Unteransprüche 7 bis 11, für die Schutz nur in Kombination mit den übergeordneten Ansprüchen begehrt wird. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird der abgetastete Sektor in Schnitte aufgeteilt, die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden radialen Linien liegen, und es werden Abtaststeuersignale für die Anzeigepunkte vorgesehen, die eine Schritt-für-Schritt-Abtastung längs der Zeilen und Spalten von Anzeigepunkten in jedem Schnitt aufeinanderfolgend darstellen.An important embodiment of this invention is therefore that Means are provided by means of which these calculations can be done in real time. This configuration is the subject of subclaims 7 to 11 for which Protection only in combination with the overarching requirements is desired. In this embodiment of the invention scanned sector divided into sections, each between successive radial lines lie, and there will be Scan control signals are provided for the display points, which is a step-by-step scan along the lines and display columns of display points in succession in each section.

Die radiale Position jedes Anzeigepunktes innerhalb eines Unter-Schnittes wird bestimmt durch rekursive Addition oder Subtraktion eines bekannten Wertes für jeden Schritt längs einer Zeile von Anzeigepunkten und eines anderen gespeicherten Wertes für jeden Schritt längs einer Spalte von Anzeigepunkten zu bzw. von dem bekannten Radius eines vorher abgetasteten Anzeigepunktes. Der Bruchteil der rekursiven Addition ist die gewünschte radiale Gewichtung und wird im folgenden mit RERR bezeichnet.The radial position of each display point within a sub-cut is determined by recursively adding or subtracting a known value for each step along a row of display points and another stored value for each step along a column of display points to and from the known radius one in advance scanned display point. The fraction of the recursive addition is the desired radial weighting and is referred to below as RERR .

Die Winkelposition jedes Anzeigepunktes innerhalb eines Unter-Schnittes wird bestimmt durch rekursive Addition eines gespeicherten Wertes für jeden Schnitt längs einer Zeile von Anzeigepunkten und eines anderen gespeicherten Wertes für jeden Schritt längs einer Spalte von Anzeigepunkten zu einem bekannten Abstand (genannt COUNT) eines vorher abgetasteten Anzeigepunktes von einer der radialen Linien eines Schnittes gemessen längs einer Zeile von Anzeigepunkten in welchem sich der Anzeigepunkt befindet, derart, daß das Signal bzw. der Wert des COUNT für jeden Anzeigepunkt abgeleitet wird. Eine weitere rekursive Addition wird mit einem gegebenen gespeicherten Wert für jeden Schritt längs einer Spalte von Anzeigepunkten zu der bekannten Distanz zwischen den radialen Linien eines Schnittes längs einer gegebenen Zeile von Anzeigepunkten durchgeführt, derart, daß ein Signal bzw. Wert XHAT für jeden Anzeigepunkt abgeleitet wird. Die Signale COUNT für jeden Anzeigepunkt können durch das Signal XHAT für diesen Punkt dividiert werden, wodurch ein Signal bzw. Wert R ERR erhalten wird, der die Winkelposition darstellt. Ein minimaler Fehler ist vorhanden in bezug auf die wahre Winkelposition, ausgedrückt als Verhältnis von Bogenlängen zwischen einem Anzeigepunkt und den radialen Linien des Schnittes, wenn der Winkel zwischen den radialen Linien klein ist.The angular position of each display point within a sub-cut is determined by recursively adding a stored value for each cut along a row of display points and another stored value for each step along a column of display points to a known distance (called COUNT) from a previously sampled display point from one of the radial lines of a section measured along a line of display points in which the display point is located, such that the signal or the value of the COUNT for each display point is derived. Another recursive addition is performed with a given stored value for each step along a column of display points to the known distance between the radial lines of a cut along a given line of display points such that a signal or value XHAT is derived for each display point . The signals COUNT for each display point can be divided by the signal XHAT for that point, whereby a signal or value R ERR is obtained which represents the angular position. There is a minimal error with respect to the true angular position, expressed as the ratio of arc lengths between a display point and the radial lines of the cut when the angle between the radial lines is small.

Die Zeitersparnis für diese Berechnungen ergibt sich aus der kurzen Zeit, die für jede rekursive Addition benötigt wird, im Gegensatz zu der Zeit, die anderenfalls für eine Vorwärts-Berechnung von Radius und Winkel benötigt würde. Hierzu sei auf die unten beschriebenen Berechnungen von RERR und R ERR verwiesen.The time saved for these calculations results from the short time required for each recursive addition, in contrast to the time that would otherwise be required for a forward calculation of the radius and angle. Please refer to the calculations of RERR and R ERR described below.

Wenn die Daten-Abtastwerte Helligkeit darstellen, wie z. B. in einem Ultraschallsystem, werden nur fünf Bits benötigt, um die 32 verschiedenen Helligkeitspegel darzustellen, die auf einer Kathodenstrahlröhre reproduziert werden können. Daher werden nur fünf Bits für die Darstellung der endgültigen Werte von RERR, COUNT, XHAT und R EER benötigt. Bei der Durchführung der rekursiven Addition wird jedoch eine größere Anzahl von Bits, z. B. 12, benutzt, um den Betrag des akkumulierten Fehlers auf einem vertretbaren Maß zu halten.If the data samples represent brightness, e.g. B. in an ultrasound system, only five bits are required to represent the 32 different brightness levels that can be reproduced on a cathode ray tube. Therefore, only five bits are required to represent the final values of RERR, COUNT, XHAT and R EER . When performing the recursive addition, however, a larger number of bits, e.g. B. 12, used to keep the amount of accumulated error to an acceptable level.

Die Interpolationen können in sehr kurzer Zeit durch Multiplikation mit Festwertspeichern (ROMs) ausgeführt werden und ROMs vernünftiger Größe können benutzt werden, das sowohl die Helligkeits-Abtastwerte als auch die Werte von RERR und R EER, die in den Interpolationen verwendet werden, nur fünf Bits haben.The interpolations can be accomplished in a very short time by multiplication with read only memories (ROMs) and reasonably sized ROMs can be used, since both the brightness samples and the values of RERR and R EER used in the interpolations are only five bits to have.

Grundlagen der benutzten rekursiven Berechnungen und gespeicherten WerteBasics of the recursive calculations and stored values used

Zur Erleichterung der Notierung ist die mittlere radiale Line als Null Grad definiert. Alle Winkel sind hierauf bezogen und werden als positiv betrachtet, d. h. die Pluszeichen 45°-Radiallinie liegt längs beiden Seiten eines 90°-Sektors. Bei Bezugnahme auf einen Schnitt hat die "äußere" radiale Linie R₀ den größeren, mit R₂ bezeichneten Winkel, und die "innere" radiale Linie R I hat den kleineren, mit R₁ bezeichneten Winkel.To make the notation easier, the middle radial line is defined as zero degrees. All angles are related to this and are considered positive, ie the plus sign 45 ° radial line lies along both sides of a 90 ° sector. With reference to a section, the "outer" radial line R ₀ has the larger angle designated R ₂ and the "inner" radial line R I has the smaller angle designated R ₁.

RERRRERR

Die rekursive Beziehung verändert den vorherigen Radiuswert um einen inkrementellen Betrag, der durch die Richtung festgelegt ist, die zwischen dem vorherigen Punkt (j) und dem neuen Punkt (j+1) durchquert worden ist. Wenn diese Bewegung in der x-Richtung nach links oder nach rechts verläuft, ist K y =0. Umgekehrt, wenn die Bewegung in y-Richtung, nach oben oder nach unten geht, ist K x =0. Wenn die Bewegung in x-Richtung auf die Mittellinie des Sektors gerichtet ist, ist K x positiv, was zu einem inkrementellen Abnehmen des Radius um K xsin R₂ führt. Umgekehrt ist für eine nach außen gerichtete Bewegung in x-Richtung K x negativ, was zu einem inkrementellen Anstieg um K x sin R₂ führt. Wenn die Bewegung in y-Richtung weg vom Scheitelpunkt des Sektors führt, ist K y negativ und wenn die Bewegung in y-Richtung zum Scheitelpunkt hingeht, ist K y negativ.The recursive relationship changes the previous radius value by an incremental amount determined by the direction traversed between the previous point (j) and the new point (j +1). If this movement is left or right in the x direction, K y = 0. Conversely, if the movement goes in the y direction, up or down, K x = 0. If the movement in the x direction is directed to the center line of the sector, K x is positive, which leads to an incremental decrease in the radius by K x sin R ₂. Conversely, for an outward movement in the x direction K x is negative, which leads to an incremental increase by K x sin R ₂. If the y- direction moves away from the sector's apex, K y is negative and if the y- direction movement leads to the vertex, K y is negative.

Die Fehlergewichte RERR und R ERR, die für jeden Anzeigepunkt benötigt werden, benötigen anscheinend die explizite Berechnung des Radius R und des Winkels R, wobei R der Winkel zwischen einer vertikalen Linie durch die Mitte des Sektors und einer Linie durch den Anzeigepunkt zum Scheitelpunkt des Sektorschnittes ist. Das bedeutet für den j-ten AnzeigepunktThe error weights RERR and R ERR, which are required for each display point, apparently require the explicit calculation of the radius R and the angle R , where R is the angle between a vertical line through the center of the sector and a line through the display point to the vertex of the sector intersection is. This means for the jth display point

wobei x j und y j die rechtwinkligen Koordinaten des j-ten Anzeigepunktes sind undwhere x j and y j are the rectangular coordinates of the j th display point and

Es läßt sich jedoch zeigen, daß Gleichung (1) alternativ aus einer rekursiven Approximation berechnet werden kann, die sich aus einer Taylor-Reihenentwicklungsapproximation ergibt, die gegeben ist durchHowever, it can be shown that equation (1) alternatively consists of a recursive approximation that can be calculated from a Taylor series approximation results, which is given by

R j + 1 = R j -K x sin R₂ + K y cos R₂ (3) R j + 1 = R j - K x sin R ₂ + K y cos R ₂ (3)

wobei R₂ den Winkel des äußeren Strahles von zwei radialen Strahlen darstellt, die den Sektorschnitt definieren.where R ₂ represents the angle of the outer beam of two radial beams that define the sector intersection.

RR ERRERR

Es läßt sich zeigen, daß der gespeicherte Wert Δ XHAT, der bei jedem Schritt der abgetasteten Wege längs einer Spalte von Anzeigepunkten zur Ableitung von XHAT für jeden Anzeigepunkt addiert wird, tan R₂- tan R₁ ist, wobei R₂ der Winkel zwischen dem Strahl R=0° und der äußeren radialen Linie eines Schnittes ist, und R₁ der Winkel zwischen dem Strahl R=0° und der inneren radialen Linie eines Schnittes sind. Dementsprechend giltIt can be shown that the stored value Δ XHAT, which is added at each step of the scanned paths along a column of display points to derive XHAT for each display point, is tan R ₂- tan R ₁, where R ₂ is the angle between the Ray R = 0 ° and the outer radial line of a cut, and R ₁ are the angle between the beam R = 0 ° and the inner radial line of a cut. The same applies accordingly

XHAT j + 1 = XHAT j + XHAT K y (4)
XHAT j + 1 = XHAT j + XHAT K y (4)

Es läßt sich auch zeigen, daßIt can also be shown that

COUNT j + 1 = COUNT j + K x + K y tan R₂ (5) COUNT j + 1 = COUNT j + K x + K y tan R ₂ (5)

wobei der Wert von tan R₂ für jeden Schnitt gespeichert ist.the value of tan R ₂ is stored for each cut.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigenThe invention is described in the following using exemplary embodiments in Connection explained with the accompanying drawing. In the drawing demonstrate

Fig. 1 die Grundkomponenten eines Abtastsystems (Scan Converters); Fig. 1 shows the basic components of a scanning system (scan conversion);

Fig. 1A, B und C graphische Darstellungen der Funktionen der Komponenten in Fig. 1; Fig. 1A, B and C are graphical representations of the functions of the components in FIG. 1;

Fig. 2 die Darstellung von radialen Linien und eines Feldes von in Zeilen und Spalten angeordneten Anzeigepunkten, das bei der Erklärung der entsprechend der Erfindung durchzuführenden Interpolationen benutzt wird; Fig. 2 illustrates radial lines and an array of rows and columns of display points used in explaining the interpolations to be performed in accordance with the invention;

Fig. 3 zwei Paare von radialen Linien, die zur Erklärung der gemäß der Erfindung benutzten Grundrechnungen benutzt wird; FIG. 3 shows two pairs of radial lines, which is used to explain the basic calculations used according to the invention;

Fig. 4 ein allgemeines Blockschaltbild eines den Gegenstand der Erfindung enthaltenden Abtastsystems; Fig. 4 is a general block diagram of a scanning system incorporating the subject of the invention;

Fig. M (in Fig. 7) die Zusammensetzung der Fig. 5, 6, 7, 8 und 10 zu einem vollständigen Blockschaltbild des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung; FIG. M (in FIG. 7) shows the composition of FIGS. 5, 6, 7, 8 and 10 to form a complete block diagram of the preferred embodiment of the invention;

Fig. 5, 6, 7, 8 und 10 die Details des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung; Figures 5, 6, 7, 8 and 10 show the details of the preferred embodiment of the invention;

Fig. 4A eine alternative Interpolationseinrichtung, die in der Schaltung gemäß Fig. 4 nutzbar ist; FIG. 4A is an alternative interpolation that can be used in the circuit of Fig. 4;

Fig. 5A die Form von digitaler Information, wie sie von einem Abtastsystem geliefert werden kann; 5A in the form of digital information, such as may be supplied by a scanning system.

Fig. 6A und B Wahrheitstabellen für den Multiplexer in Fig. 6; Fig. 6A and B truth tables for the multiplexer in Fig. 6;

Fig. 7A Details eines Adressenkontrollzählers in Fig. 7; Fig. 7A details of an address control counter in Fig. 7;

Fig. 7B, 7B₁, B₂ und B₃ den Betrieb eines Übersetzungs-ROM in Fig. 7; Fig. 7B, 7B₁, B₂ and B₃ the operation of a translation ROM in Fig. 7;

Fig. 8A eine Wahrheitstabelle für das ROM in Fig. 8, das zur Berechnung der radialen Position eines Anzeigepunktes benutzt wird; FIG. 8A is a truth table for the ROM in FIG. 8 used to calculate the radial position of a display point;

Fig. 8B die Details eines Radiuszählers in Fig. 8; Fig. 8B shows the details of a radius counter in Fig. 8;

Fig. 8C die Wahrheitstabelle eines ROM in Fig. 8, das für die Berechnung der Winkelposition eines Anzeigepunktes benutzt wird; Fig. 8C is the truth table of a ROM in Fig. 8 used for calculating the angular position of a display point;

Fig. 9 graphisch die Betriebsweise des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fig. 9 graphically illustrates the operation of the preferred embodiment of the invention;

Fig. 11 und 12 Zeitfolgediagramme verschiedener Signale; Fig. 11 and 12, timing diagrams of various signals;

Fig. 13 eine alternative Ausführungsform der Erfindung, die zur Durchführung der Interpolation weniger Komponenten benötigt; Fig. 13 shows an alternative embodiment of the invention needed to perform the interpolation fewer components;

Fig. 14 eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung, die für die Durchführung der Interpolation ein einzelnes ROM benötigt; und Fig. 14 shows a further alternative embodiment of the invention that requires a single ROM for the implementation of interpolation; and

Fig. 15 eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der die Werte von RERR und R ERR sowie die Interpolation mit einem einzigen ROM bestimmt werden. Fig. 15 shows a further alternative embodiment of the invention, in which the values of RERR and R ERR and the interpolation can be determined with a single ROM.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 zeigt die Grundkomponenten eines digitalen Scan-Converter-Abbildungssystems des Typs, auf den sich die Erfindung bezieht. Ein Abtaster 20 sendet akustische Impulse in den Körper eines Patienten mittels nicht näher dargestellten Einrichtungen und erzeugt ein Analogsignal, das die Amplituden von Echos darstellt, die von Strukturen des Körpers empfangen wurden, welche längs einer Anzahl von radialen Linien eines in Fig. 1A gezeigten Sektors liegen. Es sind nur einige radiale Linien gezeigt. Wenn das Analogsignal empfangen wird, werden aus ihm gleichförmig beabstandete digitale Abtastwerte (angezeigt durch die Punkte in Fig. 1A) längs jeder radialen Linie durch einen A/D-Wandler 22 abgeleitet und dem Abtast-Wandlersystem 24 zugeführt. Im allgemeinen, wie es in einem die Erfindung enthaltenden System auftreten kann, ist der erste Daten-Abtastwert beim Ursprung Null des Sektors, und die anderen Abtastwerte befinden sich an den Schnittpunkten der radialen Linien des Sektors mit gleichmäßig beabstandeten radialen Bögen, so daß die Datenabtastwerte auch längs der Bögen verteilt sind.The block diagram of FIG. 1 shows the basic components of a digital scan converter imaging system of the type to which the invention relates. A scanner 20 sends acoustic pulses into a patient's body by means not shown, and generates an analog signal representing the amplitudes of echoes received from structures of the body along a number of radial lines of a sector shown in Figure 1A lie. Only a few radial lines are shown. When the analog signal is received, uniformly spaced digital samples (indicated by the dots in FIG. 1A) along each radial line are derived by an A / D converter 22 and supplied to the scan converter system 24 . In general, as can occur in a system incorporating the invention, the first data sample at the origin is zero of the sector and the other samples are at the intersection of the radial lines of the sector with evenly spaced radial arcs so that the data samples are also distributed along the arches.

Wie oben bereits herausgestellt wurde, besteht die Funktion des Abtast- Wandlersystems 24 darin, von den Daten-Abtastwerten abgeleitete digitale Datenwerte in passende Anzeigepunkte in einen Anzeigespeicher 26 zu schreiben, die effektiv längs orthogonalen Zeilen und Spalten angeordnet sind, wie durch die Zeichen + in Fig. 1B dargestellt ist. Um dies durchzuführen, liefert das Abtast-Wandlersystem den zu schreibenden Datenwert und die x- und y-Koordinaten des Anzeigepunktes im Anzeigespeicher 26, wo er hinzusetzen ist. Sind die Daten einmal im Speicher 26 gespeichert, können sie von passenden x- und y-Koordinatenpunkten mittels einer Leseeinrichtung 28 ausgelesen und in entsprechende Koordinatenpunkte einer Anzeigevorrichtung 30 gesetzt werden, wie durch die Zeichen + in Fig. 1C angedeutet ist. As stated above, the function of the scan converter system 24 is to write digital data values derived from the data samples into appropriate display points in a display memory 26 , which are effectively arranged along orthogonal rows and columns, such as by the characters + in Fig. 1B is illustrated. To do this, the scan converter system provides the data value to be written and the x and y coordinates of the display point in the display memory 26 where it is to be added. Once the data has been stored in the memory 26 , it can be read out from suitable x and y coordinate points by means of a reading device 28 and placed in corresponding coordinate points of a display device 30 , as indicated by the characters + in FIG. 1C.

Grundprinzipien der ErfindungBasic principles of the invention

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des in Fig. 1A dargestellten Sektors, in welchem die Datenabtastpunkte als Punkte dargestellt sind, die längs radialer Linien R₂ bis R₅ erscheinen und zwar an Schnittpunkten dieser radialen Linien mit radialen Bögen A₁₀ bis A₁₃, die untereinander den gleichförmigen Abstand s haben. Jeder Datenabtastpunkt ist durch den Buchstaben S mit einem Index bezeichnet, der gleich der radialen Linie ist, auf dem er erscheint sowie einem Index, der gleich dem Bogen ist, auf dem er erscheint. Die Datenabtastpunkte sind somit längs der Bögen verteilt. Die Abtastpunkte des Anzeigespeichers (26 in Fig. 1) sind durch die Zeichen + dargestellt, die in orthogonalen Zeilen und Spalten angeordnet sind, welche parallel zur x- bzw. y-Achse sind. Zur Vereinfachung der Zeichnung wurden Teile der radialen Linien R₂ bis R₅ weggelassen, jedoch geht die x-Achse, obwohl nicht dargestellt, durch den Ursprung Null, bei welchem sich ein Anzeigepunkt befindet. Die Abstände zwischen den Zeilen der Anzeigepunkte sind K y und die Abstände zwischen den Spalten der Anzeigepunkte sind K x . Fig. 2 is an enlarged view of a portion of the sector shown in Fig. 1A, in which the data sampling points are shown as points appearing along radial lines R ₂ to R ₅ at the intersection of these radial lines with radial arcs A ₁₀ to A ₁₃, which have the uniform distance s from each other. Each data sample point is identified by the letter S with an index equal to the radial line on which it appears and an index equal to the arc on which it appears. The data sampling points are thus distributed along the arcs. The sampling points of the display memory ( 26 in FIG. 1) are represented by the characters +, which are arranged in orthogonal rows and columns which are parallel to the x and y axes. To simplify the drawing, parts of the radial lines R ₂ to R ₅ have been omitted, but the x axis, although not shown, goes through the origin zero, at which there is a display point. The distances between the rows of the display points are K y and the distances between the columns of the display points are K x .

Um einen endgültigen interpolierten Datenwert zu bestimmen, der als ein Anzeigepunkt wie DP benutzt werden soll, werden ein Signal RERR′, das den radialen Abstand zwischen DP und dem Bogen A₁₁ darstellt und ein Signal R ERR′, das die Winkelversetzung zwischen DP und der radialen Linie R₃ darstellt, abgeleitet. RERR′ und R ERR′ stellen demnach die Radial- bzw. Winkelposition des Anzeigepunktes DP relativ zu A₁₁ und R₃ dar. Ein erster interpolierter Datenzwischenwert I₁ läßt sich bei der radialen Position von DP längs des Radius R₃ durch lineare Interpolation zwischen den Daten-Abtastwerten bei S₃¹¹ und S₃¹² entsprechend dem folgenden Ausdruck ableiten, in welchem ein * den Wert eines Datenabtastwertes bezeichnet:In order to determine a final interpolated data value to be used as a display point such as DP , a signal RERR ' representing the radial distance between DP and the arc A ₁₁ and a signal R ERR' representing the angular displacement between DP and the represents radial line R ₃ derived. RERR ' and R ERR' thus represent the radial or angular position of the display point DP relative to A ₁₁ and R ₃. A first interpolated intermediate data value I ₁ can be at the radial position of DP along the radius R ₃ by linear interpolation between the Derive data samples at S ₃¹¹ and S ₃¹² according to the following expression, in which an * denotes the value of a data sample:

In ähnlicher Weise läßt sich ein zweiter interpolierter Datenzwischenwert I₂ an der radialen Position von DP längs des Radius R₄ ableiten durch lineare Interpolation der Datenabtastwerte bei S₄¹¹ und S₄¹² entsprechend dem folgenden Ausdruck:Similarly, a second interpolated intermediate data value I ₂ at the radial position of DP along the radius R ₄ can be derived by linear interpolation of the data samples at S ₄¹¹ and S ₄¹² according to the following expression:

Der endgültige interpolierte Datenwert FDP für DP läßt sich ableiten an seiner Winkelposition durch lineare Interpolation des ersten und des zweiten interpolierten Datenzwischenwertes I₁ bzw. I₂ entsprechend dem Ausdruck:The final interpolated data value FDP for DP can be derived at its angular position by linear interpolation of the first and second interpolated intermediate data values I ₁ and I ₂ in accordance with the expression:

statt R ERR′ zu berechnen, werden ein Wert COUNT, welcher den Abstand zwischen DP und R₃ gemessen längs der Zeile von Anzeigepunkten durch DP ist, sowie ein Wert XHAT ermittelt, der der Abstand zwischen R₃ und R₄ gemessen längs derselben Zeile von Anzeigepunkten ist. Es läßt sich zeigen, daß COUNT proportional zu XHAT ist, wenn R ERR′ proportional zu R ist. Der endgültige interpolierte Datenwert am Anzeigepunkt DP läßt sich durch den folgenden Ausdruck bestimmen, in welchem XHAT die Größe R in Gleichung (8) ersetzt und COUNT die R ERR′ ersetzt:instead of calculating R ERR ' , a value COUNT, which is the distance between DP and R ₃ measured along the line of display points by DP , and a value XHAT , which is the distance between R ₃ and R ₄ measured along the same line from Display points. It can be shown that COUNT is proportional to XHAT when R ERR 'is proportional to R. The final interpolated data value at the display point DP can be determined by the following expression, in which XHAT replaces the quantity R in equation (8) and COUNT replaces the R ERR ′ :

Der endgültige interpolierte Datenwert für den Anzeigepunkt DP könnte genauso leicht abgeleitet werden, wenn die Reihenfolge der Interpolation vertauscht würde, d. h. ein erster interpolierter Datenzwischenwert I₁′ könnte bei der Winkelposition DP längs dem Bogen A₁₁ abgeleitet werden unter Benutzung der Formel:The final interpolated data value for the display point DP could be derived just as easily if the order of the interpolation were exchanged, ie a first interpolated intermediate data value I ₁ 'could be derived at the angular position DP along the arc A ₁₁ using the formula:

und ein zweiter interpolierter Datenzwischenwert I₂′ könnte an der Winkelposition von DP längs dem Bogen A₁₂ erhalten werden unter Benutzung der Formel:and a second interpolated intermediate data value I ₂ 'could be obtained at the angular position of DP along the arc A ₁₂ using the formula:

Der endgültige interpolierte Wert FDP ist dann durch folgenden Ausdruck gegeben:The final interpolated value FDP is then given by the following expression:

Wie offensichtlich ist, läßt sich die Berechnung dieser Gleichungen leichter durchführen, wenn die radiale Position durch ein Signal RERR = RERR′/s und die Winkelposition durch ein Signal R ERR′ = COUNT/XHAT dargestellt sind. RERR ist die bruchteilsmäßige Position von DP zwischen A₁₁ und A₁₂, und R ERR′ ist die bruchteilsmäßige Position von DP zwischen den Radiuslinien R₃ und R₄. So wird z. B. aus Gleichung (6):As is obvious, the calculation of these equations can be carried out more easily if the radial position is represented by a signal RERR = RERR ' / s and the angular position is represented by a signal R ERR' = COUNT / XHAT . RERR is the fractional position of DP between A ₁₁ and A ₁₂, and R ERR ' is the fractional position of DP between the radius lines R ₃ and R ₄. So z. B. from equation (6):

I₁ = S₃¹¹* (1-RERR) + S₃¹²* · RERR (6′) I ₁ = S ₃¹¹ * (1- RERR) + S ₃¹² * · RERR (6 ′)

und aus Gleichung (1) wirdand equation (1) becomes

FDP = I₁ (1-R ERR′) + I₂ · R ERR′ (9′)
FDP = I ₁ 1- (R ERR ') ₂ + I · R ERR' (9 ')

Bei beiden Berechnungsmethoden ist zu bemerken, daß der erste interpolierte Datenzwischenwert durch Interpolation von Daten-Abtastwerten längs einer der radialen bzw. Winkelrichtungen abgeleitet wird, die auf der einen Seite von DP in der anderen Richtung liegen und daß der zweite interpolierte Datenzwischenwert durch Interpolation von Daten-Abtastwerten abgeleitet wird, die auf der anderen Seite von DP in der gleichen radialen bzw. Winkelrichtung liegen. Bei der ersten Methode wurde der erste interpolierte Datenzwischenwert I₁ durch Auffinden eines interpolierten Wertes von S₃¹¹* und S₃¹²* abgeleitet, welche auf der linken Seite von DP in einer Winkelrichtung liegen, und der zweite interpolierte Datenzwischenwert I₂ wurde abgeleitet durch Interpolation von S₄¹¹* und S₄¹²*, die sich auf der rechten Seite von DP in einer Winkelrichtung befinden. Wenn der Winkel zwischen R₃ und R₄ klein ist, liegen I₁, I₂ und DP auf einer im wesentlichen geraden Linie, da kaum ein Unterschied zwischen der Sehne und dem Bogen besteht. In ähnlicher Weise wurde bei der zweiten Methode I₁′ abgeleitet durch Interpolation von S₃¹¹* und S₄¹¹*, die längs des Bogens A₁₁ und auf einer Seite von DP in einer radialen Richtung liegen, und I₂′ wurde abgeleitet durch Interpolation von S₃¹²* und S₄¹²*, die längs des Bogens A₁₂ und auf der anderen Seite von DP in radialer Richtung liegen.With both calculation methods, it should be noted that the first interpolated intermediate data value is derived by interpolating data samples along one of the radial or angular directions lying on one side of DP in the other direction and that the second interpolated intermediate data value is obtained by interpolating data -Samples are derived which are on the other side of DP in the same radial or angular direction. In the first method, the first interpolated intermediate data I ₁ was derived by finding an interpolated value of S ₃¹¹ * and S ₃¹² * lying on the left side of DP in an angular direction, and the second interpolated intermediate data I ₂ was derived by interpolating from S ₄¹¹ * and S ₄¹² *, which are on the right side of DP in an angular direction. If the angle between R ₃ and R ₄ is small, I ₁, I ₂ and DP lie on a substantially straight line since there is little difference between the chord and the bow. Similarly, in the second method, I ₁ 'was derived by interpolating S ₃¹¹ * and S ₄¹¹ * lying along the arc A ₁₁ and on one side of DP in a radial direction, and I ₂' was derived by interpolating from S ₃¹² * and S ₄¹² *, which lie along the arc A ₁₂ and on the other side of DP in the radial direction.

Während die obige Beschreibung eine Art und Weise darstellt, in welcher ein Abtast-Wandlersystem gemäß der Erfindung arbeiten kann, sind auch leicht andere Möglichkeiten denkbar, z. B. die Ableitung von I₁ durch Interpolation von vier Datenabtastwerten längs R₄, oder bei der zweiten Methode durch Interpolation von vier Datenabtastwerten längs des Bogens A₁₁ zum Ableiten von I₁′ und durch Interpolation von vier Datenabtastwerten längs des Bogens A₁₂ zur Ableitung von I₂′. Eine weitere Methode besteht darin, zusätzliche interpolierte Werte I B und I₁ C in gleicher Weise wie I₁ und I₂ abzuleiten und alle diese in Winkelrichtung zu interpolieren und so den endgültigen interpolierten Wert von DP zu erhalten. In ähnlicher Weise könnten interpolierte Werte I A ′ von den Datenabtastwerten längs A₁₀ und I B ′ aus den Datenabtastwerten längs A₁₃ abgeleitet werden und diese könnten wiederum in radialer Richtung interpoliert werden, wodurch der endgültige interpolierte Datenwert bei DP erhalten würde. Eine andere Methode besteht darin, Datenabtastwerte an vier Abtastpunkten zu benutzen, die weiter weg von DP liegen, z. B. S₂¹⁰, S₅¹⁰; S₂¹³ und S₅¹³, die eine Fläche definieren, welche DP enthält. While the above description represents a manner in which a scan converter system according to the invention can operate, other possibilities are also easily conceivable, e.g. B. the derivation of I ₁ by interpolation of four data samples along R ₄, or in the second method by interpolation of four data samples along the arc A ₁₁ to derive I ₁ 'and by interpolation of four data samples along the arc A ₁₂ to derive of I ₂ ′. Another method is to derive additional interpolated values I B and I₁ C in the same way as I ₁ and I ₂ and to interpolate them all in the angular direction and thus to obtain the final interpolated value of DP . Similarly, interpolated values I A 'could be derived from the data samples along A ₁₀ and I B ' from the data samples along A ₁₃ and these could in turn be interpolated in the radial direction, thereby obtaining the final interpolated data at DP . Another method is to use data samples at four sample points further away from DP , e.g. B. S ₂¹⁰, S ₅¹⁰; S ₂¹³ and S ₅¹³, which define an area which contains DP .

Für die beschriebene Interpolation wurde eine Annäherung durch eine Gerade beschrieben, es kann jedoch auch jede nicht lineare Interpolationsmethode benutzt werden, um einen interpolierten Wert bei der radialen oder Winkelposition von DP zu erhalten. Durch die Interpolationsart wird lediglich der Gewichtungsfaktor geändert, der den Datenabtastwerten gegeben werden muß.An approximation by a straight line has been described for the described interpolation, however, any non-linear interpolation method can also be used to obtain an interpolated value at the radial or angular position of DP . The type of interpolation only changes the weighting factor that must be given to the data samples.

Grundlagen der BerechnungBasics of the calculation

Wie vorstehend ausgeführt wurde, würden die Berechnungen aller vorstehenden interpolierten Anzeigewerte in einem Sektor durch direkte Methoden viel zu viel Zeit benötigen, als daß ein Echtzeitbetrieb bei Instrumenten wie Ultraschall-Abtastsystemen möglich wäre, die einen Sektor in einer dreißigstel Sekunde abtasten. Zur Erklärung der Grundlagen, auf denen die Berechnungen gemäß der Erfindung beruhen, wird auf Fig. 3 verwiesen. Zwei Radiuslinien von einem Abtaster, eine äußere Linie R₀ und eine lineare Linie R I, die einen Schnitt definieren, sind so dargestellt, daß sie Winkel R₂ bzw. R₁ mit einer Spalte von Anzeigepunkten längs der y-Achse bilden, welche die Mittellinie des Sektors ist. Um die beteiligten Konzepte darstellen zu können, wurde der Winkel R₂-R₁ zwischen den Linien R₀ und R₁ stark übertrieben dargestellt (etwa 10° statt den im allgemeinen verwendeten ¾° oder 1½°).As stated above, the calculations of all of the above interpolated display values in a sector by direct methods would take far too much time to allow real-time operation with instruments such as ultrasound scanning systems that scan a sector in a thirtieth of a second. For an explanation of the principles on which the calculations according to the invention are based, reference is made to FIG. 3. Two radius lines from a scanner, an outer line R ₀ and a linear line R I , which define a section, are shown so that they form angles R ₂ and R ₁ with a column of display points along the y axis, which the Axis of the sector is. In order to be able to represent the concepts involved, the angle R ₂- R ₁ between the lines R ₀ and R ₁ has been greatly exaggerated (about 10 ° instead of the generally used ¾ ° or 1½ °).

Berechnung von RERR Calculation of RERR

Die Grundlage der Berechnung von RERR läßt sich verstehen, wenn man bei einem Anzeigepunkt DP₁ in Fig. 3 beginnt, der auf der äußeren Radiuslinie R₀ liegt, und beobachtet, was geschieht, wenn ein Schritt längs der x-Achse in Richtung auf den Ursprung Null zu einem benachbarten Anzeigepunkt DP₂ gemacht wird, der in einem Abstand K x vom Anzeigepunkt DP₁ liegt. Wenn von R₀ durch DP₂ eine Senkrechte gezogen wird, ist der spitze Winkel des so gebildeten rechtwinkligen Dreiecks R₂ und die R₂ gegenüberliegende Seite dieses Dreiecks ist K x sin R₂. Subtraktion dieses Betrages vom Radius des Anzeigepunktes DP₁ führt, egal was es ist, in unserer Berechnung zum kleineren Radius des Anzeigepunktes DP₂, der durch die Radiuslänge R₂ angegeben ist. Daß dieses nicht vollkommen richtig ist, ergibt sich aus der Tatsache, daß der tatsächliche radiale Abstand von DP₂ die Hypotenuse des rechtwinkligen Dreiecks ist, von welchem R₂ eine Seite ist und daher etwas kleiner als der tatsächliche Radius. Wenn der Schritt von DP₂ nach DP₁ ginge, d. h. vom Ursprung Null weg, würde der Betrag K x sin R₂ zu dem für DP₂ berechneten Radius addiert. Ein Schritt in die +y-Richtung der Länge K y nach DP₃ addiert entsprechend der Berechnungsmethode eine Länge von K y cos R₂, jedoch erweist sich auch dies als etwas ungenau, da der Radius R₃ von DP₃ kleiner als der wirkliche Radius ist. Es ist jedoch eine Tatsache, daß diese Fehler vernachlässigbar klein sind, wenn R₂-R ₁ wie üblich 1½° oder ¾° betragen.The basis of the calculation ofRERR can be understood if one at a display pointDP₁ inFig. 3 starts on the outer radius lineR₀ lies and watches what happens when one step along thex-Axis towards zero origin to a neighboring display pointDP₂ is made in one distanceK x from the display pointDP₁ lies. If fromR₀ throughDP₂ one Is pulled perpendicular, is the acute angle of the so formed right triangleR₂ and theR₂ opposite side of this Triangle isK x sinR₂. Subtract this amount from the radius of the Display pointDP₁ leads, no matter what it is, in our calculation to the smaller radius of the display pointDP₂ by the radius length R₂ is specified. That this is not completely correct arises from the fact that the actual radial distance fromDP₂ is the hypotenuse of the right triangle, of which R₂ is one side and therefore slightly smaller than the actual one Radius. If the step fromDP₂ afterDP₁ go, d. H. from the origin Zero away would be the amountK x sinR₂ to that forDP₂ calculated Radius added. A step into the +y-Direction of lengthK y to DP₃ adds a length of according to the calculation method K y cosR₂, however, this also proves to be somewhat inaccurate because of radiusR₃ ofDP₃ is smaller than the real radius. It is however, a fact that these errors are negligible are whenR₂-R ₁ be 1½ ° or ¾ ° as usual.

Obwohl die Formeln und die ihnen entsprechend konstruierte Vorrichtung den Winkel R₂ der äußeren Radiuslinie jedes Schrittes bei der Durchführung der Radiusberechnung benutzen, könnte man auch einen anderen Winkel "nahe bei" R₂ auswählen, der von R₂ um weniger als ΔR abweicht. Eine solche Auswahl stellt sicher, daß die Fehler innerhalb akzeptabler Toleranzen gehalten werden.Although the formulas and the device constructed according to them use the angle R ₂ of the outer radius line of each step in carrying out the radius calculation, one could also choose a different angle "close to" R ₂ which deviates from R ₂ by less than ΔR . Such a selection ensures that the errors are kept within acceptable tolerances.

Der Radius beim Ursprung 0 ist Null. Wenn daher die vorstehend erwähnten Abtastsignale des Anzeigepunktes eine Schritt-für-Schritt- Abtastung der Abtastpunkte des Schnittes R₀, R I bewirken, beginnend mit dem Ursprung 0, wie durch die gestrichelte Linie 31 dargestellt ist, und wenn der Wert von K x sin R₂ für jeden Schritt nach rechts subtrahiert und für jeden Schritt nach links addiert wird, und wenn K y cos R₂ für jeden Schritt längs der y-Achse vom Ursprung weg addiert wird, kann der Radius jedes Anzeigepunktes im Abtastweg mit ausreichender Genauigkeit entsprechend den quantitativen Fehlern für einen Anzeigepunkt bestimmt werden, der innerhalb des von R₀ und R I begrenzten Schnittes liegt. The radius at origin 0 is zero. Therefore, if the above-mentioned sampling signals of the display point effect a step-by-step sampling of the sampling points of the section R ₀, R I , starting from the origin 0, as shown by the broken line 31 , and if the value of K x sin R ₂ is subtracted to the right for each step and added to the left for each step, and if K y cos R ₂ is added for each step along the y axis from the origin, the radius of each display point in the scanning path can be sufficiently accurate according to quantitative errors can be determined for a display point that lies within the intersection limited by R ₀ and R I.

Während der Wert des Radius eines Anzeigepunktes in einer noch zu beschreibenden Weise benutzt werden kann, um das Schreiben von Daten in den Anzeigespeichern zu verhindern, besteht seine wichtigere Funktion darin, RERR zu bestimmen, so daß die Interpolationen längs der radialen Richtung ausgeführt werden können, die oben beschrieben wurden.While the value of the radius of a display point can be used in a manner yet to be described to prevent data from being written to the display memories , its more important function is to determine RERR so that the interpolations can be performed along the radial direction, described above.

Bei einem Format, bei dem | K x | = | K y | = |s | = 1 ist, ist RERR lediglich der Bruchteil der Zahl, die den Radius darstellt. Wenn jedoch K x von K y und s verschieden ist, können Normalisierungsverfahren Radiuswerte erzeugen, die in Einheiten von s gemessen sind, so daß der Bruchteil immer noch RERR ist. Daraus ergibt sichFor a format where | K x | = | K y | = | s | = 1, RERR is only a fraction of the number that represents the radius. However, if K x is different from K y and s , normalization methods can produce radius values measured in units of s so that the fraction is still RERR . This results in

R j + 1 = R x -K x sin R₂ + K y cos R₂ (12) R j + 1 = R x - K x sin R ₂ + K y cos R ₂ (12)

Berechnung von XHAT Calculation of XHAT

XHAT wurde oben definiert als der Abstand zwischen Radiuslinien eines Schnittes, z. B. R₀ und R I in Fig. 3, gemessen längs einer Zeile von Anzeigepunkten oder längs der x-Achse. Wenn eine Senkrechte 32 von der y-Achse zur Position eines Anzeigepunktes 34 gezogen wird, läßt sich der Wert von XHAT für Anzeigepunkte in derselben Zeile wie folgt ableiten. Wenn die Anzahl der Inkremente von K y zwischen dem Ursprung 0 und dem Anzeigepunkt 34 n beträgt, ergibt sich entsprechend Fig. 3 XHAT was defined above as the distance between radius lines of a cut, e.g. B. R ₀ and R I in Fig. 3, measured along a line of display points or along the x axis. When a perpendicular 32 is drawn from the y axis to the position of a display point 34 , the value of XHAT for display points in the same line can be derived as follows. If the number of increments of K y between the origin 0 and the display point 34 is n , this results in accordance with FIG. 3

x = nK y tan R₂ (13) x = nK y tan R ₂ (13)

undand

x′ = nK y tan R₁ (14) x ′ = nK y tan R ₁ (14)

undand

XHAT = x-x′ = nK y tanR₂-nK y tan R₁ (15)
XHAT = x - x ′ = nK y tan R ₂- nK y tan R ₁ (15)

Betrachtet man diese Gleichungen, so zeigt sich, daß der Wert von XHAT bei jeder Änderung von K y längs der y-Achse um einen konstanten Betrag Δ XHAT ansteigt, so daß gilt:A look at these equations shows that the value of XHAT increases by a constant amount Δ XHAT with every change of K y along the y axis, so that:

Berechnung von COUNT Calculation of COUNT

Wie in dem zu beschreibenden System benutzt, ist COUNT der Abstand von der äußeren Radiuslinie z. B. R₀ bis zu einem Anzeigepunkt gemessen längs einer Zeile von Anzeigepunkten, die den Anzeigepunkt enthält, für den der Wert von COUNT gesucht ist. Da DP₁ in Fig. 3 sich auf der äußeren Linie R₀ befindet, ist sein Wert COUNT Null. Der Wert von COUNT für DP₂ ist K x . Dementsprechend erhöht jeder Schritt längs einer Zeile von Anzeigepunkten in Richtung auf die Mittellinie des Sektors den Wert von COUNT um K x (siehe DP₄′ und DP₄, in Fig. 3), und jeder Schritt von der Mittellinie weg erniedrigt den Wert von COUNT um K x . Wenn jedoch der Schritt längs einer Zeile von Anzeigepunkten oder längs der y-Achse in einer Richtung vom Ursprung 0 weg verläuft, z. B. ein Schritt von DP₁ nach DP₃, wird der Wert von COUNT um K y tan R₂ erhöht.As used in the system to be described, COUNT is the distance from the outer radius line z. B. R ₀ up to a display point measured along a row of display points that contains the display point for which the value of COUNT is sought. Since DP ₁ in Fig. 3 is on the outer line R ₀, its value COUNT is zero. The value of COUNT for DP ₂ is K x . Accordingly, each step along a row of display points towards the centerline of the sector increases the value of COUNT by K x (see DP ₄ ′ and DP ₄, in Fig. 3), and each step away from the centerline decreases the value of COUNT by K x . However, if the step is along a row of display points or along the y axis in a direction away from origin 0, e.g. B. a step from DP ₁ to DP ₃, the value of COUNT is increased by K y tan R ₂.

Der Wert von COUNT für den Anzeigepunkt am Ursprung wird mit Null angenommen. Werden daher die Werte von +K x ,-K x und K y tan R₂ wie oben erwähnt ausgewählt, wird der Wert von COUNT erhalten. Es ist zu beachten, daß wir uns innerhalb des Sektorschnittes befinden, wann immer an jedem Anzeigepunkt gilt 0 COUNT < XHAT.The value of COUNT for the display point at the origin is assumed to be zero. Therefore, if the values of + K x , - K x and K y tan R ₂ are selected as mentioned above, the value of COUNT is obtained. Note that we are within the sector intersection whenever 0 COUNT < XHAT applies to each display point .

Dividiert man COUNT durch XHAT, wird ein Bruchteilmaß R ERR der Winkelposition eines Anzeigepunktes zwischen den Radiuslinien R₀ und R I eines Schnittes erhalten. Da RERR ein Bruchteilsmaß des radialen Abstandes eines Anzeigepunktes zwischen zwei Datenabtastpunkten ist, können R ERR und RERR in gleicher Weise in Winkel- und Radiusinterpolationen benutzt werden. If COUNT is divided by XHAT, a fractional measure R ERR of the angular position of a display point between the radius lines R ₀ and R I of a cut is obtained. Since RERR is a fraction of the radial distance of a display point between two data sample points, R ERR and RERR can be used in the same way in angular and radius interpolations.

Wenn der Wert von COUNT für Schritte in der rechten Hälfte des Sektors bestimmt wird, wird COUNT nach wie vor von der äußeren Linie gemessen, wie jedoch aus Fig. 3 ersichtlich ist, befindet sich die äußere Linie R₀′ rechts von R I′ statt links davon wie im Fall von R₀ und R I. Wird COUNT nach wie vor von der äußeren Radiuslinie R₀′ gemessen, gilt die gleiche Rechnung.If the value of COUNT is determined for steps in the right half of the sector, COUNT is still measured from the outer line, but as can be seen from Fig. 3, the outer line R ₀ 'is to the right of R I ' instead left of it as in the case of R ₀ and R I. If COUNT is still measured from the outer radius line R ₀ ′, the same calculation applies.

Das heißt jedoch nicht, daß die bruchteilsmäßige Winkelposition eines Anzeigepunktes von der äußeren Linie R₀ oder R₀′ gemessen werden muß. Sie könnte z. B. auch immer in bezug auf die linke Radiuslinie gemessen werden, welche in der linken Hälfte des Sektors R₀ ist und in der rechten Hälfte R I ist. Die Berechnungen wären die gleichen wie gerade für die linke Hälfte beschrieben, jedoch müßte man in der rechten Hälfte +K x und -K x vertauschen und anstelle von +tan R₂ hätte man -tan R₂ zu verwenden. Wie noch erklärt werden wird, könnte man das letztere in ein ROM eingeben.However, this does not mean that the fractional angular position of a display point must be measured from the outer line R ₀ or R ₀ '. You could e.g. B. also always be measured in relation to the left radius line, which is R ₀ in the left half of the sector and R I in the right half. The calculations would be the same as just described for the left half, but one would have to swap + K x and - K x in the right half and -tan R ₂ would have to be used instead of + tan R ₂. As will be explained later, the latter could be entered into a ROM.

Obwohl die endgültigen interpolierten Datenwerte der Anzeigepunkte in der Nähe des Ursprungs im allgemeinen unwichtig sind, ist es wesentlich, die Werte von RERR und R ERR für diese Punkte zu erhalten, da diese Werte in der rekursiven Addition zur Ableitung der Werte von RERR und R ERR benötigt werden, um die endgültigen interpolierten Datenwerte für Anzeigepunkte zu berechnen, die von Interesse sind.Although the final interpolated data values of the display points near the origin are generally unimportant, it is essential to obtain the values of RERR and R ERR for these points, since these values are used in the recursive addition to derive the values of RERR and R ERR are needed to calculate the final interpolated data values for display points of interest.

Allgemeines SystemGeneral system

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 4 zeigt allgemein ein Abtast- Wandlersystem, das die verschiedenen Aspekte der Erfindung enthält. Seine Funktion besteht darin, auf Echtzeitbasis den endgültigen interpolierten Datenwert für jeden der etwa 125 000 Anzeigepunkte eines Anzeigespeichers zu berechnen, die innerhalb eines 90°-Sektors liegen, wie er in Fig. 1A dargestellt ist und der pro Sekunde ungefähr dreißig Mal durch einen Radialabtaster (20 in Fig. 1) abgetastet wird. Dies wird erreicht durch Bestimmung der endgültigen interpolierten Datenwerte für jeden Anzeigepunkt eines Schnittes, d. h. die Abtastpunkte auf oder zwischen einem Paar von Radiuslinien und durch Wiederholung der Operation für jeden folgenden Schnitt.The block diagram of FIG. 4 generally shows a scan converter system that incorporates the various aspects of the invention. Its function is to compute, on a real-time basis, the final interpolated data value for each of the approximately 125,000 display memory points that are within a 90 ° sector as shown in FIG. 1A and that is done approximately thirty times per second by a radial scanner ( 20 in Fig. 1) is scanned. This is achieved by determining the final interpolated data values for each display point of a section, ie the sampling points on or between a pair of radius lines and by repeating the operation for each subsequent section.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, liefert ein Radialabtaster 33 längs jeder aufeinanderfolgenden Radiuslinie erhaltene analoge Daten an einen A/D-Wandler 35, der digitalisierte Abtastwerte der an gleichförmig beabstandeten Punkten längs der Radiuslinien auftretenden Daten, z. B. die Abtastwerte S₁₀, S₁₁, S₁₂, S₁₃ auf der Radiuslinie R₀ und die Abtastwerte S₁₀′, S₁₁′, S₁₂′ und S₁₃′ auf der Radiuslinie R I in Fig. 3. Da die in den Berechnungen für jeden Schnitt benutzten Daten verschieden sind, ist eine Linienidentifizierungseinrichtung 36 vorgesehen, die aus dem Signal des Abtasters 33 eine Identifizierung der gerade abgetasteten Linie ableitet. Dies läßt sich auf eine Anzahl von Arten bewirken, z. B. durch Zuordnung einer digitalen Zahl zu jeder Linie oder durch Identifizierung einer gegebenen Linie in einem Sektor und Zählung der Linien, wenn sie abgetastet werden. Das so abgeleitete Linienidentifizierungssignal wird durch eine Schreibsteuereinrichtung 38 benutzt, um die digitalen Datenabtastwerte vom A/D-Wandler 35 auf Speicherplätze in einem Speicher 40 zu richten, derart, daß ihre radialen Positionen längs der Linien identifizierbar sind.As shown in Fig. 4, a radial scanner 33 provides analog data obtained along each successive radius line to an A / D converter 35 which digitizes samples of the data occurring at uniformly spaced points along the radius lines, e.g. B. the samples S ₁₀, S ₁₁, S ₁₂, S ₁₃ on the radius line R ₀ and the samples S ₁₀ ', S ₁₁', S ₁₂ 'and S ₁₃' on the radius line R I in Fig. 3. Since the A line identification device 36 is provided in the calculations used for each section of data, which derives an identification of the line just scanned from the signal of the scanner 33 . This can be done in a number of ways, e.g. By assigning a digital number to each line or by identifying a given line in a sector and counting the lines as they are scanned. The line identification signal thus derived is used by a write controller 38 to direct the digital data samples from the A / D converter 35 to memory locations in a memory 40 such that their radial positions along the lines are identifiable.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Ableiten der Signale RERR und R ERR, die die Radial- bzw. Winkelposition eines Anzeigepunktes darstellen und dem Interpolationsprozeß benutzt werden. Weiterhin bezieht sich die folgende Beschreibung auf eine Einrichtung zum Erhalt von Datenabtastwerten aus dem Speicher 40, die einen Bereich definieren, der den Abtastpunkt enthält. The following description relates to a device for deriving the signals RERR and R ERR, which represent the radial or angular position of a display point and are used in the interpolation process. Furthermore, the following description relates to a device for obtaining data samples from the memory 40 , which define an area which contains the sampling point.

Eine Einrichtung 42 leitet aus dem Signal des Radialabtasters 33 ein Signal STRTL ab, das den Zeitpunkt angibt, zu dem der Abtaster mit dem Abtastvorgang längs einer Radiuslinie beginnt. Auf jedes Signal STRTL hin erzeugt eine Einrichtung DPSG Anzeigepunkt-Abtaststeuersignale, die die Folge von Schritten in eine der Richtungen +x, -x, +y oder -y darstellen, welche von einem gegebenen Anzeigepunkt aus erfolgen muß, z. B. einer am Ursprung der Radiuslinien, wenn über die Anzeigepunkte des Schnittes abgetastet wird, die der Linie entsprechen, die durch das Signal identifiziert ist, das durch die Linienidentifizierungseinrichtung 36 geliefert wird.A device 42 derives from the signal of the radial scanner 33 a signal STRTL which indicates the point in time at which the scanner begins the scanning process along a radius line. Upon each signal STRTL , a device DPSG generates display point scan control signals which represent the sequence of steps in one of the directions + x, - x, + y or - y , which must occur from a given display point, e.g. B. one at the origin of the radius lines when scanning over the display points of the cut that correspond to the line identified by the signal provided by the line identifier 36 .

Obwohl die Folge von Schritten normalerweise solche in +x-, -x- und +y-Richtung enthält, wie durch den durch die gestrichelte Linie 31 in Fig. 3 angedeuteten Abtastweg für die Anzeigepunkte dargestellt ist, wäre es auch möglich, daß Schritte in -y-Richtung gemacht würden. Eine Einrichtung 46 gibt ein Signal ab, das anzeigt, daß ein Schritt längs der x-Achse gemacht wird; eine Einrichtung 48 erzeugt ein Signal, das anzeigt, ob der Schritt in +x- oder -x-Richtung gemacht werden soll; eine Einrichtung 50 gibt ein Signal ab, das anzeigt, daß ein Schritt längs der y-Achse gemacht wird, und eine Einrichtung Ω gibt ein Signal ab, das anzeigt, ob der Schritt in +y- oder -y-Richtung gehen soll. Die Ausgangssignale der Einrichtungen 46 und 48 werden einem x-Adressenzähler 54 zugeführt, und die x-Koordinate des Anzeigepunktes für den ein endgültiger interpolierter Datenwert in noch zu erklärender Weise zu berechnen ist, wird in bezug auf die x-Koordinate des ursprünglichen Anzeigepunktes identifiziert. Die Ausgangssignale der Einrichtungen 50 und 52 werden einem y-Adressenzähler 26 zugeführt, und die y-Koordinate desselben Anzeigepunktes wird in bezug auf die y-Koordinate des ursprünglichen Anzeigepunktes identifiziert. Die Ausgangssignale der x- und y-Adressenzähler 54 bzw. 56 werden auf Adressenleitungen eines Anzeigespeichers DM gegeben, derart, daß der endgültige interpolierte Datenwert FDP für diesen Punkt nach seiner Bestimmung in den richtigen Speicherplatz gegeben wird.Although the sequence of steps normally includes those in the + x -, -x and + y directions, as shown by the scan path for the display dots indicated by the dashed line 31 in FIG. 3, it would also be possible for steps in -y direction would be made. Means 46 emits a signal indicating that a step is being taken along the x axis; means 48 generates a signal indicating whether the step should be taken in the + x - or - x direction; means 50 outputs a signal indicating that a step is being taken along the y- axis, and means Ω outputs a signal indicating whether the step should go in the + y - or - y direction. The output signals of the devices 46 and 48 are fed to an x address counter 54 , and the x coordinate of the display point for which a final interpolated data value is to be calculated in a manner still to be explained is identified in relation to the x coordinate of the original display point. The output signals of devices 50 and 52 are fed to a y address counter 26 and the y coordinate of the same display point is identified with respect to the y coordinate of the original display point. The output signals of the x and y address counters 54 and 56 are given to address lines of a display memory DM in such a way that the final interpolated data value FDP for this point is put into the correct memory location after it has been determined.

Berechnung der RadienCalculation of the radii

Die Bestimmung des Radius jedes Anzeigepunktes, der durch das Anzeigepunkt- Abtastsignal vom Generator DPSG identifiziert wird, kann wie folgt erfolgen. Das Signal von der Einrichtung 36, die die Linie identifiziert, längs derer die radiale Position in Zusammenwirken mit dem Anzeigepunkt-Abtaststeuersignal vom Generator DPSG zu bestimmen ist, wählt aus einem Speicher 58, welcher ein ROM sein kann aber nicht muß, den passenden der Werte +K x sin R, -K x sin R, +K y cos R oder -K y cos R, wie in Verbindung mit Fig. 3 erläutert wurde, für die Zuführung zum Eingang eines Addierers 60. Der Winkel R ist der Winkel einer Radiuslinie, die genügend eng bei der Mittellinie des Schnittes liegt. Wie dicht sie dort liegt, ist durch den Fehler vorgegeben, der in der Winkelposition tolerierbar ist. Das Ausgangssignal des Addierers 60 wird einem Zwischenspeicher 62 zugeführt, der immer dann in Betrieb ist, wenn ein Schritt längs der x- oder der y-Achse gemacht wird, ohne Rücksicht auf dessen Richtung. Dazu ist sein Takteingang mit dem Ausgang eines ODER-Gliedes 64 verbunden, dessen Eingänge mit den Ausgängen des x-Zählers 46 und des y-Zählers 50 verbunden sind. Der Ausgang des Zwischenspeichers 62 ist mit einem weiteren Eingang des Addierers 60 verbunden. Zusammen bilden der Addierer 60 und der Zwischenspeicher 62 einen Akkumulator, der am Ausgang des Zwischenspeichers 62 ein Signal erzeugt, das den Radius des Anzeigepunktes durch Addition aller Werte von +K x sin R, -K x sin R, +K y cos R oder -K y cos R darstellt, die auf alle vorhergehenden Schritte in +x-, -x-, +y- und -y-Richtung längs dem Abtastweg erzeugt wurden, welcher durch den Abtast-Steuergenerator DPSG vorgegeben ist.The determination of the radius of each display point, which is identified by the display point scanning signal from the generator DPSG , can be carried out as follows. The signal from the device 36 which identifies the line along which the radial position is to be determined in cooperation with the display point scan control signal from the generator DPSG selects from a memory 58 which may or may not be a ROM, the appropriate one of the values + K x sin R , - K x sin R , + K y cos R or - K y cos R , as explained in connection with FIG. 3, for the feed to the input of an adder 60 . The angle R is the angle of a radius line that is sufficiently close to the center line of the cut. How close it lies is determined by the error that can be tolerated in the angular position. The output of adder 60 is fed to a latch 62 which operates whenever a step is taken along the x or y axis, regardless of its direction. For this purpose, its clock input is connected to the output of an OR gate 64 , the inputs of which are connected to the outputs of the x counter 46 and the y counter 50 . The output of the buffer 62 is connected to a further input of the adder 60 . Together, the adder 60 and the buffer store 62 form an accumulator, which generates a signal at the output of the buffer store 62 , which increases the radius of the display point by adding all values of + K x sin R , - K x sin R , + K y cos R or - represents K y cos R , which were generated on all previous steps in the + x -, - x -, + y - and - y direction along the scan path which is predetermined by the scan control generator DPSG .

Auswahl von AnzeigepunktenSelection of display points

An dieser Stelle ist zu bemerken, daß, während ein endgültiger interpolierter Datenwert für jeden Anzeigepunkt im durch die Signale vom DPSG bestimmten Abtastweg abgeleitet werden kann, die Zeit für die Durchführung dieser Rechnung für Anzeigepunkte außerhalb des Schnittes (im folgenden Überhang genannt) unter Benutzung der folgenden Regeln minimiert werden sollte.At this point, it should be noted that while a final interpolated data value for each display point can be derived in the scan path determined by the signals from the DPSG , the time for this calculation to be performed for display points outside the cut (hereinafter referred to as overhang) using the following rules should be minimized.

  • 1. Am Sektorscheitelpunkt, wo alle Abtastvorgänge beginnen, ist außerhalb der Außenlinie in x-Richtung zu inkrementieren.1. At the sector vertex, where all scanning begins, increment outside the outline in the x direction.
  • 2. Außerhalb der Außenlinie und nach außen gerichtet, vertikal abknicken und in Querrichtung in x-Richtung zurückkehren (XDIR ändern).2. Outside the outline and facing outwards, bend vertically and return in the transverse direction in the x direction ( change XDIR ).
  • 3. Falls man sich in der Richtung nach außerhalb eines Schnittes bewegt und keine weiteren Punkte sich innerhalb des Schnittes weiter draußen auf dem monentan überquerten Raster befinden und sich keine weiteren Punkte auf der zu überquerenden folgenden Linie befinden, vertikal abknicken und Richtung umkehren (XDIR ändern). Wenn jedoch sich innerhalb des Schnittes auf der folgenden Linie ein weiterer Punkt befindet, Überquerung auf der laufenden Linie für einen weiteren Punkt fortsetzen und dann Regel 2 folgen.3. If you are moving in the direction outside of a cut and there are no further points within the cut further outside on the currently crossed grid and there are no further points on the following line to cross, bend vertically and reverse direction ( change XDIR ). However, if there is another point within the intersection on the following line, continue crossing the current line for another point and then follow rule 2.
  • 4. Bei Bewegung in Richtung auf die Mitte des Sektors fortfahren, bis Inneres des Schnittes oder innere Linie erreicht ist, dann vertikal abknicken und Richtung umkehren (XDIR ändern) nach Adressierung des letzten Anzeigepunktes innerhalb der laufenden Überquerung, welcher innerhalb des Schnittes liegt.4. If moving towards the center of the sector, until the inside of the cut or inner line is reached, then bend vertically and reverse direction ( change XDIR ) after addressing the last display point within the current crossing, which lies within the cut.

Bei Punkten außerhalb des Schnittes sollte der endgültige interpolierte Datenwert für diesen Punkt nicht in den Anzeigespeicher DM eingegeben werden, da er sehr wohl unrichtig sein kann und von einem Anzeigespeicher-Abtaster 66 gelesen werden kann und der Anzeigeeinrichtung 68 zugeführt werden kann. Es würde dem Sinn der Erfindung entsprechen, die Einrichtung zum Berechnen der endgültigen interpolierten Datenwerte für Anzeigepunkte zu sperren, die außerhalb des Schnittes liegen, statt die Werte zu berechnen und zu verhindern, daß die unrichtigen Daten im Anzeigespeicher DM gespeichert würden, wodurch keine Zeit gespart würde. Diese Überlegungen gelten für alle Berechnungen.In the case of points outside the cut, the final interpolated data value for this point should not be entered into the display memory DM , since it may very well be incorrect and can be read by a display memory scanner 66 and can be fed to the display device 68 . It would be in accordance with the spirit of the invention to lock the means for calculating the final interpolated data values for out-of-cut display points, rather than calculating the values and preventing the incorrect data from being stored in the display memory DM , thereby saving no time would. These considerations apply to all calculations.

Benutzung des Radius R Use of the radius R

Wie oben beschrieben, erscheint der Wert des Radius R des vom DPSG bezeichneten Anzeigepunktes am Ausgang des Zwischenspeichers 62. R entsprechende Bits werden einem Komparator 70 zugeführt, wo sie mit dem Wert des Maximalradius R max verglichen werden, der die äußere radiale Grenze des Sektors festlegt. Wenn dieser Vergleich zeigt, daß der Radius R eines Anzeigepunktes kleiner als R max ist, liefert der Komparator 70 ein Signal ROK an einen Eingang eines UND-Gliedes 72, dessen Ausgangssignal einem Freigabeeingang des Anzeigespeichers DM zugeführt wird. In einer noch zu beschreibenden Weise wird ein Signal THETOK abgeleitet, welches anzeigt, daß der Anzeigepunkt sich im laufenden Schnitt befindet, und dieses Signal wird dem anderen Eingang des UND-Gliedes 72 zugeführt. Es müssen also beide Signale ROK und THETOK affirmativ sein, wenn der Datenwert in den Speicher DM eingeschrieben werden soll. Das Signal ROK ist nicht so wichtig wie THETOK, da unrichtige endgültige interpolierte Datenwerte an einigen Anzeigepunkten am Ende eines Schnittes nicht so große Probleme aufwerfen wie ein unrichtiger Datenwert im Inneren des Schnittes. Der Hauptvorteil von ROK besteht darin, daß es die äußere Peripherie des Sektors glättet.As described above, the value of the radius R of the display point designated by the DPSG appears at the output of the buffer store 62 . Bits corresponding to R are fed to a comparator 70 where they are compared to the value of the maximum radius R max which defines the outer radial boundary of the sector. If this comparison shows that the radius R of a display point is smaller than R max , the comparator 70 supplies a signal ROK to an input of an AND gate 72 , the output signal of which is fed to an enable input of the display memory DM . In a manner yet to be described, a signal THETOK is derived which indicates that the display point is in the process of being cut, and this signal is fed to the other input of the AND gate 72 . Both signals ROK and THETOK must therefore be affirmative if the data value is to be written into the memory DM . The ROK signal is not as important as THETOK because incorrect final interpolated data values at some display points at the end of a cut do not pose as much of a problem as an incorrect data value inside the cut. The main advantage of ROK is that it smoothes the outer periphery of the sector.

Berechnung von RERR Calculation of RERR

Der Wert von R kann nicht direkt zur Interpolation verwendet werden, da Gleichung (6) zeigt, daß ein Signal abgeleitet werden muß, welches die relative radiale Position des Anzeigepunktes in bezug auf Datenabtastpunkte darstellt, welche in der Interpolation benutzt werden, d. h. die relative radiale Position des Anzeigepunktes DP in Fig. 2 in bezug auf die Datenabtastpunkte S₃¹¹ und S₃¹², wenn die interpolierten Zwischenwerte I₁ und I₂ berechnet werden. Es wäre möglich, ein Signal abzuleiten, das den radialen Abstand zwischen dem äußeren Datenabtastpunkt S₃¹² und DP darstellt und dieses zur Interpolation gemäß der Erfindung zu benutzen, oder ein Signal RERR′ abzuleiten, das den radialen Abstand zwischen DP und dem inneren Datenabtastpunkt S₃¹¹ darstellt.The value of R cannot be used directly for interpolation since equation (6) shows that a signal must be derived which represents the relative radial position of the display point with respect to data sample points used in the interpolation, ie the relative radial Position of the display point DP in Fig. 2 with respect to the data sampling points S ₃¹¹ and S ₃¹² when the interpolated intermediate values I ₁ and I ₂ are calculated. It would be possible to derive a signal which represents the radial distance between the outer data sampling point S ₃¹² and DP and use this for interpolation according to the invention, or to derive a signal RERR ' which represents the radial distance between DP and the inner data sampling point S ₃¹¹ represents.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, wie weiter unten zu beschreiben sein wird, K x = K y = s, so daß der Bruchteil der am Ausgang des Zwischenspeichers 62 erscheinenden Werte RERR ist, d. h. das Verhältnis zwischen dem Abstand zwischen dem Anzeigepunkt und dem inneren Bogen zum Abstand s zwischen benachbarten Bögen. Im allgemeinen Fall können jedoch K x und K y voneinander und von s verschieden sein. In diesem Falle ist es leichter, wenn K x und K y beide kleiner als s sind, da eine Änderung von K x oder K y , die auftritt, wenn man von einem Anzeigepunkt zum nächsten geht, den berechneten Radius um einen Betrag ändern könnte, der größer als s ist, so daß es nötig wäre, diesen Tatbestand bei der Berechnung von RERR′ in Betracht zu ziehen.In the preferred embodiment of the invention, as will be described below, K x = K y = s, so that the fraction of the values appearing at the output of the buffer 62 is RERR , ie the ratio between the distance between the display point and the inside Arc to the distance s between adjacent arcs. In general, however, K x and K y can be different from each other and from s . In this case, it is easier if K x and K y are both less than s , since a change in K x or K y that occurs when moving from one display point to the next could change the calculated radius by an amount, which is greater than s , so it would be necessary to take this fact into account when calculating RERR ' .

Im allgemeinen Fall, wie er in Fig. 4 dargestellt ist, können K y , K x und s alle verschiedene Werte haben. Das Signal R am Ausgang des Zwischenspeichers 62 wird einem Eingang eines Differenzrechners 74 zugeführt, und das Ausgangssignal eines Zwischenspeichers 76 wird dem anderen zugeführt. Beim Startpunkt jeder Radiuslinie werden alle Zwischenspeicher gelöscht, indem das Signal STRTL ihren Löscheingängen zugeführt wird, so daß das anfängliche Ausgangssignal des Zwischenspeichers 76 Null ist. Ein Differenzsignal RERR′ das gleich dem Wert von R abzüglich dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers 76 ist, erscheint an einem Ausgang 78 des Differenzrechners 74, und ein Signal RDIR, das anzeigt, ob R steigt oder fällt, erscheint an einem anderen Ausgang 80. Das Differenzsignal RERR′ wird einem Eingang eines Komparators 81 zugeführt, und ein s entsprechender Wert wird dem anderen Eingang zugeführt. Wenn RERR′ < s, gibt der Komparator 81 ein Signal CROSSs ab. Wenn RERR′ < 0, ergibt der Komparator 81 auch das Signal CROSSs ab, das anzeigt, daß der Wert von RERR′ durch ein ganzzahliges Vielfaches von s in ansteigender bzw. abfallender Richtung geht. So wird z. B. ein Signal CROSSs entweder beim Abtasten von Anzeigepunkt DP₄ (Fig. 2) zum Anzeigepunkt DP₃, die sich beide zwischen den Radiuslinien R₂ und R₃ befinden, oder beim Abtasten in der Gegenrichtung von DP₃ nach DP₄ erzeugt.In the general case, as shown in Fig. 4, K y , K x and s can all have different values. The signal R at the output of the buffer 62 is fed to an input of a differential computer 74 and the output signal of a buffer 76 is fed to the other. At the starting point of each radius line, all buffers are cleared by applying the STRTL signal to their clear inputs so that the initial output of buffer 76 is zero. A difference signal RERR ' which is equal to the value of R minus the output signal of the buffer memory 76 appears at an output 78 of the differential calculator 74 , and a signal RDIR, which indicates whether R rises or falls, appears at another output 80 . The difference signal RERR ' is fed to an input of a comparator 81 , and a value corresponding to s is fed to the other input. If RERR ' < s, the comparator 81 outputs a CROSSs signal. If RERR ' <0, the comparator 81 also outputs the signal CROSSs , which indicates that the value of RERR ' goes through an integer multiple of s in an increasing or decreasing direction. So z. B. a signal CROSSs either when scanning display point DP ₄ ( Fig. 2) to display point DP ₃, both of which are between the radius lines R ₂ and R ₃, or when scanning in the opposite direction from DP ₃ to DP ₄ generated.

Der Eingang des Zwischenspeichers 76 ist mit dem Ausgang einer Additions-/Subtraktionsschaltung 83 verbunden, deren einer Eingang mit dem Ausgang des Zwischenspeichers 76 verbunden ist, deren anderer Eingang den Wert von s empfängt und deren Steuereingang das Signal RDIR empfängt. Wann immer RDIR anzeigt, daß R ansteigt, erzeugt die Additions-/Subtraktionsschaltung 83 an ihrem Ausgang und am Eingang des Zwischenspeichers 76 die Summe aus dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers 76 und s. Wann immer RDIR anzeigt, daß R abfällt, erzeugt die Additions-/Subtraktionsschaltung 83 an ihrem Ausgang und am Eingang des Zwischenspeichers 76 die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers 76 und s. Der Takteingang des Zwischenspeichers 76 empfängt das Signal CROSSs, so daß bei Auftreten von CROSSs das Eingangssignal des Zwischenspeichers zu dessen Ausgang und zu einem Eingang des Differenzrechners 74 übertragen wird.The input of the latch 76 is connected to the output of an addition / subtraction circuit 83 , one input of which is connected to the output of the latch 76 , the other input of which receives the value of s and the control input of which receives the signal RDIR . Whenever RDIR indicates that R is increasing, the addition / subtraction circuit 83 generates at its output and at the input of the buffer 76 the sum of the output signal of the buffer 76 and s . Whenever RDIR indicates that R is dropping , the addition / subtraction circuit 83 produces at its output and at the input of the latch 76 the difference between the output of the latch 76 and s . The clock input of the buffer memory 76 receives the signal CROSSs , so that when CROSSs occur, the input signal of the buffer memory is transmitted to its output and to an input of the differential computer 74 .

Das Signal RERR, das den bruchteilsmäßigen Abstand eines Anzeigepunktes wie DP in Fig. 2 zwischen A₁₁ und A₁₂ darstellt, wird dadurch abgeleitet, daß RERR′ durch s mittels einer Dividierschaltung 77 geteilt wird. Ist jedoch s = K y = K x , dann ist RERR einfach der Bruchteil von R am Ausgang des Zwischenspeichers 62, in welchem Falle der Zwischenspeicher 76, die Additions-/Subtraktionsschaltung 83, der Differenzrechner 74, der Komparator 81 und die Dividierschaltung 84 nicht benötigt werden. Berechnung von XHAT The signal RERR, which represents the fractional distance of a display point such as DP in Fig. 2 between A ₁₁ and A ₁₂, is derived in that RERR 'is divided by s by means of a divider 77 . However, if s = K y = K x , then RERR is simply the fraction of R at the output of the buffer 62 , in which case the buffer 76 , the addition / subtraction circuit 83 , the difference calculator 74 , the comparator 81 and the divider circuit 84 are not are needed. Calculation of XHAT

Der Wert von XHAT ist der Abstand zwischen Radiuslinien, gemessen längs einer Zeile von Anzeigepunkten, die den in Frage stehenden enthält, wie in Fig. 2 dargestellt ist, bzw. wie sich noch klarer aus Fig. 3 für die Anzeigepunkte DP₄′ und DP₄, ergibt. XHAT ist gleich der Summe von +Δ XHAT, wobei Δ XHAT gleich tan R₂-tan R₁ für jeden Schritt in die y-Richtung weg vom Ursprung ist, und -Δ XHAT für jeden Schritt in y-Richtung auf den Ursprung zu. Da der Wert von XHAT für jeden Schnitt variiert, ist es nur nötig, das Zeilenidentifizierungssignal von der Schaltung 36 einem ROM 88 zuzuführen und damit den Wert von Δ XHAT für diese Linie auszuwählen.The value of XHAT is the distance between radius lines, measured along a row of display points, which contains the one in question, as shown in Fig. 2, or as is more clearly from Fig. 3 for the display points DP ₄ 'and DP ₄, results. XHAT is equal to the sum of + Δ XHAT, where Δ XHAT is tan R ₂-tan R ₁ for each step in the y direction away from the origin, and - Δ XHAT for each step in the y direction towards the origin. Since the value of XHAT varies for each cut, it is only necessary to supply the line identification signal from circuit 36 to ROM 88 and thus to select the value of Δ XHAT for that line.

Das Ausgangssignal des ROM 88 wird einem Akkumulator zugeführt, der aus einem Addierer 19 und einem Zwischenspeicher 92 besteht. Dieser Akkumulator arbeitet in ähnlicher Weise wie der Addierer 60 mit dem Zwischenspeicher 62, die bei der Radiusberechnung benutzt werden. Statt jedoch mit jeder Bewegung in x- und y-Richtung aktualisiert zu werden, wird der Zwischenspeicher 92 nur bei Bewegungen in y-Richtung aktualisiert.The output signal of the ROM 88 is fed to an accumulator, which consists of an adder 19 and a buffer 92 . This accumulator operates in a similar manner to the adder 60 with the buffer 62 , which are used in the radius calculation. However, instead of being updated with every movement in the x and y directions, the buffer 92 is only updated for movements in the y direction.

Berechnung von COUNT Calculation of COUNT

Das Signal COUNT kann ein Abstand sein, gemessen längs einer Zeile von Anzeigepunkten zwischen einem Anzeigepunkt in dieser Zeile und einer anderen Radiuslinie des Schnittes. Das Linienidentifizierungssignal von der Schaltung 36, das Anzeigepunkt-Abtaststeuersignal von DPSG und das y-Auf-Ab-Signal von der Schaltung 52 werden einem ROM 96 zugeführt, so daß einer der Werte +K x , -K x , +K y tan R oder -K y tan R ausgewählt wird und dem Eingang eines Addierers 98 zugeführt wird. Das Linienidentifizierungssignal wählt einen Ausdruck, der ein tan R₂ hat, das dem Winkel R₂ entspricht, der für den Schnitt benutzt wird, und das Signal der y-Auf-Ab-Schaltung 52 in Verbindung mit dem Anzeigepunkt-Abtaststeuersignal von DPSG den passenden Wert von +K y tan R und -K y tan R. Der Wert von +K x oder -K x wird durch die Schritte längs der x-Richtung ausgewählt, die vom Abtaststeuersignal gemacht wurden. Die folgenden Tabellen zeigen die Eingangs-Auswahlmatrix für das ROM 96 unter den festgelegten Bedingungen. Man erinnere sich, daß +x ein Schritt nach rechts mit ansteigendem Wert von x ist, -x ein Schritt nach links längs der x-Achse ist, -y ein Schritt auf den Ursprung zu ist und +y ein Schritt vom Ursprung weg in Richtung der y-Achse ist.The signal COUNT can be a distance measured along a line of display points between a display point in that line and another radius line of the cut. The line identification signal from circuit 36 , the display point scan control signal from DPSG and the y up -down signal from circuit 52 are supplied to a ROM 96 so that one of the values + K x , - K x , + K y tan R or - K y tan R is selected and fed to the input of an adder 98 . The line identification signal selects an expression that has a tan R ₂ that corresponds to the angle R ₂ used for the cut and the signal of the y up -down circuit 52 in conjunction with the DPSG display dot scan control signal Value of + K y tan R and - K y tan R. The value of + K x or - K x is selected by the steps along the x direction made by the scan control signal. The following tables show the input selection matrix for the ROM 96 under the specified conditions. Recall that + x is a step to the right with increasing value of x , - x is a step to the left along the x axis, - y is a step towards the origin and + y is a step from the origin towards the y axis is.

COUNT gemessen von der äußeren Linie in beiden Quadranten COUNT measured from the outer line in both quadrants

COUNT gemessen von der linken Linie in beiden Quadranten COUNT measured from the left line in both quadrants

COUNT gemessen von der rechten Linie in beiden Quadranen COUNT measured from the right line in both quadrans

Das Ausgangssignal des ROM 36 wird einem Addierer 98 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Zwischenspeicher 100 verbunden ist, welcher durch einen Schritt in y- oder x-Richtung getaktet wird, indem sein Takteingang über eine Leitung 102 mit dem Ausgang des ODER-Gliedes 64 verbunden ist. Der Ausgang des Zwischenspeichers 100 ist mit einem Eingang des Addierers 98 verbunden, so daß ein Akkumulator gebildet wird, der an seinem Ausgang ein Signal COUNT erzeugt, welches gleich der Summe aller Änderungen im Wert von COUNT ist, die sich aus allen vorherigen Schritten von einem Anzeigepunkt zu einem anderen ergeben haben, einschließlich negativer Werte.The output signal of the ROM 36 is fed to an adder 98 , the output of which is connected to a buffer memory 100 which is clocked by a step in the y or x direction by connecting its clock input via a line 102 to the output of the OR gate 64 is. The output of the buffer 100 is connected to an input of the adder 98 , so that an accumulator is formed which produces at its output a signal COUNT which is equal to the sum of all changes in the value of COUNT resulting from all previous steps of one Have yielded display point to another, including negative values.

Bestimmung von R ERR Determination of R ERR

Obwohl die Werte von XHAT und COUNT unmittelbar durch Interpolationsschaltungen benutzt werden könnten, indem die in der Interpolationsformel benutzten Winkelabstände einfach zu COUNT und XHAT-COUNT gemacht würden (siehe Gleichungen (9), (10), (11) und (11′)), ist es im allgemeinen einfacher, ein Signal R ERR abzuleiten, das den Abstandsbruchteil eines Anzeigepunktes von einer Linie zu anderen darstellt, wobei das speziell verwendete Signal auf der oben getroffenen Auswahl beruht, wo COUNT in einer Divisionsschaltung 104 durch XHAT geteilt wird. Gleichung (9) wird zu Gleichung (9′), wobei R ERR benutzt wird.Although the values of XHAT and COUNT could be used directly by interpolation circuits by simply making the angular distances used in the interpolation formula COUNT and XHAT - COUNT (see equations (9), (10), (11) and (11 ′)) , it is generally easier to derive a signal R ERR representing the fractional distance of a display point from one line to another, the particular signal used being based on the selection made above, where COUNT is divided in a division circuit 104 by XHAT . Equation (9) becomes equation (9 ') using R ERR .

Befindet sich der Anzeigepunkt zwischen Radiuslinien eines SchnittesThe display point is between the radius lines of a section

Um zu bestimmen, ob ein gegebener Anzeigepunkt sich zwischen den Radiuslinien eines Schnittes befindet, ist die folgende Einrichtung vorgesehen. Das höchstwertige Bit von COUNT am Ausgang des Zwischenspeichers 100 wird über einen Inverter 106 einem Eingang eines UND- Gliedes 108 zugeführt. Wie bekannt ist, geht dieses Bit auf "1", wenn das Digitalsignal von COUNT negativ wird, so daß das Ausgangssignal des Inverters 106 auf einen niedrigen Pegel geht. Zusätzlich werden die Werte von XHAT und COUNT einer Entscheidungsschaltung 110 zugeführt, die ein Signal mit einem hohen Pegel abgibt, wenn COUNT kleiner als XHAT ist und ein Signal mit einem niedrigen Pegel abgibt, wenn COUNT größer als XHAT ist. Wenn also COUNT negativ ist oder größer als XHAT, eine Situation, die nur auftritt, wenn sich der Anzeigepunkt winkelmäßig außerhalb des Schnittes befindet, geht das Ausgangssignal THETOK vom UND-Glied 108 auf einen niedrigen Pegel. THETOK? wird einem Eingang des UND-Gliedes 72 zugeführt, dessen anderem Eingang, wie man sich erinnert, ROK? zugeführt wird. Wenn als nur THETOK? auf sich auf einem hohen Pegel befindet, was anzeigt, daß der Anzeigepunkt sich winkelmäßig innerhalb des Schnittes befindet und sich ROK? auch auf einem hohen Pegel befindet, was anzeigt, daß der Radius des Anzeigepunktes kleiner als R MAX ist gibt das UND-Glied 72 ein Signal mit einem hohen Pegel ab, so daß der Anzeigespeicher DM veranlaßt wird, einen ihm zugeführten endgültigen interpolierten Datenwert an der angezeigten x- y-Adresse zu speichern.To determine whether a given display point is between the radius lines of a cut, the following means are provided. The most significant bit of COUNT at the output of the buffer 100 is fed to an input of an AND gate 108 via an inverter 106 . As is known, this bit goes to "1" when the digital signal from COUNT goes negative, so that the output of inverter 106 goes low. In addition, the values of XHAT and COUNT are supplied to a decision circuit 110 which outputs a high level signal when COUNT is less than XHAT and a low level signal when COUNT is greater than XHAT . Thus, if COUNT is negative or greater than XHAT, a situation that only occurs when the display point is angularly out of the cut, the output signal THETOK from AND gate 108 goes low. THETOK ? is fed to an input of the AND gate 72 , the other input of which, as can be remembered, ROK ? is fed. If as just THETOK ? is at a high level, indicating that the display point is angularly within the cut and ROK ? is also at a high level, indicating that the radius of the display point is less than R MAX , the AND gate 72 outputs a signal at a high level, causing the display memory DM to supply a final interpolated data value to it displayed x - y address.

Interpolationinterpolation

Eine Lesesteuerung 82 erhält eine Vielzahl von Datenabtastwerten von einer Vielzahl von Radiuslinien vom Speicher 40 unter Steuerung von RDIR und CROSSs und macht diese gleichzeitig an den Eingängen von Interpolatoren 112 und 114 verfügbar. Zwei der Datenpunkte befinden sich dort, wo ein Bogen mit kleinerem Radius als der Anzeigepunkt die Radiuslinie eines Schnittes schneidet, und zwei der Datenpunkte befinden sich dort, wo der Bogen mit größeren Radiuslinien eines Schnittes schneidet. Wenn das Anzeigepunkt-Abtaststeuersignal von DPSG bewirkt, daß die Abtastung den äußeren oder inneren Bogen schneidet, informiert das Signal CROSSs die Lesesteuerung 82, daß eine Kreuzung stattgefunden hat, und das Signal RDIR legt fest, ob die Kreuzung in nach außen oder nach innen gerichteter radialer Richtung stattgefunden hat. Die Lesesteuerung 82 wählt dann die passenden Datenpunkte aus, so daß die vier Datenabtastwerte immer einen Bereich definieren, der den Anzeigepunkt enthält. Die neu ausgewählten Datenpunkte können dieselben wie vorher sein, weiter außen oder weiter innen auf den Scheitelpunkt des Sektors zu, abhängig von RDIR und dem Wert von s. Wenn z. B. die anfänglichen vier Datenabtastwerte S₃¹¹*, S₃¹²*, S11* und S₄¹²* (Fig. 2) sind und die Abtastung von einem Anzeigepunkt innerhalb des durch diese Punkte definierten Bereichs zu einem Punkt außerhalb des Bogens A¹² verläuft, vernachlässigt die Lesesteuerung 82 die inneren Datenabtastwerte S₃¹¹* und S₄¹²*, behält die Abtastwerte S₃¹²* und S₄¹²* und fügt Abtastwerte S₃¹³* und S₄¹³* hinzu. Falls der Abtastweg wieder die Linie A₁₂ kreuzt, werden die ursprünglichen vier Abtastwerte benutzt. Die von den Interpolatoren 112 und 114 gelieferten interpolierten Zwischenwerte werden einem Interpolator 116 zugeführt. Befinden sich Schalter s₁ und s₂ in der dargestellten Stellung, interpolieren die Interpolatoren 112 und 114 radial, Interpolator 116 interpoliert winkelmäßig, und s₃ gibt Datenabtastwerte auf R₃ an den Interpolator 112 und Datenabtastwerte auf R₄ an den Interpolator 114. Befinden sich s₁ und s₂ in der jeweils anderen Stellung, ist die Reihenfolge der Interpolation umgekehrt, und s₃ liefert innere Datenabtastwerte an den Interpolator 112 und äußere Datenabtastwerte an den Interpolator 114. Wenn Interpolationen durchzuführen sind, die andere oder zusätzliche Anzeigepunkte enthalten, wie z. B. in Verbin­ dung mit Fig. 2 beschrieben wurde, ist offenkundig, daß mehr Interpolatoren als die mit 112 und 114 bezeichneten benötigt werden und daß die Lesesteuerung 82 die Datenabtastwerte vom Speicher 40 er­ halten muß und passende davon für die Interpolatoren gleichzeitig verfügbar machen muß. Da ein Fachmann leicht die benötigte Auswahl von Datenabtastwerten und Interpolatoreinrichtungen treffen kann, ist nur eine andere Kombination dargestellt (Fig. 4A). In der Anord­ nung nach Fig. 4A werden der erste und der zweite interpolierte Datenzwischenwert aus den Datenabtastwerten an vier Abtastpunkten längs der Radien R₃ und R₄ (Fig. 2) abgeleitet. Datenabtastwerte S₃¹⁰*, S₃¹³* werden einem Interpolator 118 zugeführt, Datenabtastwerte S₃¹¹*, S₃¹²* einem Interpolator 120, Datenabtastwerte S₄¹⁰*, S₄¹³* einem Interpolator 122 und Datenabtastwerte S₄¹¹*, S₄¹²* einem Interpolator 124. Das Signal RERR wird allen diesen Interpolatoren zugeführt. Die Ausgänge der Interpolatoren 118 und 120 sind mit einem Addierer 126 verbunden, der einen ersten interpolierten Datenzwischenwert I₁ erzeugt, und die Ausgänge der Interpolatoren 122 und 124 sind mit einem Addierer 128 verbunden, der einen zwei­ ten interpolierten Datenabtastwert ausgibt. Die Interpolatoren 118 und 122 können die verschiedenen Abstände der inneren und äußeren Datenabtastwerte von DP sowie verschiedene Gewichtsfaktoren in Betracht ziehen, die ihnen zuzuführen sind, falls dies nötig ist. A read controller 82 receives a plurality of data samples from a plurality of radius lines from memory 40 under the control of RDIR and CROSSs and simultaneously makes them available on the inputs of interpolators 112 and 114 . Two of the data points are where an arc with a smaller radius than the display point intersects the radius line of a cut, and two of the data points are where the arc intersects with larger radius lines of a cut. When the DPSG display point scan control signal causes the scan to intersect the outer or inner arc, the CROSSs signal informs the read controller 82 that an intersection has occurred and the RDIR signal determines whether the intersection is inward or inward radial direction has taken place. The read controller 82 then selects the appropriate data points so that the four data samples always define an area that contains the display point. The newly selected data points can be the same as before, further out or further in towards the sector's apex, depending on RDIR and the value of s. If e.g. Are, and for example, the initial four data samples S ₃¹¹ *, S ₃¹² *, S11 * and S ₄¹² * (Fig. 2) the scanning of a display point within the range defined by these points range extends to a point outside the arc A ¹² , the read controller 82 neglects the inner data samples S ₃¹¹ * and S ₄¹² *, keeps the samples S ₃¹² * and S ₄¹² * and adds samples S ₃¹³ * and S ₄¹³ *. If the scanning path again crosses the line A ₁₂, the original four samples are used. The interpolated intermediate values supplied by the interpolators 112 and 114 are fed to an interpolator 116 . If switches s ₁ and s ₂ are in the position shown, interpolators 112 and 114 radially interpolate, interpolator 116 interpolates angularly, and s ₃ gives data samples on R ₃ to interpolator 112 and data samples on R ₄ on interpolator 114 . If s ₁ and s ₂ are in the other position, the order of the interpolation is reversed, and s ₃ supplies inner data samples to the interpolator 112 and outer data samples to the interpolator 114 . When performing interpolations that contain other or additional display points, such as B. has been described in conjunction with Fig. 2, it is apparent that more interpolators than those designated by 112 and 114 are needed and that the read controller 82 must hold the data samples from the memory 40 and make them available to the interpolators at the same time . Since a person skilled in the art can easily make the required selection of data samples and interpolator devices, only another combination is shown ( FIG. 4A). In the Anord voltage of FIG. 4A, the first and second intermediate interpolated data value from the data samples at four sampling points along the radii R ₃ and R(Fig. 2) is derived. Data samples S ₃¹⁰ *, S ₃¹³ * are fed to an interpolator 118 , data samples S ₃¹¹ *, S ₃¹² * to an interpolator 120 , data samples S ₄¹⁰ *, S ₄¹³ * to an interpolator 122 and data samples S ₄¹¹ *, S ₄¹² * to an interpolator 124 . The RERR signal is applied to all of these interpolators. The outputs of the interpolators 118 and 120 are connected to an adder 126 , which generates a first interpolated intermediate data value I 1 , and the outputs of the interpolators 122 and 124 are connected to an adder 128 , which outputs a second interpolated data sample. The interpolators 118 and 122 may take into account the different distances between the inner and outer data samples of DP, as well as various weighting factors to be supplied to them if necessary.

Bevorzugte Ausführungsformen, Abtaster-Sammelschienen-(Bus)-SignalPreferred embodiments, scanner busbar (bus) signal

Angesichts der Tatsache, daß die bei der Durchführung der Interpolationen gemäß der Erfindung verwendeten verschiedenen trigonome­ trischen Funktionen Informationen benötigten wie auf die Radiuslinien bezogene Winkel, längs welcher Radiuslinien ein Abtaster die Daten produziert, ist es wesentlich, daß Einrichtungen zur Identifizierung der abgetasteten Linie vorgesehen sind. Verschiedene Möglichkeiten kommen in Betracht, z. B. die Erzeugung eines Impulses auf der ersten Linie eines Sektors und Vorsehen einer Zählung, die jedesmal aktuali­ siert wird, wenn der Abtaster einen akustischen Impuls in den Körper eines Patienten aussendet. Um jedoch die Möglichkeit zu schaffen, den Sektor unter Software-Steuerung zu formatieren, wird jeder Winkel unmittelbar vor dem Empfang von Daten für diesen Winkel ein­ deutig mit einem sieben-Bit-Wort bezeichnet. Die Daten sind in fünf Bits quantisiert. Um die Anzahl von bestimmten Signalsammel­ schienen zwischen einem Abtaster und dem Abtast-Wandler gemäß der Erfindung zu minimieren, teilen sich die Winkel- und Datenbits einen gemeinsamen Datenübertragungsbus 113 (Fig. 5), welcher 12 Bits breit ist. Das Ausgangssignal eines Abtasters 134 (Fig. 5) ist in Fig. 5A dargestellt, wo erkennbar ist, daß, wenn MSB den Wert 1 hat, die Bits 2 bis 8 die Liniennummer darstellen, und wenn s den Wert 0 hat, die Bits 2 bis 6 einen von 32 Pegeln für ein Daten­ abtastwert darstellen. Um die trigonometrischen Daten zu reduzieren, die in den ROMs gespeichert werden müssen, macht man sich den Vor­ teil der Winkelsymmetrie um die mittlere Radiuslinie des Sektors zunutze, und dementsprechend hat das Bit Nummer 1 willkürlich den Wert 1, wenn die Linie in der linken Hälfte des Sektors liegt und den Wert 0, wenn sie in der rechten Hälfte liegt. Bei der Mittel­ linie des Sektors wird das Bit auf 1 gesetzt. Das LSB, im vorliegenden Fall Bit Nummer 11, enthält Impulse, die mit "STROBE" bezeichnet sind und während der Zeit auftreten, wenn das Wort Linienidentifizierungs­ information enthält, sowie während der Zeit, wenn das Wort den Wert eines Datenabtastwertes darstellt. In view of the fact that the various trigonometric functions used in carrying out the interpolations according to the invention required information such as angles related to the radius lines, along which radius lines a scanner produces the data, it is essential that means for identifying the scanned line are provided . Various options are possible, e.g. B. generating a pulse on the first line of a sector and providing a count that is updated each time the scanner sends an acoustic pulse into a patient's body. However, to provide the ability to format the sector under software control, each angle immediately before receiving data for that angle is clearly labeled with a seven-bit word. The data is quantized in five bits. In order to minimize the number of particular signal collections between a scanner and the scan converter according to the invention, the angle and data bits share a common data transfer bus 113 ( FIG. 5) which is 12 bits wide. The output of a scanner 134 ( FIG. 5) is shown in FIG. 5A, where it can be seen that if MSB is 1, bits 2 through 8 represent the line number, and if s is 0, bits 2 through 6 represent one of 32 levels for a data sample. To reduce the trigonometric data that must be stored in the ROMs, one takes advantage of the angular symmetry around the central radius line of the sector, and accordingly bit number 1 has the value 1 arbitrarily if the line is in the left half of the sector and the value 0 if it is in the right half. In the center line of the sector, the bit is set to 1. The LSB , bit 11 in this case, contains pulses labeled "STROBE" that occur during the time when the word contains line identification information and during the time when the word represents the value of a data sample.

ZeitgebersignaleTimer signals

Das Abtast-Wandlersystem wird durch Impulse CLK getriggert, die von einem Taktgeber 136 erzeugt werden. Um jedoch genügend Zeit für die Durchführung der Funktion jeder Schaltung zur Verfügung zu stellen, wird die Frequenz des Ausgangssignals des Taktgebers 136 mittels eines Teilers 138 halbiert und so das Signal ENABL abgeleitet. Das Komplement dieses Signals, NENBL, wird dadurch erzeugt, daß ein Inverter 140 an den Ausgang des Teilers 138 an­ geschlossen wird.The scan converter system is triggered by pulses CLK generated by a clock 136 . However, in order to provide sufficient time for each circuit to function, the frequency of the output signal of the clock generator 136 is halved by means of a divider 138 , and the signal ENABL is thus derived. The complement of this signal, NENBL , is generated by connecting an inverter 140 to the output of the divider 138 .

Da der Takt des Abtasters 134 nicht unbedingt synchron mit dem Taktgeber 136 des Abtast-Wandlers verlaufen muß, wird LSB, STROBE vom Abtaster 134 einem Synchronisierer 135 zugführt. Der Synchronisierer 135 kann verschiedenartig aufgebaut sein, besteht jedoch im vorliegenden Beispiel aus einem Paar von D-Flipflops 132, 139 und einem UND-Glied 141, die wie dargestellt miteinander ver­ bunden sind. Um die Operationsfolge verschiedener Teile der Abtast-Wandler­ schaltung bei Empfang eines Wortes vom Abtaster 134 zu steuern, ist das Ausgangssignal des UND-Glieds 141 (mit INENABLE bezeichnet) ein synchronisiertes STROBE und wird einem Schiebe­ register 142 zugeführt, welches durch die Impulse CLK getaktet ist. Wenn die Frequenz des Taktgebers 136 12,4 MHz beträgt, ist das Signal STROBE so ausgelegt, daß es einen aktiven hohen Pegel für mindestens 80 ns und einen aktiven niedrigen Pegel für mindestens 80 ns hat, so daß die aufeinanderfolgenden Impulse NINEN 0, NINEN 1 und NINEN 2 am Ausgang des Registers synchron mit CLK sind. Jeder Impuls ist 80 ns lang auf einem niedrigen Pegel, wobei die drei Impulse nicht länger als 240 ns andauern. Die invertierten Formen INEN 0, INEN 1 und INEN 2 werden entsprechend durch Inverter 144, 146 und 148 abgeleitet. Wie erkennbar ist, werden NINEN 0 oder INEN 0 für die Freigabe von Zwischenspeichern, NINEN 1 oder INEN 1 für die Steuerung der Schreibfunktionen und NINEN 2 oder INEN 2 für die Steuerung von Zählern benutzt. Since the clock of the scanner 134 does not necessarily have to run synchronously with the clock generator 136 of the scan converter, LSB , STROBE is fed from the scanner 134 to a synchronizer 135 . The synchronizer 135 can be constructed in various ways, but in the present example consists of a pair of D flip-flops 132 , 139 and an AND gate 141 , which are connected to one another as shown. In order to control the sequence of operations of various parts of the scan converter circuit upon receipt of a word from the scanner 134 , the output signal of the AND gate 141 (designated INENABLE ) is a synchronized STROBE and is fed to a shift register 142 which is clocked by the pulses CLK is. When the frequency of the clock 136 is 12.4 MHz, the STROBE signal is designed to have an active high level for at least 80 ns and an active low level for at least 80 ns so that the successive pulses NINEN 0 , NINEN 1 and NINEN 2 at the output of the register are synchronous with CLK . Each pulse is low for 80 ns, with the three pulses lasting no longer than 240 ns. The inverted forms INEN 0 , INEN 1 and INEN 2 are derived by inverters 144 , 146 and 148 , respectively. As can be seen , NINEN 0 or INEN 0 are used for the release of buffers , NINEN 1 or INEN 1 for the control of the write functions and NINEN 2 or INEN 2 for the control of counters.

Identifizierung der LiniennummerIdentification of the line number

Das Ausgangssignal INENABLE vom UND-Glied 141 wird über einen Inverter 150 dem Freigabe-Eingang eines Zwischenspeichers 152 zugeführt, so daß das zu dieser Zeit am Ausgang des Abtasters anstehende Wort zwischengespeichert wird. Das Bit Nummer 1, SIGN, das den Halbsektor bezeichnet, in welchem sich die Linie befindet, sowie die Bits 2 bis 8, die die Liniennummer bezeichnen, werden einem Zwischenspeicher 154 zugeführt, so daß bei Freigabe des Zwischenspeichers 154 die die Liniennummer L # darstellenden Bits am einen Ausgang erscheinen und das Bits SIGN am anderen.The output signal INENABLE from the AND gate 141 is fed via an inverter 150 to the enable input of a buffer 152 , so that the word pending at the output of the scanner is temporarily stored . Bit number 1, SIGN , which designates the half sector in which the line is located, and bits 2 to 8, which designate the line number, are fed to a buffer 154 , so that when the buffer 154 is released, they represent the line number L # Bits appear on one output and bits SIGN appear on the other.

Da die Bits 2 bis 6 zu gewissen Zeiten Linienidentifizierungsinfor­ mation darstellen und zu anderen Zeiten den Wert eines Datenabtastwertes, ist es wesentlich, daß der Zwischenspeicher 154 nur freige­ geben wird, wenn diese Bits die Liniennummer darstellen. Dies wird erreicht durch UND-Verknüpfung in einem NAND-Glied 158, des MSB, hier mit HDR 1 bezeichnet, mit dem Signal ENABLE und dem Ausgang eines ODER-Gliedes 156, dem INEN 1 und INEN 2 zugeführt werden. Der Grund für die Benutzung von INEN 1 und INEN 2 in dieser Weise ist, daß INEN 1 bezüglich des Signals ENABL in einem von zwei stabilen Zuständen auftreten kann. ENABLE hat eine Periode von 160 ns, während INEN 0 eine Breite von 80 ns hat. Um daher sicherzustellen, daß die Linien­ nummer synchron mit dem Signal ENABLE zwischengespeichert wird, werden sowohl INEN 0 als auch INEN 1 benötigt. Zu beachten ist auch, daß das Signal STRTL in ähnlicher Weise erzeugt wird. Dieses Signal wird weiter unten näher erläutert. Der Grund für die Be­ nutzung von ENABLE ist, die Gesamtzeitgabe für die Arbeitsinter­ valle der Hardware zu bewerkstelligen. Durch die wesentliche Tei­ lung des 12,4 MHz-Taktes durch 2 wird eine Arbeitsintervallzeit von 160 ns vorgegeben. Jede synchrone Operation hat daher 160 ns zur Verfügung, innerhalb derer sie mit Ausführung, Übertragungsverzöge­ rung und Haltezeit fertiggestellt sein muß. Das NAND-Glied 158 kann nur dann das zur Freigabe des Zwischenspeichers 124 benötigte Signal mit niedrigem Pegel erzeugen, wenn HDR 1, das höchstwertige Bit, 1 ist. Die dann am Eingang eines Zwischenspeichers 154 anstehen­ den Daten stellen die Abtastlinieninformation dar.Since bits 2 through 6 represent line identification information at certain times and the value of a data sample at other times, it is essential that latch 154 only release if these bits represent the line number. This is achieved by ANDing in a NAND gate 158 , the MSB , here designated HDR 1 , with the signal ENABLE and the output of an OR gate 156 , to which INEN 1 and INEN 2 are supplied. The reason for using INEN 1 and INEN 2 in this way is that INEN 1 can occur in one of two stable states with respect to the ENABL signal. ENABLE has a period of 160 ns, while INEN 0 has a width of 80 ns. To ensure that the line number is buffered synchronously with the ENABLE signal, both INEN 0 and INEN 1 are required. It should also be noted that the STRTL signal is generated in a similar way. This signal is explained in more detail below. The reason for using ENABLE is to manage the total time for the working intervals of the hardware. Due to the essential division of the 12.4 MHz clock by 2, a working interval time of 160 ns is specified. Each synchronous operation therefore has 160 ns available, within which it must be completed with execution, transmission delay and hold time. NAND gate 158 can only generate the low level signal needed to enable latch 124 when HDR 1 , the most significant bit, is 1. The data then present at the input of a buffer 154 represent the scan line information.

Herausarbeitung der DatenElaboration of the data

Bits 2 bis 6 werden dem Eingang eines Zwischenspeichers 160 zugeführt, der durch NINEN 0 freigegeben wird, so daß sie als Daten zu einer Daten­ sammelschiene 162 übertragen werden, egal ob sie Linieninformation oder den Wert der Datenabtastwerte darstellen. Wenn diese Bits Linien­ information darstellen, werden sie in einer Weise daran gehindert, in die Linienspeicher gemäß Fig. 6 eingeschrieben zu werden, die noch zu erklären ist. Dies geschieht durch ein Qualifiziersignal SWE, welches dadurch abgeleitet wird, daß ein Inverter 164 zwischen eine HDR 1 führende Leitung 166 und einen Eingang eines UND-Gliedes 168 ge­ schaltet ist, dessen anderer Eingang mit INEN 1 verbunden ist. Wenn das Wort Abtaster 134 Linieninformation darstellt, ist HDR 1 auf einem hohen Pegel, so daß SWE auf einem niedrigen Pegel sein muß. Wenn das Wort jedoch Daten darstellt, befindet sich HDR 1 auf einem niedrigen Pegel, so daß SWE auf einen hohen Pegel gehen kann, wenn INEN 1 auftritt.Bits 2 through 6 are applied to the input of a latch 160 which is released by NINEN 0 so that they are transferred as data to a data bus 162 whether they represent line information or the value of the data samples. If these bits represent line information, they are prevented from being written to the line memories of Fig. 6 in a manner to be explained. This is done by a qualification signal SWE , which is derived in that an inverter 164 between an HDR 1 leading line 166 and an input of an AND gate 168 is connected, the other input of which is connected to INEN 1 . When the word scanner 134 represents line information, HDR 1 is at a high level, so SWE must be at a low level. However, when the word represents data, HDR 1 is at a low level so that SWE can go high when INEN 1 occurs.

Beginn einer LinieStart of a line

Wie zuvor ausgeführt wurde, werden die Berechnungen von RERR und R ERR, die für die Interpolationsfunktion benutzt werden, durch sukzessive Addition oder Subtraktion von gewissen gespeicherten Werten zu bzw. von entsprechenden bekannten Anfangswerten abge­ leitet. Obwohl diese bekannten Anfangswerte die für jeden belie­ bigen Anzeigepunkt sein können, ist einfacher, den Ursprung des Sektors als Startpunkt zu benutzen, da die bekannten Werte für RERR und R ERR beim Ursprung 0 sind. Wenn dies jedoch gemacht wird, ist es wesentlich, den Datenabtastwert zu kennen, der beim Beginn einer Linie auftritt. Da HDR 1 bei jedem Linienbeginn auftritt, kann es zur Erzeugung eines Signals STRTL (Linienbeginn) benutzt werden. Eine Möglichkeit dazu besteht darin, einen Inverter 170 zwischen den Ausgang des NAND-Gliedes 158 und den Eingang eines Zwischenspeichers 172 zu schalten. Während Daten empfangen werden, ist HDR 1 auf einem niedrigen Pegel, so daß das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 172 sich ebenfalls auf einem niedrigen Pegel befindet. Wenn jedoch ein L # empfangen wird, ist HDR 1 auf einem hohen Pegel, so daß, wenn NENBL diesen Zwischenspeicher freigibt, an seinem Ausgang STRTL mit hohem Pegel erscheint. In Fig. 10 wird STRTL zur Initiierung der erwähnten Berechnungen benutzt.As previously stated, the calculations of RERR and R ERR , which are used for the interpolation function, are derived by successively adding or subtracting certain stored values to or from corresponding known starting values. Although these known starting values can be those for any display point, it is easier to use the origin of the sector as the starting point since the known values for RERR and R ERR are 0 at origin. However, when doing this, it is essential to know the data sample that occurs at the beginning of a line. Since HDR 1 occurs at every line start, it can be used to generate a STRTL (line start) signal. One possibility for this is to connect an inverter 170 between the output of the NAND gate 158 and the input of a buffer 172 . While data is being received, HDR 1 is at a low level so that the output of latch 172 is also at a low level. However, when an L # is received, HDR 1 is high, so when NENBL releases this latch, STRTL appears high at its output. In Fig. 10, STRTL is used to initiate the calculations mentioned.

Einschreiben der AbtastwerteWrite the samples

Zur Erläuterung einer Methode zum Speichern der Datenabtastwerte wird nun auf Fig. 5 und 6 Bezug genommen. In der Schaltung nach Fig. 6 ist die Datensammelleitung 162 von Fig. 5 mit drei- Zustands-Puffern oder Gattern 174, 176 und 178 verbunden, die wiederum mit dem I/O digitaler Linienspeicher 180, 182 bzw. 184 verbunden sind. Jeder Linienspeicher kann die 396 Abtastwerte längs einer Linie speichern, und es ist erwünscht, daß Abtast­ werte von einer radialen Linie vom Abtaster 134 in einen Speicher eingeschrieben werden, während die beiden zuvor geschriebenen radialen Linien ausgelesen werden, um die für die Interpolation benötigten Abtastwerte bereit zu stellen. Die drei-Zustands- Puffer erfordern die Zuführung eines Signals mit niedrigem Pegel zu ihren Freigabeeingängen, um die Daten zu den Linienspeichern hindurchzulassen. Eine Einrichtung zur Abteilung des passenden Freigabesignals NLD ist in Fig. 5 dargestellt. HDR 1 von der Lei­ tung 166 wird einem Eingang eines NAND-Gliedes 186 zugeführt, INEN 0 wird dem anderen zugeführt, und das Ausgangssignal wird einem Modulo-3-Zähler 188 zugeführt, der durch ein Signal mit niedrigem Pegel aktiviert wird und ein Signal mit hohem Pegel an einer seiner drei Ausgangsleitungen M 1, M 2 oder M 3 abgibt. Jedes empfangene HDR 1 bewirkt, daß das NAND-Glied 186 ein Signal NLD an den Zähler 188 abgibt und diesen veranlaßt, das Signal mit hohem Pegel zur nächsten Ausgangsleitung zu verschieben. Nach drei Signalen HDR 1 wiederholt sich also die Folge. To explain a method of storing the data samples, reference is now made to FIGS. 5 and 6. In the circuit of FIG. 6, the data bus 162 of FIG. 5 is connected to tri-state buffers or gates 174 , 176 and 178 , which in turn are connected to the I / O digital line memory 180 , 182 and 184 , respectively. Each line memory can store the 396 samples along a line, and it is desirable that samples from a radial line be written into a memory by scanner 134 while the two previously written radial lines are read out to provide the samples needed for interpolation deliver. The tri-state buffers require a low level signal to be applied to their enable inputs to pass the data to the line memories. A device for the department of the appropriate release signal NLD is shown in FIG. 5. HDR 1 from line 166 is fed to one input of a NAND gate 186 , INEN 0 is fed to the other, and the output signal is fed to a modulo 3 counter 188 which is activated by a low level signal and a signal with outputs high level on one of its three output lines M 1 , M 2 or M 3 . Each received HDR 1 causes the NAND gate 186 to output an NLD signal to the counter 188 and cause the counter 188 to shift the high level signal to the next output line. After three signals HDR 1 , the sequence is repeated.

Die Freigabe der Linienspeicher 180, 182, 184, derart, daß an ihrem I/O anstehende Daten in sie eingeschrieben werden können, erfordert, daß ihren Schreib-Freigabeeingängen ein Signal mit niedrigen Pegel zugeführt wird. Die Ableitung solcher Signale erfolgt durch entsprechende Zuführung M 1, M 2 und M 3 zu Ein­ gängen von NAND-Gliedern 19 82914 00070 552 001000280000000200012000285918280300040 0002003143429 00004 827950, 192 und 194 und durch Zuführung von SWE zu deren anderen Eingängen. Es sei daran erinnert, daß SWE sich nur dann auf einem hohen Pegel befindet, wenn Abtast­ werte sich auf die Datensammelschiene 162 befinden, so daß die Ausgangssignale der NAND-Glieder 190, 192 und 194 auf den nie­ drigen Pegel gehen können und damit die Einschreibung von Daten in die Linienspeicher nur dann erlauben, wenn Abtastwerte auf der Datensammelschiene anstehen. Dies verhindet, daß Linien­ nummer-Daten in die Speicher 180, 182 und 184 eingeschrieben werden. Das jeweils auf einem hohen Pegel befindliche Signal von M 1, M 2 und M 3 bewirkt, daß sein zugehöriges NAND-Glied ein niedriges Ausgangssignal abgibt und damit den zugehörigen Linienspeicher für die Einschreibung freigibt. Wenn z. B. M 1 auf einem hohen Pegel ist, wird der Linienspeicher 180 für den Datenempfang freigegeben.Enabling line memories 180 , 182 , 184 so that data pending at their I / O can be written to them requires that a low level signal be applied to their write enable inputs. Such signals are derived by appropriate supply M 1 , M 2 and M 3 to inputs of NAND gates 19 82914 00070 552 001000280000000200012000285918280300040 0002003143429 00004 827950 , 192 and 194 and by supplying SWE to their other inputs. It should be remembered that SWE is only at a high level when there are samples on data bus 162 , so that the output signals of NAND gates 190 , 192 and 194 can go to the never-ending level and thus the enrollment Allow data to be stored in the line memory only if there are samples on the data busbar. This prevents line number data from being written into memories 180 , 182 and 184 . The signal of M 1 , M 2 and M 3 , which is in each case at a high level, has the effect that its associated NAND gate emits a low output signal and thus releases the associated line memory for registration. If e.g. B. M 1 is at a high level, the line memory 180 is released for data reception.

Da jedoch jeder Linienspeicher ein gemeinsamen I/O hat, ist es auch erforderlich, daß der Ausgangskanal durch Anlegen eines Signals mit hohem Pegel an seinen Ausgangsfreigabeanschluß OE gesperrt wird, während dieser Speicher Abtastwerte empfängt. Dies wird dadurch bewirkt, daß M 1, M 2 bzw. M 3 an die OE-Anschlüsse der Linienspeicher 180, 182 bzw. 184 gelegt werden. Wenn z. B. M 1 sich auf einem hohen Pegel befindet, ist der Ausgangskanal des Linienspeichers 180 gesperrt.However, since each line memory has a common I / O, it is also necessary that the output channel be blocked by applying a high level signal to its output enable terminal OE while this memory is receiving samples. This is achieved by placing M 1 , M 2 and M 3 on the OE connections of the line memories 180 , 182 and 184 , respectively. If e.g. B. M 1 is at a high level, the output channel of the line memory 180 is blocked.

Zusammengefaßt läßt sich sagen, daß M 1, M 2 und M 3 aufeinander­ folgend einen hohen Pegel annehmen. Wenn M 1 auf einem hohen Pegel ist, erlaubt der drei-Zustand-Puffer 174 Abtastwerten den Zugang zum I/O des Linienspeichers 180, jedoch verhindern die drei- Zustands-Pufferr 176 und 178 den Zugang von Abtastwerten zum I/O ihre entsprechenden Linienspeicher 182 bzw. 184. Gleichzeitig empfängt der Schreibfreigabeeingang des Linienspeichers 180 ein Signal mit niedrigen Pegel, so daß Abtastwerte in den Linienspeicher 180 eingeschrieben werden können. Der Ausgangskanal des Linienspeichers 180 ist gesperrt, während die Ausgangskanäle der Linienspeicher 182 und 184 freigegeben sind. Wenn also M 1 einen hohen Pegel hat, können Abtastwerte nur im Linienspeicher 180 gespeichert werden. M 2 und M 3 sind dann auf einem niedrigen Pegel, so daß zuvor in den Linienspeichern 182 und 184 gespeicherte Abtastwerte ausgelesen werden können.In summary, it can be said that M 1 , M 2 and M 3 successively assume a high level. When M 1 is high, the tri-state buffer 174 allows samples to access the I / O of line memory 180 , but tri-state buffers 176 and 178 prevent samples from accessing the I / O of their corresponding line memories 182 and 184, respectively. At the same time, the write enable input of line memory 180 receives a low level signal so that samples can be written to line memory 180 . The output channel of line memory 180 is blocked, while the output channels of line memory 182 and 184 are enabled. Thus, if M 1 is high, samples can only be stored in line memory 180 . M 2 and M 3 are then at a low level, so that samples previously stored in line memories 182 and 184 can be read out.

Es erhebt sich die Frage, wie die Abtastwerte an aufeinanderfolgend angeordneten Adressen gespeichert werden können. Dies wird durch Auf-/Ab-Zähler 196, 198 und 200 gesteuert. Zunächst sollte beachtet werden, daß das Signal NLD am Ausgang des NAND-Gliedes 186 einem Ladeeingang der Zähler zugeführt wird, so daß sie alle beim Be­ ginn jeder Linie auf Null zurückgestellt werden. Damit diese Zähler überhaupt zählen können, muß an beiden invertierenden Ein­ gängen ENT und ENP ein Signal mit niedrigen Pegel anstehen. Es sei z. B. angenommen, daß Abtastwerte in den Linienspeicher 180 einge­ schrieben werden sollten, d. h., daß M 1 auf einem hohen Pegel ist. Unter dieser Bedingung ist der Eingang ENP des Zählers 196 für die gesamte Linie auf einem niedrigen Pegel, da durch einen Inver­ ter 195 ein noch zu beschreibendes Signal M 1+SHIFT dem Eingang ENP zugeführt wird. M 1 befindet sich während der Linienabtastung konstant auf einem hohen Pegel, weshalb der Zustand von SHIFT irrelevant ist. Beim Schreiben steigt die Zählung immer an, so daß UND 1 auf einem hohen Pegel sein sollte. UND 1, UND 2 und UND 3 mit jeweils einem Eingang von ODER-Gliedern 202, 204 und 206 und eines noch zu beschreibenden Signals NMDECR mit dem jeweils anderen Eingang. Da M 1 auf einem hohen Pegel ist, ist das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 202 auf einem hohen Pegel, unabhängig vom Zustand von NMDECR, und der Zähler 196 zählt nach oben. Das tatsächliche Zählen erfolgt auf das Signal NM 1+ADDEN hin, das über einen Inver­ ter 193 dem Eingang ENT des Zählers 196 zugeführt wird. Da NM 1 die Verneinung von M 1, auf einem niedrigen Pegel ist und den Eingang ENT des Zählers 196 nicht auf einen niedrigen Pegel setzen kann, findet eine Zählung jedesmal dann statt, wenn ADDEN auf einen hohen Pegel geht. NM 1+ADDEN, NM 2+ADDEN und NM 3+ADDEN werden wie folgt abgeleitet. HDR 1 wird über einen Inverter 203 einem Eingang eines UND-Gliedes 205 zugeführt, so daß dieser Eingang während der Zeit, während der Abtastwerte empfangen werden, auf einem hohen Pegel ist. Jeder Abtastwert ist von einem Signal STROBE begleitet, das das synchronisierte STROBE INENABLE erzeugt, welches wiederum INEN 2 erzeugt. Wenn INEN 2 auf einen hohen Pegel geht, geht das Ausgangs­ signal des UND-Gliedes 205, welches das Signal ADDEN ist, ebenso auf einen hohen Pegel. ADDEN wird je einem Eingang der ODER-Glieder 207, 208 und 210 zugeführt, und Signale NM 1, NM 2, bzw. NM 3 werden den jeweils anderen Eingängen zugeführt. Die letzteren Signale werden dadurch abgeleitet, daß M 1, M 2 und M 3 Invertern 212, 214 bzw. 216 zugeführt werden. Beim Schreiben in den Linienspeicher 180 ist für die gesamte Linie M 1 auf einen hohen Pegel und NM 1 auf einem niedrigen, und das Ausgangssignal ADDEN des UND-Gliedes 205 geht auf jedes INEN 2 hin auf einen hohen Pegel, so daß der Zähler 196 zählt. Da, wie beschrieben wurde, UND 1 auf einem hohen Pegel ist, zählt er nach oben. Die Wirkung der verschiedenen Signale auf die anderen Linienspeicher und Zähler wird weiter unten in einem Abschnitt über das Lesen von Abtastwerten von den Linien erläutert.The question arises of how the samples can be stored at consecutively arranged addresses. This is controlled by up / down counters 196 , 198 and 200 . It should first be noted that the NLD signal at the output of NAND gate 186 is fed to a load input of the counters so that they are all reset to zero at the start of each line. So that these counters can count at all, a signal with a low level must be present at both inverting inputs ENT and ENP . It is e.g. For example, assume that samples should be written into line memory 180 , that is, that M 1 is at a high level. Under this condition, the input ENP of the counter 196 for the entire line is at a low level, since a signal M 1 + SHIFT to be described is fed to the input ENP through an inverter 195 . M 1 is constantly at a high level during line scanning, which is why the state of SHIFT is irrelevant. When writing, the count always increases, so that AND 1 should be at a high level. AND 1 , AND 2 and AND 3 each with an input of OR gates 202 , 204 and 206 and a signal NMDECR to be described later with the other input. Since M 1 is high, the output of OR gate 202 is high regardless of the state of NMDECR and counter 196 counts up. The actual counting is based on the signal NM 1 + ADDEN , which is fed via an inverter 193 to the ENT input of the counter 196 . Since NM 1 is the negation of M 1 , at a low level and cannot set the ENT input of counter 196 to a low level, a count is made each time ADDEN goes high. NM 1 + ADDEN , NM 2 + ADDEN and NM 3 + ADDEN are derived as follows. HDR 1 is supplied through an inverter 203 to an input of an AND gate 205 , so that this input is at a high level during the time when the samples are received. Each sample is accompanied by a signal STROBE , which generates the synchronized STROBE INENABLE , which in turn generates INEN 2 . When INEN 2 goes high, the output signal of the AND gate 205 , which is the signal ADDEN , also goes high. ADDEN is fed to one input of the OR gates 207 , 208 and 210 , and signals NM 1 , NM 2 and NM 3 are fed to the other inputs. The latter signals are derived by feeding M 1 , M 2 and M 3 inverters 212 , 214 and 216, respectively. When writing to the line memory 180 , M 1 is at a high level and NM 1 at a low level for the entire line, and the output signal ADDEN from the AND gate 205 goes to a high level at each INEN 2 , so that the counter 196 counts . Since AND 1 , as described, is at a high level, it counts up. The effect of the various signals on the other line memories and counters is discussed below in a section on reading samples from the lines.

Im eben angeführten Beispiel wurden die Abtastwerte in den Linienspeicher 180 eingeschrieben. Während der gleichen Zeit werden Abtastwerte aus den Linienspeichern 182 und 184 ausgelesen. Wenn die Lesefolge immer nur in eine Richtung ginge, würde die Lesefunktion an dieser Stelle erläutert werden, da dies aber nicht der Fall ist, ist es notwendig zu erklären, wie Signale INCR, DECR und SHIFT ab­ geleitet werden, die die Lesefunktion steuern. In the example just mentioned, the sample values were written into the line memory 180 . During the same time, sample values are read out from line memories 182 and 184 . If the reading sequence only ever went in one direction, the reading function would be explained here, but since this is not the case, it is necessary to explain how signals INCR , DECR and SHIFT are derived which control the reading function.

Anzeigepunkt-AbtaststeuersignalDisplay point scan control signal

Um die eben erwähnten Signale zu bestimmen, sind Einrichtungen zum Erzeugen von Anzeigepunkt-Abtaststeuersignalen vorgesehen, die die Schritt-für-Schritt-Abtastung längs der Zeilen und Spalten von An­ zeigepunkten darstellen, die benötigt werden für das Fortschreiten von einem gegebenen Anzeigepunkt z. B. dem beim Ursprung des Sektors durch die Anzeigepunkte in einem Schnitt entsprechend einer gege­ benen Liniennummer. Wie zuvor bemerkt wurde, können die Anzeigepunkt- Abtaststeuersignale als Ergebnis von verschiedenen Folgen von x- und y-Bewegungen verschiedene Formen annehmen und können durch einen Computer erzeugt werden oder aus einem Speicher entnommen werden, wie hier erläutert ist. Die zu beschreibende Schaltung ge­ mäß Fig. 7 enhält eine Zustandsmaschine 220, die eine Serie von Einzelbits abgibt, die durch eine Null anzeigen, daß ein Schritt längs der x-Achse und längs einer Zeile von Anzeigepunkten ver­ läuft, und durch eine Eins anzeigen, daß der Schritt weg vom Ur­ sprung längs der y-Achse und längs einer Spalte von Anzeigepunkten verläuft. In dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung geht der Schritt vom Ursprung des Sektors nach links in einem Schnitt, der in der linken Hälfte des Sektors liegt, wie durch den Abtast­ weg 31 in Fig. 3 dargestellt ist, und nach rechts in einem Schnitt in der rechten Hälfte des Sektors, wie in Fig. 3 durch den Abtast­ weg 31′ dargestellt ist. Der Abtastalgorithmus benutzt das Konzept, daß jedesmal wenn die y-Adresse geändert wird, die Richtung für den x-Zähler bezüglich seiner letzten Einstellung geändert wird, d. h., nach der ersten y-Adressenänderung im Weg 31 wird XDIR ge­ ändert, so daß bewirkt wird, daß der x-Zähler nach oben zählt, d. h., daß eine Bewegung näher zum Zentrum des Sektors erfolgt. Es ist zu beachten, daß die y-Bewegungen sukzessiv verkettet werden können. Jede Bewegung in y-Richtung impliziert jedoch eine Änderung in XDIR, so daß, wenn die Zustandsmaschine eine Null (x-Bewegung) ausgibt, der x-Zähler sich in die Richtung der zuletzt implizierten x-Richtung bewegt. Außerdem gilt für Schnitte auf beiden Seiten der Mittellinie (y-Achse) mit denselben Winkeln, daß die Abtastwege iden­ tisch sind mit der Ausnahme, daß die Richtungen entsprechender Schritte längs der x-Achse entgegengesetzt sind. Die Eins- und Null- Signale von der Zustandsmaschine 220 sind jedoch identisch. Ein Signal XDIR, welches für ein Schritt in Richtung Mittellinie Null ist und für einen Schritt in Richtung zur Außenseite des Sek­ tors längs der x-Achse Eins ist, wird mittels einer Adressenzähler­ steuerung 222 vom Ausgang der Zustandsmaschine 220 abgeleitet, und das Bit SIGN vom Zwischenspeicher 230. Die Adressenzählersteuerung 222 deren Details in Fig. 7A dargestellt sind, gibt auch ein Signal YINC/ ab, daß die Schritte in x- oder y-Richtung darstellt.In order to determine the signals just mentioned, means are provided for generating display point scan control signals which represent the step-by-step scan along the rows and columns of display points required for the progression from a given display point e.g. B. at the origin of the sector through the display points in a section corresponding to a given line number. As previously noted, the display point scan control signals can take various forms as a result of different sequences of x and y movements and can be generated by a computer or taken from memory, as discussed herein. The circuit to be described according to FIG. 7 contains a state machine 220 which outputs a series of individual bits which indicate by means of a zero that a step runs along the x axis and along a row of display points and indicate by a one, that the step away from the origin is along the y axis and along a column of display points. In this particular embodiment of the invention, the step goes from the origin of the sector to the left in a section that lies in the left half of the sector, as shown by the scan path 31 in FIG. 3, and to the right in a section in the right Half of the sector, as shown in Fig. 3 by the scanning path 31 ' . The scanning algorithm uses the concept that each time the y address is changed, the direction for the x counter is changed with respect to its last setting, that is, after the first y address change in path 31 , XDIR is changed to effect that the x- counter counts up, ie that there is a movement closer to the center of the sector. It should be noted that the y movements can be successively chained. However, any movement in the y direction implies a change in XDIR , so that when the state machine outputs a zero (x movement), the x counter moves in the direction of the last implied x direction. In addition, for cuts on both sides of the center line (y axis) with the same angles, the scanning paths are identical except that the directions of corresponding steps along the x axis are opposite. However, the one and zero signals from state machine 220 are identical. A signal XDIR , which is zero for one step towards the center line and one for one step towards the outside of the sector along the x axis, is derived from the output of the state machine 220 by means of an address counter controller 222 , and the bit SIGN from Buffer 230 . The address counter controller 222, the details of which are shown in FIG. 7A, also outputs a signal YINC / which represents the steps in the x or y direction.

Es sei nun im Detail auf Fig. 7 eingegangen. Die Liniennummer dar­ stellenden Bits L # und das SIGN darstellende Bit am Ausgang des Zwischenspeichers 154 in Fig. 5 werden einem Abtaster- Zwischenspeicher 224 zugeführt, der durch das Signal STRTL vom Zwischenspeicher 272 in Fig. 5 freigegeben wird und die Bits für diese Signale zu einem Fifo-Puffer 226 durchläßt, der zwei Liniennummern speichert, da zwei aufeinanderfolgende Radiuslinien des Abtasters in zwei von den Linienspeicher 180, 182 und 184 (Fig. 6) ge­ speichert werden müssen, bevor ein Schnitt definiert und fertig für das Auslesen ist. Da jedes Signal STRTL an der Radiuslinie auftritt, werden die Liniennummer-Bits im Fifo-Puffer 226 weiter bewegt. Beim dritten STRTL des Sektors wird das L # für die erste Linie des Sek­ tors in ein Liniennummer-Übersetzungs-ROM 228 geschoben. Dessen Aus­ gangssignal wird einem Zwischenspeicher 230 zugeführt. FIG. 7 will now be discussed in detail. The line number representing bits L # and the bit representing SIGN at the output of the buffer 154 in FIG. 5 are fed to a scanner buffer 224 which is released by the signal STRTL from the buffer 272 in FIG. 5 and the bits for these signals passes through a FIFO buffer 226 which stores two line numbers because two successive radius lines of the scanner must be stored in two of the line memories 180 , 182 and 184 ( Fig. 6) before a cut is defined and ready for reading. Since each STRTL signal occurs on the radius line, the line number bits in FIFO buffer 226 are moved on. At the third STRTL of the sector, the L # for the first line of the sector is shifted to a line number translation ROM 228 . Its output signal is fed to a buffer 230 .

Der Zweck des Liniennummer-Übersetzungs-ROMs 228 wird durch Betrach­ tung der Fig. 7B₁, 7B₂ und 7B₃ verständlich. In dem speziellen in dieser Ausführungsform der Erfindung benutzten Format sind den Radiuslinien gerade Zahlen zugeordnet, beginnend mit der äußeren Linie in der linken Hälfte des Sektors mit 1/120 (Fig. 7B), wobei 1 das SIGN-Bit ist, welches anzeigt, daß sich die Linie in der linken Hälfte befindet, und 120 die Liniennummer ist. Die Mittel­ linie ist willkürlich mit 1/0 bezeichnet. Die äußerste Linie in der rechten Hälfte des Sektors (nicht dargestellt) ist 0/120. Fig. 7B zeigt den äußersten Schnitt in der linken Hälfte des Sektors, der durch Radiuslinien 1/120 und 1/118 aufgespannt wird. Während Abtastwerte aus zwei der Linienspeicher 180, 182 und 184 (Fig. 6) ausge­ lesen werden, in welchen die Abtastwerte der Linien 1/120 und 1/118 gespeichert waren, werden Abtastwerte von der gestrichelten Linie 1/116 in den dritten Linienspeicher eingeschrieben. Die verschie­ denen bei der Bestimmung von RERR, COUNT und XHAT in noch zu be­ schreibender Weise benutzten Winkelmessungen basieren bei dieser speziellen Ausführungsform auf dem Winkel zwischen der äußeren Radiuslinie R O und der y-Achse.The purpose of the line number translation ROM 228 will be understood by considering the Fig. 7B₁, 7B₂ and 7B₃. In the particular format used in this embodiment of the invention, even numbers are assigned to the radius lines, starting with the outer line in the left half of the sector at 1/120 ( Fig. 7B), where 1 is the SIGN bit indicating that the line is in the left half and 120 is the line number. The center line is arbitrarily designated 1/0. The outermost line in the right half of the sector (not shown) is 0/120. FIG. 7B shows the outermost section in the left half of the sector, which is defined by radius lines 1/120 and 1/118. While samples are read out from two of the line memories 180 , 182 and 184 ( FIG. 6) in which the samples of the lines 1/120 and 1/118 were stored, samples from the dashed line 1/116 are written into the third line memory . The various angle measurements used in the determination of RERR , COUNT and XHAT in a manner to be described in this particular embodiment are based on the angle between the outer radius line R O and the y axis.

Das Liniennummer-Übersetzungs-ROM 228 ist aus folgendem Grund erforderlich. Alle trigonometrischen Funktionen beziehen sich auf die Außenlinie d. h., in der linken Seite des Sektors die mit der "ältesten" Linien­ nummer im Fifo-Puffer 226. Wenn der laufende Ausgangsschnitt so wie in Fig. 7B₁ dargestellt ist, ist das laufende Ausgangssignal vom Fifo-Puffer 226 Linie 1/2, was impliziert, daß der laufende Winkel der der Linie 1/2 ist. Wenn die Mittellinie gekreuzt wird (Fig. 7B₂), ist das Ausgangssignal des Fifo-Puffers 226 1/0. Es soll dabei der Winkel von 0/2 benutzt werden, da er der gleiche wie der von 1/2 in Fig. 7B₁ ist. Um dieses Ergebnis zu erreichen, addiert das Liniennummer-Übersetzungs-ROM 228 eine Ziffer 2 zur Liniennummer (Fig. 7B₃) und ändert das Vorzeichen auf Null, d. h., 0/2 wird vom ROM 228 aus­ gegeben statt 1/0 und hat das gleiche L # wie 1/2 in Fig. 7B₁. Das SIGN-Bit hat keine Wirkung auf das zu benutzende L #, ist jedoch in gleicher Weise verzögert, wie die Liniennummer, und zwar aus Gründen die weiter unten beschrieben werden. Den verbleibenden Linien auf der rechten Seite wird eine Zwei hinzuaddiert. Alle Linien auf der linken Seite mit Ausnahme der Mittellinie werden durch das ROM 228 transparent. The line number translation ROM 228 is required for the following reason. All trigonometric functions relate to the outer line, ie, in the left side of the sector, the one with the "oldest" line number in FIFO buffer 226 . If the current output cut is as shown in Fig. 7B₁, the current output from Fifo buffer 226 is line 1/2, which implies that the current angle is that of line 1/2. If the center line is crossed ( Fig. 7B₂), the output of the Fifo buffer 226 is 1/0. The angle of 0/2 should be used because it is the same as that of 1/2 in Fig. 7B₁. To achieve this result, the line number translation ROM 228 adds a number 2 to the line number ( Fig. 7B₃) and changes the sign to zero, ie, 0/2 is given by the ROM 228 instead of 1/0 and has the same L # as 1/2 in Fig. 7B₁. The SIGN bit has no effect on the L # to be used, but is delayed in the same way as the line number, for reasons that are described below. A two is added to the remaining lines on the right. All lines on the left with the exception of the center line are made transparent by the ROM 228 .

Die ZustandsmaschineThe state machine

Die drei höchstwertigen der sechs Bits am Ausgang des Zwischenspeichers 230, die die Liniennummern darstellen, werden einer ROM- Auswahlschaltung 232 zugeführt, durch die eins von acht ROMs aus­ gewählt wird, die im Zustandsspeicher 234 benutzt werden. Jedes ROM im Zustandsspeicher 234 enthält bis zu acht Schnitte. Die drei geringstwertigen Bits werden dem Speicher 234 zugeführt, wodurch der Teil ausgewählt wird, der innerhalb des ausgewählten ROMs sich auf den speziellen Schnitt bezieht. Jeder Schnitt enthält 256 Acht- Bit-Worte, so daß für den Schnitt insgesamt 2048 Bits vorhanden sind. Jedes Bit entspricht einem Schritt auf dem abzutastenden Weg durch die Anzeigepunkte. Es ist 0, wenn der Schritt in einer Richtung längs der x-Achse verläuft und es ist 1, wenn der Schritt längs der y-Achse verläuft. Man erinnere sich, daß die spezielle x-Richtung durch die Gesamtzahl von y-Bewegungen seit dem Ursprung bestimmt wird.The three most significant of the six bits at the output of latch 230 , which represent the line numbers, are provided to a ROM selector 232 which selects one of eight ROMs used in state memory 234 . Each ROM in state memory 234 contains up to eight cuts. The three least significant bits are fed to memory 234 , thereby selecting the part that relates to the particular cut within the selected ROM. Each cut contains 256 eight-bit words, so that there are a total of 2048 bits for the cut. Each bit corresponds to a step on the path to be scanned through the display points. It is 0 if the step is in a direction along the x axis and it is 1 if the step is along the y axis. Recall that the particular x direction is determined by the total number of y movements since the origin.

Das Signal STRTL am Ausgang des Abtaster-Zwischenspeichers 224 wird verwendet zum Start eines Zustandsmaschinen-Adressenzählers 236 zur Ausgabe einer Elf-Bit-Adresse mit der Frequenz der ENABLE-Impulse (das Arbeitsintervall). Acht dieser elf Bits werden dazu benutzt, eines der 256 Acht-Bit-Worte jedes Schnittes aufeinanderfolgend im Speicher 234 auszuwählen und sie einem Zwischenspeicher 238 zuzu­ führen. Die drei niedrigstwertigen Bits dieser elf Bits am Ausgang des Zustandsmaschinen-Adressenzählers 236 werden mit ENABLE in einem UND-Glied 240 verknüpft, wodurch der Zwischenspeicher 238 freigegeben wird für den Durchlaß des ihm vom Zustandsmaschinen- Speichers 234 zugeführten Wortes zu einem Multiplexer 242, welcher die Bits des Wortes unter Steuerung durch die drei niedrigstwerti­ gen Bits aufeinanderfolgend ausgewählt und sie der Adressenzähler- Steuerung 222 zuführt. Das Ausgangssignal des Multiplexers 242 ist YINC/. The signal STRTL at the output of the scanner buffer 224 is used to start a state machine address counter 236 to output an eleven-bit address with the frequency of the ENABLE pulses (the working interval). Eight of these eleven bits are used to sequentially select one of the 256 eight-bit words of each slice in memory 234 and feed them to a buffer 238 . The three least significant bits of these eleven bits at the output of the state machine address counter 236 are combined with ENABLE in an AND gate 240 , whereby the buffer 238 is released for the passage of the word supplied to it from the state machine memory 234 to a multiplexer 242 , which the Bits of the word are sequentially selected under the control of the three least significant bits and fed to the address counter controller 222 . The output of multiplexer 242 is YINC /.

Zustandsadressen-DecoderState address decoder

Das Elf-Bit-Wort am Ausgang des Zustandsmaschinen-Adressenzählers 236 wird einem Zustandsadressendecoder 246 zugeführt, welcher ein ROM ist und gewisse Zeitgebersignale entwickelt. Wenn der durch das Elf-Bit- Wort dargestellte Zählerstand einen vorgegebenen Wert erreicht, der zu einer Zeit auftritt, so daß die Berechnung von R ERR und RERR (Fig. 8) in noch zu beschreibender Weise ausgeführt worden ist, wird ein Signal STRTI (Interpolationsbeginn) auf den Rückstelleingang eines Zwischenspeichers 248 (Fig. 5) gegeben, dessen Zweck im folgenden beschrieben wird. Zu einem passenden Zeitpunkt sendet der Decoder 246 aus noch darzustellenden Gründen ein Signal NACCCLR aus, welches einen Zähler und drei Zwischenspeicher in den Schaltungen gemäß Fig. 8 löscht, die R, RERR, COUNT und XHAT bestimmen. Der Decoder 246 gibt auch ein Signal NINTL ab, das der Adressenzähler-Steuerung 222 zugeführt wird, so daß deren Ausgangssignal zu einem passenden Zeitpunkt initialisiert wird, sowie ein Signal CTRLD, das wiederholt einen x-Adressenzähler 249 auf die x-Adresse des Ursprungs des Sektors setzt, wie durch eine Quelle 250 festgelegt, und einen y-Adressenzähler 252 auf den y- Zählerstand des Ursprungs setzt, wie am Beginn jeder Linie durch eine Quelle 254 festgelegt wird.The eleven-bit word at the output of the state machine address counter 236 is supplied to a state address decoder 246 , which is a ROM and develops certain timer signals. When the counter reading represented by the eleven-bit word reaches a predetermined value which occurs at a time so that the calculation of R ERR and RERR ( Fig. 8) has been carried out in a manner to be described, a signal STRTI ( Interpolation begin) given to the reset input of a buffer 248 ( Fig. 5), the purpose of which is described below. At a suitable time, the decoder 246 sends a signal NACCCLR for reasons to be shown , which clears a counter and three buffers in the circuits according to FIG. 8, which determine R , RERR , COUNT and XHAT . The decoder 246 also outputs a signal NINTL which is fed to the address counter controller 222 so that its output signal is initialized at a suitable time, and a signal CTRLD which repeats an x address counter 249 to the x address of the origin of the Sector sets as determined by a source 250 and sets a y address counter 252 to the y count of origin as determined by a source 254 at the beginning of each line.

AdressensteuerungAddress control

Wie in Verbindung mit Fig. 7A noch beschrieben wird, erzeugt die Adressenzähler-Steuerung 222 ein Signal XCNT für den Zähler 249 für jede 0 im Ausgangssignal des Multiplexers 242 und ein Signal YCNT für den y-Zähler 252 für jede 1 im Ausgangssignal des Multiplexers 242. Adressenzähler-Steuerung 222 liefert auch ein Signal XU/D an den x-Zähler 249. Zusätzlich erzeugt die Adressenzähler-Steuerung 222 ein Signal XDIR, das zusammen mit dem Signal YINC/ vom Multiplexer 242 Wege wie 31 und 31′ in Fig. 3 definiert und zwar auf das Ausgangssignal des Multiplexers 242 und das Signal SIGN vom Zwischenspeicher 230 hin. XDIR und YINC/ werden in zu be­ schreibender Weise benutzt, um den Wert der in den Schaltungen ge­ mäß Fig. 8 benutzten trigonometrischen Funktion zu identifizieren, die die Werte R, RERR, XHAT und COUNT bestimmen. Ein Signal ACCCLK, das von der Adressenzähler-Steuerung 222 geliefert wird, triggert die Zwischenspeicher der Akkumulatoren in Fig. 8, die bei der Be­ stimmung der Werte von R und COUNT benutzt werden, und ein von der Steuerung 222 geliefertes Signal THETCLK wird zum Triggern eines Zwischenspeichers eines Akkumulators in Fig. 8 benutzt, welcher zur Bestimmung des Wertes von XHAT dient.As will be described in connection with FIG. 7A, the address counter controller 222 generates a signal XCNT for the counter 249 for every 0 in the output signal of the multiplexer 242 and a signal YCNT for the y counter 252 for every 1 in the output signal of the multiplexer 242 . Address counter controller 222 also provides an XU / D signal to x counter 249 . In addition, the address counter controller 222 generates a signal XDIR which, together with the signal YINC / from the multiplexer 242, defines paths 31 and 31 ' in FIG. 3 in response to the output signal of the multiplexer 242 and the signal SIGN from the buffer memory 230 . XDIR and YINC / are used in a manner to be described to identify the value of the trigonometric function used in the circuits of Figure 8, which determine the values R , RERR , XHAT and COUNT . A signal ACCCLK provided by the address counter controller 222 triggers the latches of the accumulators in Fig. 8 used in determining the values of R and COUNT , and a signal THETCLK provided by the controller 222 becomes triggering of a buffer of an accumulator in FIG. 8, which is used to determine the value of XHAT .

Es sei nun auf Fig. 7A Bezug genommen. Beim Start jeder Linie und damit beim Start jedes neuen Schnittes geht das Signal NINTL vom Zustands-Adressen-Decoder 246 (Fig. 7) auf einen niedrigen Pegel und wird dem Preset-Eingang eines D-Flipflops 256 zugeführt, wo­ durch XDIR auf einen hohen Pegel geht, was anzeigt, daß ein Schritt längs der x-Achse auf die äußere Radiuslinie zu gemacht wird, daß jedoch die Richtung bezüglich des Ursprungs nicht bestimmt wurde. NINTL löscht auch eine Acht-Zustands-Verzögerungsschaltung 258, deren Ausgang mit einem Eingang eines Exklusiv-ODER-Gliedes 260 verbunden ist und deren einer Eingang mit dem Ausgang des Flipflops 256 verbunden ist, wo XDIR anliegt. Der andere Eingang des Exklusiv- ODER-Gliedes 260 empfängt das SIGN-Bit vom Zwischenspeicher 230 (Fig. 7). Wenn sich die Linie in der linken Hälfte des Sektors befindet, ist SIGN auf einem hohen Pegel, so daß das Ausgangs­ signal des Exklusiv-ODER-Gliedes 260 sich auf einem niedrigen Pegel befindet, was eine Abwärtszählung, d. h. nach links, bedeutet. Wenn die Linie sich in der rechten Hälfte des Sektors befindet, ist SIGN auf einem hohen Pegel, so daß das Ausgangssignal des Exklusiv- ODER-Gliedes 260 sich auf einem hohen Pegel befindet, was eine Aufwärtszählung bedeutet.Referring now to Figure 7A. At the start of each line and thus at the start of each new cut, the signal NINTL from the state address decoder 246 ( FIG. 7) goes to a low level and is fed to the preset input of a D flip-flop 256 , where it goes high through XDIR Level goes, indicating that a step along the x axis is being made towards the outer radius line, but that the direction with respect to the origin has not been determined. NINTL also clears an eight-state delay circuit 258 , the output of which is connected to an input of an exclusive-OR gate 260 and whose input is connected to the output of flip-flop 256 , where XDIR is present. The other input of the exclusive OR gate 260 receives the SIGN bit from the buffer 230 ( FIG. 7). If the line is in the left half of the sector, SIGN is at a high level so that the output signal of the exclusive-OR gate 260 is at a low level, which means a downward count, ie to the left. When the line is in the right half of the sector, SIGN is high so that the output of exclusive OR gate 260 is high, which means an up count.

Die Steuerung von XDIR wird wie folgt erreicht. YINC/ vom Multiplexer 242 (Fig. 7) wird einem Eingang eines UND-Gliedes 262 zugeführt, dessen anderem Eingang ENABLE zugeführt wird. Wenn der nächste Schritt weiterhin nach außen geht, ist YINC/ Null, so daß das Ausgangssignal des UND-Gliedes 262 sich auf einem niedrigen Pegel befindet. Dieses Ausgangssignal wird einem Eingang eines Exklusiv- ODER-Gliedes 264 zugeführt, dessen anderer Eingang mit XDIR am Ausgang des D-Flipflops 256 verbunden ist. Da XDIR bei einer Be­ wegung nach außen sich auf einem hohen Pegel befindet, ist das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Gliedes 264 auf einem hohen Pegel, und XDIR bleibt auch auf einem hohen Pegel. Wenn jedoch YINC/ Eins ist, was anzeigt, daß eine Bewegung weg vom Ursprung längs der y-Achse erfolgt, ist das Ausgangssignal des UND-Gliedes 262 nun­ mehr auf einem hohen Pegel, wenn ein ENABLE auftritt, was bewirkt, daß das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Gliedes 264 auf einen niedrigen Pegel geht und damit auch YDIR heruntersetzt, was einen Schritt in Richtung auf die Mitte des Sektors bei der nächsten Bewegung in x-Richtung bedeutet.The control of XDIR is achieved as follows. YINC / from the multiplexer 242 ( FIG. 7) is supplied to an input of an AND gate 262 , the other input of which is supplied to ENABLE . If the next step continues to go outside, YINC is zero so that the output of AND gate 262 is at a low level. This output signal is fed to an input of an exclusive OR gate 264 , the other input of which is connected to XDIR at the output of the D flip-flop 256 . Since XDIR is high when moving outward, the output of exclusive OR gate 264 is high and XDIR remains high. However, if YINC / One, which indicates that there is movement away from the origin along the y axis, the output of AND gate 262 is now more high when an ENABLE occurs, causing the output of Exclusive-OR gate 264 goes low and thereby also lowers YDIR , which means a step towards the center of the sector on the next movement in the x direction.

Da nun die Richtung eines Schrittes längs der x-Achse und XUP/ bekannt sind, bleibt es bestehen zur Erzeugung des Signals XCNT für jeden Schritt in x-Richtung. Um dies zu erreichen, wird YINC/ einer Neun-Zustands-Verzögerungsschaltung 266 zugeführt, die auch durch NINTL gelöscht wird. Der Ausgang der Verzögerungsschal­ tung 266 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 268 und mit einem invertierenden Eingang eines UND-Gliedes 270 verbunden, und ENABL wird deren jeweils anderen Eingängen zugeführt. Wenn YINC/ sich auf einen niedrigen Pegel befindet, ist das Ausgangssignal des UND-Gliedes 268 auf einem niedrigen Pegel, so daß keine Zählung in y-Richtung stattfindet, jedoch ist das Ausgangssignal des UND-Gliedes 270 auf einem hohen Pegel, so daß XCNT auch auf einem hohen Pegel ist und bewirkt, daß der x-Adressenzähler des Sektors nach oben oder nach unten zählt, abhängig davon, ob XUP/ auf einem hohen oder einem niedrigen Pegel ist.Since the direction of a step along the x axis and XUP / is now known, it remains to generate the signal XCNT for each step in the x direction. To accomplish this, YINC / is applied to a nine-state delay circuit 266 , which is also cleared by NINTL . The output of the delay circuit 266 is connected to an input of an AND gate 268 and to an inverting input of an AND gate 270 , and ENABL is supplied to their other inputs. When YINC / is at a low level, the output of the AND gate 268 is at a low level so that no counting in the y direction takes place, but the output signal of the AND gate 270 is at a high level so that XCNT is also at a high level and causes the sector's x address counter to count up or down depending on whether XUP / is at a high or a low level.

Wenn YINC/ auf einem hohen Pegel ist, was anzeigt, daß ein Schritt in y-Richtung gemacht wird, geht das Ausgangssignal des UND-Gliedes 268 auf einen hohen Pegel, und bewirkt, daß der y- Adressenzähler des Sektors nach oben zählt, was im vorliegenden Beispiel die einzig mögliche Richtung ist. If YINC / is high, indicating that a step is being taken in the y direction, the output of AND gate 268 goes high, causing the sector's y address counter to count up, which is the only possible direction in the present example.

Zweck der Verzögerungsschaltungen 258 und 266 ist, vorherigen Daten zu ermöglichen, durch die Interpolatoren gemäß Fig. 10 zu kommen. Sie werden durch CLK nach ENABLE-Qualifikationen getriggert. Jedoch wird das D-Flipflop 256 nur durch CLK getriggert.The purpose of delay circuits 258 and 266 is to allow previous data to pass through the interpolators of FIG. 10. They are triggered by CLK according to ENABLE qualifications. However, the D flip-flop 256 is only triggered by CLK .

CLK wird auch dem Takteingang eines Synchronisierers 272 zugeführt, der mit einem D-Eingang mit ENABL verbunden ist und am entsprechen­ den Ausgang ein Signal ACCCLK erzeugt. Ein weiterer D-Eingang des Synchronisierers 272 ist mit dem Ausgang des UND-Gliedes 262 ver­ bunden, und der entsprechende -Ausgang ist mit einem dritten D- Eingang verbunden, und dessen entsprechender Q-Ausgang erzeugt das Signal THETCLK. CLK is also fed to the clock input of a synchronizer 272 , which is connected to a D input with ENABL and generates an ACCCLK signal at the corresponding output. Another D input of the synchronizer 272 is connected to the output of the AND gate 262 , and the corresponding output is connected to a third D input, and its corresponding Q output generates the signal THETCLK .

Die Ausgänge der x- und y-Adressenzähler 249 und 252 (Fig. 7) sind mit Zwischenspeichern 274 bzw. 276 verbunden, welche wiederum mit Puffern 278 bzw. 280 verbunden sind, wobei allen an ihren Freigabeeingang das Signal ENABLE zugeführt wird. Bei jedem Signal ENABLE werden also die x- und y-Adressen auf Leitungen 282 und 284 gegeben, die in Fig. 10 unten zu einem Anzeigespeicher DM′ in Fig. 11 verlaufen.The outputs of the x and y address counters 249 and 252 ( FIG. 7) are connected to buffers 274 and 276 , which in turn are connected to buffers 278 and 280 , the signal ENABLE being supplied to all of them at their enable input . With each signal ENABLE , the x and y addresses are given on lines 282 and 284 , which run in FIG. 10 below to a display memory DM ' in FIG. 11.

Bestimmung von R und RERR Determination of R and RERR

Es sei nun auf Fig. 8 Bezug genommen. Die L #-Bits vom Ausgang des Zwischenspeichers 230 in Fig. 7 und die Anzeigepunkt-Abtaststeuer­ signale XDIR und YINC/ von der Adressenzählersteuerung 222 (ebenfalls Fig. 7) werden den Eingangsadressen eines ROM 286 zuge­ führt, in welchem Werte von +sin R, -sin R, und x cos R für den Winkel R gespeichert sind, der mit jedem L # zu benutzen ist. Fig. 8A zeigt die Wahrheitstabelle für eine gegebene Linie, welche die Ausgangssignale des ROM 286 für die verschiedenen Kombinationen der Bit-Werte von XDIR und YINC/ zeigt. Das ROM kann so pro­ grammiert werden, daß es passende Zwölf-Bit-Ausgangssignale liefert. Die zwölf Bits werden benutzt, um die vom ROM 286 kommenden Bruchteilszahlen zu definieren und werden dem Eingang eines Zwischenspeichers 288 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem einen Eingang eines Addierers 290 zugeführt wird. Ein Zwischenspeicher 292 ist zwischen den Ausgang des Addierers 290 und den anderen Eingang davon geschaltet, so daß ein Akkumulator gebildet wird. Das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 292 enthält daher den Bruchteil des laufenden Radius, von welchem die fünf MSB-Bits das gewünschte Signal RERR sind. Es ist durch fünf Bits ausgedrückt, was sich als genügend genau erwiesen hat, jedoch hat die Addition alle zwölf Bits benutzt, um einen zu großen akkumulativen Fehler zu vermeiden. Diese Situation kann nämlich auftreten, da über 1000 Sinus- und Cosinus-Werte zu addieren bzw. zu subtrahieren sind. Es ist zu beachten, daß der Zwischenspeicher 292 beim Beginn einer Linie durch NACCCLR gelöscht wird, welches Signal von Zustandsadressen-Decoder 246 (Fig. 7) abgeleitet wird und welches durch ACCCLK getriggert wird, welches Signal wiederum von der Adressenzählersteuerung 222 (Fig. 7) abgeleitet wird. Wie aus Fig. 7A ersichtlich ist, wird NACCCLR von ENABLE abge­ leitet, was die Geschwindigkeit steuert, mit welcher die Schritte durch die Anzeigepunkte stattfinden. Jede Bewegung in x- und y-Richtung bewirkt somit, daß ein inkrementeller Betrag (±sin R, +cos R ) zu den letzten Berechnungen des Radius addiert wird. Wie gezeigt werden wird, wird der ganzzahlige Teil der Radiusberechnung in einem Radiuszähler 294 festgehalten, unter Steuerung von Akkumu­ latorübertrag, XDIR und YINC/.Reference is now made to FIG. 8. The L # bits from the output of the latch 230 in FIG. 7 and the display point scan control signals XDIR and YINC / from the address counter control 222 (also FIG. 7) are fed to the input addresses of a ROM 286 in which values of + sin R , -sin R , and x cos R are stored for the angle R to be used with each L #. Figure 8A shows the truth table for a given line which shows the outputs of the ROM 286 for the various combinations of the bit values of XDIR and YINC /. The ROM can be programmed to provide appropriate twelve-bit output signals. The twelve bits are used to define the fractional numbers coming from the ROM 286 and are fed to the input of a buffer 288 , the output of which is fed to the one input of an adder 290 . A latch 292 is connected between the output of adder 290 and the other input thereof, so that an accumulator is formed. The output signal of the buffer 292 therefore contains the fraction of the current radius, of which the five MSB bits are the desired signal RERR . It is expressed by five bits, which has been found to be sufficiently accurate, but the addition has used all twelve bits to avoid an overly large accumulative error. This situation can occur because more than 1000 sine and cosine values have to be added or subtracted. It should be noted that the latch 292 is cleared at the beginning of a line through NACCCLR, which signal is derived from state address decoder 246 (Fig. 7) and which is triggered by ACCCLK, which signal in turn from the address counter controller 222 (Fig. 7 ) is derived. As can be seen in Figure 7A, NACCCLR is derived from ENABLE , which controls the speed at which the steps through the display points take place. Every movement in the x and y directions thus causes an incremental amount (± sin R , + cos R ) to be added to the last calculations of the radius. As will be shown, the integer part of the radius calculation is held in a radius counter 294 under the control of accumulator transfer, XDIR and YINC /.

Die Werte von K x und K y und der Abstand zwischen Abtastwerten längs der Radiuslinien sind im vorliegenden Beispiel alle gleich Eins, so daß die Verbindung der Signale YINC/ und des Übertragsausgangs des Addierers 290 zum Radiuszähler 294 bewirkt, daß er die Zahl von Überträgen zählt und ein Signal R erzeugt, welches gleich dem Ganzzahlanteil der Abtastwertabstände in dem Radius von jedem Anzeigepunkt ist. Der Radiuszähler 294 gibt auch ein Signal INCR aus, wenn der Radius R über einen Ganzzahlwert von R hinausgeht, und ein Signal DECR, wenn der Radius bei Verkleinerungen über einen Ganzzahlwert von R geht. Das Signal R wird in einem Komparator 296 mit einem Radiusgrenzsignal von einer Quelle 298 verglichen, derart, daß ein Signal mit hohem Pegel erzeugt wird, wann immer der Radius R eines Anzeigepunktes die spezifizierte Grenze übersteigt. Das Ausgangssignal des Komparators ist ROK?.The values of K x and K y and the distance between samples along the radius lines are all one in the present example, so the connection of the signals YINC / and the carry output of the adder 290 to the radius counter 294 causes it to count the number of transfers and generates a signal R which is equal to the integer portion of the sample distances in the radius of each display point. Radius counter 294 also outputs an INCR signal when radius R exceeds an integer value of R and a DECR signal when radius decreases over an integer value of R. The signal R is compared in a comparator 296 to a radius limit signal from a source 298 such that a high level signal is generated whenever the radius R of a display point exceeds the specified limit. The output signal of the comparator is ROK? .

Die Signale RERR, INCR, DECR und ROK? werden über Zwischenspeicher 300 und 302 geleitet. Das Signal RERR gelangt zu der Interpolations­ einrichtung gemäß Fig. 4 und ROK? geht über Verzögerungsglieder 304 zu einem Eingang eines NAND-Gliedes 306. Ein Signal THETOK?, welches in noch zu beschreibender Weise abgeleitet wird, zeigt durch seinen hohen Pegel an, daß sich ein Anzeigepunkt im Schnitt befindet. THETOK wird über die Verzögerungsschaltungen 304 dem anderen Eingang des NAND-Gliedes 306 zugeführt. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 306 wird einem Zwischenspeicher 308 zugeführt, und dessen Ausgangssignal einem Puffer 210. Wenn somit entweder ROK? oder THETOK? auf niedrigem Pegel sind, ist das Ausgangssignal NVALD? des Puffers 310 auf einem hohen Pegel. NVALD? wird einem Anzeige­ speicher DM′ (Fig. 10) zugeführt. Wenn NVALD? auf einem niedrigen Pegel ist, wird der endgültige interpolierte Datenwert, der von der Interpolationseinrichtung gemäß Fig. 10 für den Anzeigepunkt abgeleitet wird, in den Anzeigespeicher DM′ eingegeben. Die Signale INCR und DECR werden über die Schaltungen in Fig. 5 zur Steuerung der Lesefunktion zweier der Linienspeicher 180, 182 und 184 benutzt.The signals RERR, INCR , DECR and ROK? are passed through buffers 300 and 302 . The signal RERR arrives at the interpolation device according to FIG. 4 and ROK? passes through delay elements 304 to an input of a NAND element 306 . A signal THETOK? , which is derived in a manner yet to be described, indicates by its high level that a display point is in the cut. THETOK is supplied to the other input of the NAND gate 306 via the delay circuits 304th The output signal of the NAND gate 306 is fed to a buffer memory 308 and its output signal to a buffer 210 . So if either ROK? or THETOK? are low, is the output signal NVALD? of buffer 310 at a high level. NVALD? is a display memory DM ' ( Fig. 10) supplied. If NVALD? is at a low level, the final interpolated data value derived from the interpolation device shown in FIG. 10 for the display point is input to the display memory DM ' . The INCR and DECR signals are used through the circuits in Fig. 5 to control the read function of two of the line memories 180 , 182 and 184 .

Der Radiuszähler 294 The radius counter 294

Fig. 8B zeigt eine Anordnung von logischen Schaltungen zum Ableiten der Signale R, INCR und DECR aus YINC/ und dem Übertragssignal des Addierers 290. Das Übertragssignal ist 1, wenn der Radius im Addierer 290 ansteigt und durch einen ganzzahligen Wert geht. Das Übertragssignal ist 0, wenn der Radius ansteigt und nicht durch einen ganzzahligen Wert geht. Umgekehrt ist das Übertragssignal 0 wenn der Radius im Addierer 290 kleiner wird und durch einen ganz­ zahligen Wert geht, und das Übertragssignal ist 1, wenn der Radius kleiner wird und nicht durch einen ganzzahligen Wert geht. Wenn der Bruchanteil des Radius 0 ist, bezeichnet das Ausgangssignal des Radiuszählers den Radius eines Anzeigepunktes, der gleich dem Radius von einem der Abtastpunkte ist. Fig. 8B shows an arrangement of logic circuits for deriving the signals R, INCR and DECR from YINC / and the carry signal of the adder 290th The carry signal is 1 when the radius in adder 290 increases and goes through an integer value. The carry signal is 0 if the radius increases and does not go through an integer value. Conversely, the carry signal is 0 when the radius in adder 290 becomes smaller and goes through an integer value, and the carry signal is 1 when the radius becomes smaller and does not go through an integer value. If the fraction of the radius is 0, the output of the radius counter indicates the radius of a display point that is equal to the radius of one of the sample points.

YINC/ wird über eine zweistufige Verzögerungsschaltung 312 dem einen Eingang eines ODER-Gliedes 314 zugeführt, und XDIR gelangt über eine Verzögerungsschaltung 316 zu dessen anderem Eingang. Der Ausgang des ODER-Gliedes 314 ist mit einem Auf-/ Ab-Steuereingang eines Auf-/Ab-Zählers 318 und mit einem Eingang eines Exklusiv-ODER-Gliedes 312 verbunden. Der andere Eingang des Exklusiv-ODER-Gliedes 320 ist mit dem Übertragungsausgang des Addierers 290 verbunden, und sein Ausgang ist mit invertierenden Eingängen von UND-Gliedern 322 und 324 verbunden, die die jeweils anderen Eingänge zu denen darstellen, mit denen das ODER- Glied 314 verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Gliedes 314 ist mit einem anderen invertierenden Eingang des UND-Gliedes 324 und einem nicht-invertierenden Eingang des UND-Gliedes 322 verbunden. Das Signal NENBL von Fig. 5 wird dem -Freigabe-Eingang des Zählers 318 zugeführt, der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes 320 ist mit dem -Freigabe-Eingang desselben Zählers verbunden. Das Signal INCR ist am Ausgang einer zweistufigen Verzögerungsschaltung 326 mit dem Ausgang des UND-Gliedes 322 verbunden, und das Signal DECR ist am Ausgang einer zweistufigen Verzögerungsschaltung 328 mit dem Ausgang des UND-Gliedes 324 verbunden. Den Takteingängen der Verzögerungsschaltungen 312, 316, 326 und 328 sowie dem Takteingang des Auf-/Ab-Zählers 318 wird das Signal CLK zugeführt, und dem -Eingang (Laden) des Zählers wird NACCCLR zu­ geführt. Wenn der Radius nicht durch eine radiale Grenze z. B. die Bögen in Fig. 3 geht, sowohl INCR als auch DECR Null, wenn erjedoch über eine radiale Grenze hinauswächst, wird INCR zu 1 und DECR zu 0. Wenn er sich unter Überschreitung einer radialen Grenze verkleinert, wird INCR zu 0 und DECR zu 1. YINC / is supplied to one input of an OR gate 314 via a two-stage delay circuit 312 , and XDIR reaches its other input via a delay circuit 316 . The output of the OR gate 314 is connected to an up / down control input of an up / down counter 318 and to an input of an exclusive OR gate 312 . The other input of exclusive OR gate 320 is connected to the transmit output of adder 290 and its output is connected to inverting inputs of AND gates 322 and 324 which are the other inputs to those with which the OR gate is connected 314 is connected. The output of the OR gate 314 is connected to another inverting input of the AND gate 324 and a non-inverting input of the AND gate 322 . The NENBL signal of FIG. 5 is applied to the enable input of counter 318 , the output of exclusive OR gate 320 is connected to the enable input of the same counter. The signal INCR is connected at the output of a two-stage delay circuit 326 to the output of the AND gate 322, and the signal DECR is connected at the output of a two-stage delay circuit 328 to the output of the AND gate 324th The clock inputs of the delay circuits 312 , 316 , 326 and 328 and the clock input of the up / down counter 318 are supplied with the signal CLK , and the input (load) of the counter is supplied with NACCCLR . If the radius is not defined by a radial boundary e.g. For example, if the arcs in Figure 3 go both INCR and DECR zero, however, if it grows beyond a radial boundary, INCR becomes 1 and DECR becomes 0. If it decreases beyond a radial boundary, INCR becomes 0 and DECR to 1.

Bestimmung von XHAT Determination of XHAT

Es sei wiederum auf Fig. 8 Bezug genommen. Die Werte von XHAT, die im vorliegenden Beispiel gleich tan R₂-tan R₁ sind, wobei R₂ der Winkel von der Mitte des Sektors zur äußeren Linie des Schnittes und R₁ der Winkel der inneren Linie sind, werden für jede Radiuslinie in einem ROM 330 gespeichert. Durch die Zuführung des L #-Signals vom Ausgang des Zwischenspeichers 230 in Fig. 7 zum Adresseneingang des ROM 330 wird der entsprechende Wert von XHAT ausgewählt. Das Ausgangssignal des ROM 330 dauert für eine gesamte Linie an wird dem Eingang eines Addierers 332 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 332 wird einem Zwischenspeicher 334 zugeführt, der durch NACCCLR vom Zustandsadressen-Decoder 246 gelöscht und durch THETCLK von der Adressenzählersteuerung 222 getriggert wird, welche beide in Fig. 7 dargestellt sind. Der Ausgang des Zwischen­ speichers 234 ist mit einem anderen Eingang des Addierers 232 rückverbunden, so daß ein Akkumulator gebildet wird, der am Ausgang des Zwischenspeichers 334 den Wert von XHAT erzeugt, welcher die Summe von XHAT für jeden Schritt in y-Richtung ist, da THETCLK den Akkumulator mit jeder y-Bewegung triggert. In der Rückkopplung zum Addierer 332 wird eine größere Zahl von Bits benutzt, damit ein zu großer akkumulierter Fehler vermieden wird. In diesem Akkumulator werden 16 Bits benutzt, was der Tatsache Rechnung trägt, daß für den ganzzahligen Teil von XHAT vier MSB-Bits benutzt werden.Again, reference is made to FIG. 8. The values of XHAT , which in the present example are equal to tan R ₂-tan R ₁, where R ₂ is the angle from the center of the sector to the outer line of the cut and R ₁ is the angle of the inner line, are in one for each radius line ROM 330 saved. The corresponding value of XHAT is selected by feeding the L # signal from the output of the buffer memory 230 in FIG. 7 to the address input of the ROM 330 . The output signal of the ROM 330 lasts for an entire line and is fed to the input of an adder 332 . The output of adder 332 is provided to a latch 334 which is cleared by NACCCLR from state address decoder 246 and triggered by THETCLK from address counter controller 222 , both of which are shown in FIG. 7. The output of the buffer 234 is connected back to another input of the adder 232 , so that an accumulator is formed which generates the value of XHAT at the output of the buffer 334 , which is the sum of XHAT for each step in the y direction, since THETCLK triggers the accumulator with every y movement. A larger number of bits are used in the feedback to the adder 332 in order to avoid an accumulated error which is too great. 16 bits are used in this accumulator, which takes into account the fact that four MSB bits are used for the integer part of XHAT .

Bestimmung von COUNT Determination of COUNT

Die die Liniennummer vom Zwischenspeicher 230 in Fig. 7 dar­ stellenden Signale und die Signale YINC/ von der Adressen­ zählersteuerung 222 in der gleichen Figur werden einem ROM 336 zugeführt, wo einer der Werte +1, -1 und tan R₂ ausgewählt wird, wie in Fig. 8C dargestellt ist. Der Winkel R₂ ist der Winkel zwischen der äußeren Linie eines Schnittes und der Mittellinie des Sektors, und daher hängt der Wert von +tan R₂ von der ausge­ wählten Liniennummer ab.The signals representing the line number from the buffer 230 in Fig. 7 and the signals YINC / from the address counter controller 222 in the same figure are supplied to a ROM 336 where one of the values +1, -1 and tan R ₂ is selected as is shown in Fig. 8C. The angle R ₂ is the angle between the outer line of a cut and the center line of the sector, and therefore the value of + tan R ₂ depends on the selected line number.

Ein Zwischenspeicher 338 ist zwischen den Ausgang des ROM 336 und den Eingang eines Addierers 340 geschaltet, und der Ausgang des Addierers 340 ist mit einem Zwischenspeicher 342 verbunden. Der Zwischenspeicher 342 wird durch NACCCLR vom Zustandsadressen- Decoder 246 (Fig. 7) gelöscht und vom ACCCLK von der Adressen­ zählersteuerung 222 (Fig. 7) getriggert. Der Ausgang des Zwischen­ speichers 342 ist mit einem anderen Eingang des Addierers 340 verbunden, so daß alle aus dem ROM 336 ausgewählten Werte für jeden durch die Anzeigepunkt-Abtaststeuersignale YINC/ und XDIR angezeigten Schritt summiert werden. Dies ist der Wert COUNT, gemessen von der äußeren Linie eines Schnittes, ohne Rücksicht darauf, ob diese sich in der rechten oder der linken Hälfte des Sektors befindet. Zur Verringerung des akkumulativen Fehlers werden in der Rückkopplungsschleife 16 Bits benutzt im Vergleich zu acht Bits für die Summe. Für den ganzzahligen Anteil von COUNT werden vier Bits benutzt. Im Gegensatz zu RERR und XHAT kann jedoch COUNT einen negativen Wert haben, wenn sich der An­ zeigepunkt außerhalb der äußeren Linie eines Schnittes befindet. Dazu ist das MSB-Bit am Ausgang des Zwischenspeichers 342 vorge­ sehen, welches angibt, ob der Wert von COUNT positiv oder negativ ist.A latch 338 is connected between the output of the ROM 336 and the input of an adder 340 , and the output of the adder 340 is connected to a latch 342 . Buffer 342 is cleared by NACCCLR from state address decoder 246 ( FIG. 7) and triggered by ACCCLK from address counter controller 222 ( FIG. 7). The output of latch 342 is connected to another input of adder 340 so that all values selected from ROM 336 are summed for each step indicated by the display point scan control signals YINC / and XDIR . This is the COUNT value, measured from the outside line of a cut, regardless of whether it is in the right or left half of the sector. To reduce the accumulative error, 16 bits are used in the feedback loop compared to eight bits for the sum. Four bits are used for the integer part of COUNT . In contrast to RERR and XHAT , however, COUNT can have a negative value if the display point is outside the outer line of a cut. For this purpose, the MSB bit is provided at the output of the buffer 342 , which indicates whether the value of COUNT is positive or negative.

Bestimmung von R ERR Determination of R ERR

R ERR ist COUNT/XHAT, wie zuvor erläutert wurde. Diese Division könnte direkt durchgeführt werden, jedoch würden dann 16 Bits durch 16 Bits dividiert. Da im vorstehenden Ausführungsbeispiel eine solche Genauigkeit nicht benötigt wird, sondern eine Genau­ igkeit von fünf Bits ausreicht, liefert ein passend ausgesuchtes Fünf-Bit-Feld von sowohl COUNT als auch XHAT die notwendige Bit- Auflösung im Teiler. Da XHAT die größere der beiden Zahlen ist und nicht negativ ist, wird sie einfach nach links verschoben, bis MSB nicht mehr Null ist, d. h. es findet eine einfache Maß­ stabsveränderung statt. COUNT wird dann um den gleichen Betrag verschoben. Zweck der Schaltelemente 334, 346 und 348 ist es, die Möglichkeit von null bis drei Verschiebungen zu schaffen. Die Fünf-Bit-Ausgangssignale der ROMS 346 und 348 werden durch einen Zwischenspanner 350 auf ein Teiler-ROM 352 gegeben, welches das maßstabsveränderte COUNT durch das maßstabsveränderte XHAT dividiert und das Ergebnis in einem Zwischenspeicher 354 eingibt, der das gewünschte Signal R ERR abgibt, welches in die Interpolationseinrichtung gemäß Fig. 10 gegeben wird. R ERR is COUNT / XHAT , as previously explained. This division could be done directly, but then 16 bits would be divided by 16 bits. Since such an accuracy is not required in the above exemplary embodiment, but an accuracy of five bits is sufficient, a suitably selected five-bit field of both COUNT and XHAT provides the necessary bit resolution in the divider. Since XHAT is the larger of the two numbers and is not negative, it is simply shifted to the left until MSB is no longer zero, ie there is a simple change in scale. COUNT is then shifted by the same amount. The purpose of switching elements 334 , 346 and 348 is to create the possibility of zero to three shifts. The five-bit output signals of the ROMS 346 and 348 are fed through an intermediate tensioner 350 to a divider ROM 352 which divides the scaled COUNT by the scaled XHAT and enters the result into a buffer 354 which outputs the desired signal R ERR , which is placed in the interpolation device according to FIG. 10.

Zum Ableiten des Signals THETOK?, welches anzeigt, ob sich ein Anzeigepunkt winkelmäßig innerhalb des Schnittes befindet, wird das das Vorzeichen von COUNT darstellende Bit durch einen Inverter 349 und den Zwischenspeicher 350 zu einem UND-Glied 356 geführt. Wenn COUNT positiv ist, befindet sich dieses Bit auf einem hohen Pegel und zeigt an, daß der Anzeigepunkt sich nicht außerhalb der äußeren Linie (R) befindet. Ist COUNT jedoch nega­ tiv, ist das Eingangssignal für 356 auf einen niedrigen Pegel, wodurch THETOK? wegfällt.To derive the signal THETOK? , which indicates whether an indication point is angularly within the cut, the bit representing the sign of COUNT is passed through an inverter 349 and the buffer 350 to an AND gate 356 . If COUNT is positive, this bit is at a high level and indicates that the display point is not outside the outer line (R) . However, if COUNT is negative, the input signal for 356 is low, causing THETOK? falls away.

Ein Komparator 358 ist so geschaltet, daß er COUNT und XHAT empfängt und ein Ausgangssignal mit hohem Pegel abgibt, wenn COUNT kleiner als XHAT ist, was anzeigt, daß sich der Anzeige­ punkt nicht innerhalb der inneren Linie des Schnittes befindet, und ein Bit mit niedrigem Pegel abgibt, wenn COUNT größer als XHAT ist, was anzeigt, daß sich der Anzeigepunkt innerhalb der inneren Linie befindet. Dieses Bit am Ausgang des Komparators 358 geht durch den Zwischenspeicher 350 und wird einem anderen Eingang des UND-Gliedes 356 zugeführt. Dessen Ausgangssignal gelangt durch den Zwischenspeicher 354, wodurch das Signal THETOK? erzeugt wird, welches, wie zuvor bemerkt wurde, durch die Ver­ zögerungsschaltungen 304 zu einem anderen Eingang des NAND- Gliedes 306 geht, als dem, dem ROK? zugeführt wird. A comparator 358 is connected to receive COUNT and XHAT and to output a high level output when COUNT is less than XHAT , indicating that the display point is not within the inner line of the cut, and a low bit Returns level when COUNT is greater than XHAT , indicating that the display point is within the inner line. This bit at the output of the comparator 358 passes through the buffer 350 and is fed to another input of the AND gate 356 . Its output signal passes through the buffer 354 , whereby the signal THETOK? which, as previously noted, goes through the delay circuits 304 to another input of the NAND gate 306 than that of the ROK? is fed.

Auslesen der LinienspeicherReading the line memory

Wie zuvor bemerkt wurde, wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbei­ spiel der Erfindung der endgültige interpolierte Datenwert für jeden Anzeigepunkt dadurch abgeleitet, daß zwei Paare von Abtast­ werten interpoliert werden, die den Unter-Schnitt definieren, in dem der Punkt liegt. Wie in Fig. 9 dargestellt ist, werden die Werte von DP₅ und DP₆ aus den Abtastwerten S₂, S₃, S 2′ und S 3′ abgeleitet, die einen Unter-Schnitt definieren, jedoch wird der endgültige Datenwert für DP₇ aus den Abtastwerten S₁, S₂, S 1′ und S 2′ abgeleitet, die den vorhergehenden Unter-Schnitt definieren. Da sich DP₈ im selben Unter-Schnittt wie DP₅ und DP₆ befindet, wird sein endgültiger Datenwert aus den gleichen Datenabtastwerten wie letztere abgeleitet, nämlich S₂, S₃, S 2′ und S 3′. Daher müssen die Einrichtungen zum Lesen der Abtastwerte aus den Linienspeichern 180, 182 und 184 (Fig. 6) die längs jeder Radiuslinie eines Schnittes ausgewählten Abtastwerte festhalten, vorschieben und ver­ zögern können.As previously noted, according to the present embodiment of the invention, the final interpolated data value for each display point is derived by interpolating two pairs of samples that define the sub-intersection in which the point lies. As shown in Fig. 9, the values of DP ₅ and DP ₆ are derived from the samples S ₂, S ₃, S 2 ' and S 3' , which define an undercut, but the final data value for DP ₇ derived from the samples S ₁, S ₂, S 1 ' and S 2' , which define the previous subsection. Since DP ₈ is in the same subsection as DP ₅ and DP ₆, its final data value is derived from the same data samples as the latter, namely S ₂, S ₃, S 2 ' and S 3' . Therefore, the means for reading the samples from the line memories 180 , 182 and 184 ( FIG. 6) must be able to hold, advance and delay the samples selected along each radius line of a section.

Die Auswahl von zweien der Linienspeicher 180, 182 und 184, aus denen die Abtastwerte auszulesen sind, wird dadurch bestimmt, welche beiden der Signal M 1, M 2 und M 3 sich auf einem niedrigen Pegel befinden. Gemäß Fig. 6 werden die Signal M 1, M 2 bzw. M 3 den Aus­ gangsfreigabe-Anschlüssen der Linienspeicher 180, 182 und 184 zuge­ führt. Wenn sich M 1 auf einem hohen Pegel befindet, wird der Linienspeicher 180 für den Empfang von Daten freigegeben, während sein Ausgangskanal gesperrt ist, so daß keine Daten aus ihm ausge­ lesen werden können. M 2 und M 3 sind dann auf einem niedrigen Pegel und verhindern, daß die Linienspeicher 182 und 184 Daten empfangen können. Jedoch öffnen M 2 und M 3 den Ausgangskanal der Linien­ speicher 182 bzw. 184, so daß Daten aus ihnen an Adressen ausge­ lesen werden können, die durch die Zähler 198 und 200 vorgegeben werden. The selection of two of the line memories 180 , 182 and 184 from which the samples are to be read is determined by which two of the signals M 1 , M 2 and M 3 are at a low level. Referring to FIG. 6, the signal M 1, M 2 and M 3 are the off ratio enabling terminals of the line memories 180, 182 and 184, respectively. When M 1 is at a high level, line memory 180 is enabled to receive data while its output channel is blocked so that no data can be read from it. M 2 and M 3 are then low and prevent line memories 182 and 184 from receiving data. However, M 2 and M 3 open the output channel of the line memories 182 and 184 , respectively, so that data can be read out from them at addresses which are predetermined by the counters 198 and 200 .

Es ist erkennbar, daß sich die äußere Radiuslinie an der linken Seite in der linken Hälfte eines Sektors und an der rechten Seite in der rechten Hälfte des Sektors befindet. Im vorliegenden speziellen Ausführungsbeispiels der Erfindung bezieht sich das Signal COUNT immer auf die äußere Linie, so daß die Abtast­ werte von der äußeren Linie von denen der inneren Linie ge­ trennt werden müssen. Diese Funktion wird durch Multiplexer 360 und 362 durchgeführt. Verschiedene Eingänge jedes Multiplexers sind mit dem jeweiligen I/O-Kanälen der Linienspeicher 180, 182 bzw. 184 verbunden und werden wie unten beschrieben so gesteuert, daß der Multiplexer 360 Abtastwerte von der äußeren Radiuslinie auf eine Sammelleitung OL gibt und der Multiplexer 362 Abtast­ werte von der inneren Radiuslinie auf eine Sammelleitung IL gibt.It can be seen that the outer radius line is on the left side in the left half of a sector and on the right side in the right half of the sector. In the present specific embodiment of the invention, the signal COUNT always relates to the outer line, so that the samples from the outer line must be separated from those of the inner line. This function is performed by multiplexers 360 and 362 . Different inputs of each multiplexer are connected to the respective I / O channels of the line memories 180 , 182 and 184 and are controlled as described below so that the multiplexer gives 360 samples from the outer radius line to a bus OL and the multiplexer 362 samples from the inner radius line to an IL manifold.

Die Steuerung für den Multiplexer 360 besteht aus einem Inverter 363, der zwischen einer Quelle für das Signal M 2 und einem Ein­ gang eines UND-Gliedes 366 geschaltet ist, einem Inverter 368, der zwischen dem Ausgang eines Exklusiv-ODER-Gliedes 370 und den anderen Eingang des UND-Gliedes 366 geschaltet ist, wobei den Eingängen des Exklusiv-ODER-Gliedes 370 die Signale SIGN und M 1 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Gliedes 370 wird außerdem einem Eingang eines UND-Gliedes 372 zugeführt, dessen anderem Eingang das Signal M 3 über einen Inverter 374 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 366 wird dem Eingang LSB, Auswahl A des Multiplexers 360 zugeführt, und das Ausgangssignal des UND-Gliedes 373 wird dem Eingang MSB, Auswahl B des Multiplexers 360 zugeführt. Mit diesen Verbindungen werden die äußeren Linien wie in der Tabelle gemäß Fig. 6A dargestellt ausgewählt und der Sammelleitung OL für die äußere Linie zugeführt.The control for the multiplexer 360 consists of an inverter 363 , which is connected between a source for the signal M 2 and an input of an AND gate 366 , an inverter 368 , which is between the output of an exclusive-OR gate 370 and the is connected to the other input of the AND gate 366 , the signals SIGN and M 1 being fed to the inputs of the exclusive OR gate 370 . The output signal of the exclusive OR gate 370 is also fed to an input of an AND gate 372 , the other input of which is fed to the signal M 3 via an inverter 374 . The output signal of the AND gate 366 is fed to the input LSB , selection A of the multiplexer 360 , and the output signal of the AND gate 373 is fed to the input MSB , selection B of the multiplexer 360 . With these connections, the outer lines are selected as shown in the table according to FIG. 6A and fed to the collecting line OL for the outer line.

Die Steuerung für den Multiplexer 362 besteht aus einem Inverter 376 zwischen eine Quelle für das Signal M 3 und einem Eingang eines UND-Gliedes 378 geschaltet ist, einem Inverter 380, der zwischen eine Quelle für M 2 und einen Eingang eines UND-Gliedes 382 geschaltet ist, sowie einem Exklusiv-ODER-Glied 383, dessen einer Eingang mit einer Quelle für SIGN, dessen anderer Eingang mit einer Quelle für M 1 und dessen Ausgang mit einem Eingang eines UND-Gliedes 382 und außerdem über einen Inverter 384 mit einem Eingang des UND-Gliedes 378 verbunden ist. Der Ausgang des UND- Gliedes 378 ist mit dem Eingang MSB Auswahl B des Multiplexers 382 verbunden, und der Ausgang des UND-Gliedes 382 ist mit dem Eingang LSB, Auswahl A des Multiplexers 362 verbunden. Mit diesen Verbindungen wird die innere Linie wie in Fig. 6B dargestellt ausgewählt und der Sammelleitung IL für die innere Linie zuge­ führt.The control for the multiplexer 362 consists of an inverter 376 connected between a source for the signal M 3 and an input of an AND gate 378 , an inverter 380 which is connected between a source for M 2 and an input of an AND gate 382 is, and an exclusive OR gate 383 , one input with a source for SIGN , the other input with a source for M 1 and the output with an input of an AND gate 382 and also via an inverter 384 with an input of the AND gate 378 is connected. The output of the AND gate 378 is connected to the MSB selection B input of the multiplexer 382 , and the output of the AND gate 382 is connected to the LSB selection A input of the multiplexer 362 . With these connections, the inner line is selected as shown in Fig. 6B and supplied to the bus line IL for the inner line.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, ist die Ausgangsleitung OL vom Multiplexer 360 mit dem Eingang eines Schieberegisters 386 ver­ bunden, und die Ausgangsleitung IL vom Multiplexer 362 ist mit einem Schieberegister 388 verbunden. Die Ausgänge Q A und Q B des Schieberegisters 386 liefern aufeinanderfolgende Daten­ punkte auf der äußeren Linie an eine noch zu beschreibende Ein richtung zum Ableiten eines ersten interpolierten Datenzwischen­ wertes, und die Ausgänge Q A und Q B des Schieberegisters 388 liefern aufeinanderfolgende Datenpunkte auf der inneren Linie an eine noch zu beschreibende Einrichtung zum Ableiten eines zweiten interpolierten Datenzwischenwertes.As is apparent from Fig. 10, the output line OL by the multiplexer 360 to the input of shift register 386 is connected ver, and the output line IL from the multiplexer 362 is connected to a shift register 388th The Q A and Q B outputs of shift register 386 provide successive data points on the outer line to a device to be described for deriving a first interpolated intermediate value, and the Q A and Q B outputs of shift register 388 provide successive data points on the inner line Line to a device to be described for deriving a second interpolated intermediate data value.

Auswahl von Abtastwerten aus den LinienspeichernSelection of samples from the line memories

Die vom Radiuszähler 294 in Fig. 8 gelieferten Signale INCR und DECR werden dazu benutzt, das Paar von Zählern 196, 198 und 200 (Fig. 6), die mit den Linienspeichern verbunden sind, zu veran­ lassen, daß sie vorrücken, an einem Punkt stehen bleiben oder zurücklaufen. Es sei daran erinnert, daß INCR auf einem hohen Pegel ist, wenn der Radius eines Anzeigepunktes größer als der eines Abtastwertes wird, wie bei einem Schritt von DP₇ nach DP₈ (Fig. 9), und daß DECR einen hohen Pegel annimmt, wenn der Radius eines Anzeigepunktes kleiner als der eines Abtastwertes wird, wie bei dem Schritt von DP₆ nach DP₇. Wenn der ganzzahlige Anteil des Radius unverändert bleibt, wie bei einem Schritt von DP₅ nach DP₆, bleiben sowohl INCR als auch DECR auf einem nie­ rigen Pegel, so daß sich die Zählerstände nicht verändern. Wie noch beschrieben wird, können sich die Zähler nicht verändern, bis in noch zu beschreibender Weise ein Signal SHIFT gegeben wird. SHIFT wird auf jeden hohen Pegel von INCR und DECR hin gegeben.The INCR and DECR signals provided by radius counter 294 in Fig. 8 are used to cause the pair of counters 196 , 198 and 200 ( Fig. 6) connected to line memories to advance at one point stop or run back. Recall that INCR is high when the radius of a display point becomes larger than that of a sample, as in a step from DP ₇ to DP ₈ ( Fig. 9), and that DECR goes high when the radius of a display point becomes smaller than that of a sample, as in the step from DP ₆ to DP ₇. If the integer part of the radius remains unchanged, as in a step from DP ₅ to DP ₆, both INCR and DECR remain at a never-ending level so that the counter readings do not change. As will be described later, the counters cannot change until a SHIFT signal is given in a manner to be described. SHIFT is given to every high level of INCR and DECR .

Beim Beginn einer Linie liegt eine besondere Situation vor, da, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, INCR und DECR auf einem niedrigen Pegel sind, bis ein Anzeigepunkt einen Radius hat, der größer als der der Abtastwerte S₁₁ und S 11′ ist. Daher können weder INCR noch DECR das zur Änderung der Zählerstände der den beiden gerade ge­ lesenen Speichern gemäß Fig. 6 zugeordneten Zähler benötigte Signal SHIFT bewirken. Unter diesen Umständen werden die Zähler wie folgt gesteuert.At the beginning of a line there is a special situation because, as can be seen from Fig. 3, INCR and DECR are at a low level until a display point has a radius that is larger than that of the samples S ₁₁ and S 11 ' . Therefore, neither INCR nor DECR can cause the signal SHIFT required to change the counts of the counters assigned to the two memories just read according to FIG. 6. Under these circumstances, the counters are controlled as follows.

Beim Beginn jeder Linie von vom Abtaster 134 empfangenen Daten wird am Ausgang des Zwischenspeichers 172 (Fig. 5) ein Signal STRTL er­ zeugt und dazu benutzt, die Abtastung von Anzeigepunkten zu initi­ ieren, wie in Verbindung mit Fig. 7 erläutert wurde. Das Signal STRTL wird auch dem Setzeingang des Zwischenspeichers 248 und einem zweistufigen Schieberegister 392 zugeführt. Das Schieberegister 392 wird durch NENBL freigegeben, so daß es zwei aufeinanderfolgende Impulse STRT 1 und STRT 2 mit hohem Pegel an verschiedene Eingänge eines ODER-Gliedes 396 abgibt. Im wesentlichen wird STRTL im Schieberegister 392 verzögert, wodurch zwei verzögerte Versionen von STRTL für die Eingabe in das ODER-Glied 396 erzeugt werden. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 396 wird einem Eingang eines UND-Gliedes 398 zugeführt, dessen anderem Eingang ENABLE zugeführt wird, so daß bei Koinzidenz dieser beiden Signale das UND-Glied 398 ein Signal mit hohem Pegel, nämlich SHIFT ausgibt, so daß die Zähler zählen können.At the beginning of each line of data received by the scanner 134 , a signal STRTL is generated at the output of the buffer 172 ( FIG. 5) and used to initiate the scanning of display points, as explained in connection with FIG. 7. The STRTL signal is also fed to the set input of the buffer 248 and a two-stage shift register 392 . The shift register 392 is enabled by NENBL , so that it delivers two successive pulses STRT 1 and STRT 2 at high levels to different inputs of an OR gate 396 . Essentially, STRTL is delayed in shift register 392 , creating two delayed versions of STRTL for input to OR gate 396 . The output signal of the OR gate 396 is fed to an input of an AND gate 398 , the other input of which is fed to ENABLE , so that when these two signals coincide, the AND gate 398 outputs a high-level signal, namely SHIFT , so that the counters can count.

Wenn genügend Zeit für den Aufbau der Signale RERR und R ERR für die beiden ersten Abtastwerte jeder Linie eines Schnittes ver­ strichen ist, die gleichzeitig mit STRT 1 und STRT 2 auftreten, wobei der erste Abtastwert jeder Linie beim Ursprung liegt, wird ein Signal STRTI (Interpolationsbeginn) vom Zustandsadressen-Decoder 246 (Fig. 7) auf den Rückstelleingang des Zwischenspeichers 248 gegeben. Der Zwischenspeicher 248 war durch STRTL gesetzt worden, und STRTI löscht ihn. Das Zeitintervall zwischen STRTL und STRTI ist durch WAIT bezeichnet. Wenn STRTI auftritt, gibt der Zwischen­ speicher 248 einen Zwischenspeicher 399 frei, dem die Signale INCR und DECR vom Radiuszähler 294 (Fig. 8) zugeführt werden. Nachdem INCR und DECR durch den Zwischenspeicher 399 gegangen sind, werden sie MINCR bzw. MDECR und werden verschiedenen Eingängen des ODER- Gliedes 396 zugeführt und erzeugen, wenn sie sich auf einem hohen Pegel befinden, am Ausgang des UND-Gliedes 398 ein Signal SHIFT. Zusätzlich wird das Signal MDECR einem Inverter 395 zugeführt, der ein Signal NMDECR erzeugt.When enough time has passed for the construction of the signals RERR and R ERR for the first two samples of each line of a section, which occur simultaneously with STRT 1 and STRT 2 , the first sample of each line being at the origin, a signal STRTI ( Start of interpolation) from the state address decoder 246 ( FIG. 7) to the reset input of the buffer memory 248 . Buffer 248 was set by STRTL and STRTI clears it. The time interval between STRTL and STRTI is designated by WAIT. When STRTI occurs, the latch 248 releases a latch 399 to which the INCR and DECR signals are fed from the radius counter 294 ( FIG. 8). After INCR and DECR have passed buffer 399 , they are supplied to MINCR and MDECR, respectively, and are applied to various inputs of OR gate 396 and, when at a high level, generate a SHIFT signal at the output of AND gate 398 . In addition, the MDECR signal is supplied to an inverter 395 which generates an NMDECR signal.

Steuerung der Zähler mit SHIFT Control of the counters with SHIFT

Damit die Zähler 196, 198 und 200 zählen können, müssen ihre Ein­ gänge ENT und ENP sich auf einem niedrigen Pegel befinden. Es sei angenommen, daß Abtastwerte in den Linienspeicher 180 eingelesen werden, so daß M 1 und M 2 und M 3 beide einen niedrigen Pegel haben. Bei der Erläuterung der Schreibfunktion war bemerkt worden, daß bei einem hohen signal M 1 bewirkt wird, daß der ENP-Eingang des Zählers 196 für den Linienspeicher 180 für die gesamte Linie sich auf einem niedrigen Pegel befindet, so daß dessen Zählung jedesmal vorgerückt wurde, wenn das Signal ADDEN auftrat, welches den Eingängen ENT zugeführt wird. Für die Zähler 198 und 200 sind NM 2 und NM 3 während einer ganzen Linie auf einem hohen Pegel und da sie über Inverter 197 und 199 den entsprechenden ENT-Eingängen zugeführt werden, werden während der Linie diese Eingänge auf einen niedrigen Pegel gehalten.In order for counters 196 , 198 and 200 to count, their ENT and ENP inputs must be at a low level. Assume that samples are read into line memory 180 so that M 1 and M 2 and M 3 are both low. In the explanation of the write function, it had been noted that if the signal M 1 is high, the ENP input of the counter 196 for the line memory 180 for the entire line is at a low level, so that its count has been advanced each time. when the ADDEN signal appeared which is fed to the ENT inputs. For the counters 198 and 200 , NM 2 and NM 3 are at a high level throughout an entire line and since they are fed to the corresponding ENT inputs via inverters 197 and 199 , these inputs are kept at a low level during the line.

Signale M 2+SHIFT und M 3+SHIFT werden über Inverter 400 bzw. 402 den ENP-Eingängen der Zähler 198 bzw. 200 zugeführt. M 2 und M 3 sind für die gesamte Linie auf einem niedrigen Pegel, so daß die ENP-Eingänge nicht auf einen niedrigen Pegel gehen können. Somit kann nur SHIFT bewirken, daß die Zähler 198 und 200 zählen. Die Signale M 1+SHIFT, M 2+SHIFT und M 3+SHIFT werden abgeleitet durch Zuführung von M 1, M 2 und M 3 zu Eingängen von ODER-Gliedern 408, 410 und 412, deren jeweils anderen Eingängen SHIFT zuge­ führt wird.Signals M 2 + SHIFT and M 3 + SHIFT are fed to the ENP inputs of counters 198 and 200 via inverters 400 and 402, respectively. M 2 and M 3 are at a low level for the entire line, so that the ENP inputs cannot go to a low level. Thus, only SHIFT can cause counters 198 and 200 to count. The signals M 1 + SHIFT , M 2 + SHIFT and M 3 + SHIFT are derived by supplying M 1 , M 2 and M 3 to inputs of OR gates 408 , 410 and 412 , the other inputs of which are supplied to SHIFT .

Wenn ein Linienspeicher 180, 182 oder 184 gelesen wird und die entsprechenden Zähler 196, 198 bzw. 200 auf das Signal SHIFT hin wie beschrieben zählen, zählen die Zähler nach oben, wenn sich die Signale UND₁, UND₂ und UND₃ auf einem hohen Pegel be­ finden und zählen nach unten, wenn sich UND₁, UND₂ und UND₃ auf einem niedrigen Pegel befinden. Es sei wie bei der Betrachtung der Schreibfunktion angenommen, daß die Abtastwerte gerade in den Linienspeicher 180 eingeschrieben werden, so daß M 1 auf einem hohen und M 2 und M 3 auf einem niedrigen Pegel sind. Es sei ferner angenommen, daß sich NMDECR auf einem hohen Pegel befinden. Unter diesen Bedingungen befindet sich das Ausgangssignal UND₁ des ODER-Gliedes 202 (Fig. 5) auf einem hohen Pegel, mit dem Ergebnis, daß der Zähler 196 für den Linienspeicher, in den eingeschrieben wird, wie gewünscht nach oben zählt. Das Ausgangs­ signal UND₂ des ODER-Gliedes 204 und das Ausgangssignal UND₃ des ODER-Gliedes 206 befinden sich auch auf einem hohen Pegel, so daß die Zähler 198 und 200 auf Aufwärtszählung gesetzt werden, wenn aber NMDECR auf einem niedrigen Pegel ist, werden sie auf Abwärts­ zählung gesetzt.When a line memory 180 , 182 or 184 is read and the corresponding counters 196 , 198 and 200 count on the SHIFT signal as described, the counters count up when the signals AND ₁, AND ₂ and AND ₃ are high Find levels and count down when AND ₁, AND ₂ and AND ₃ are at a low level. As in the review of the write function, assume that the samples are being written into line memory 180 so that M 1 is high and M 2 and M 3 are low. It is also assumed that NMDECR are at a high level. Under these conditions, the output signal AND ₁ of the OR gate 202 ( Fig. 5) is at a high level, with the result that the counter 196 for the line memory in which is written, counts up as desired. The output signal AND ₂ of the OR gate 204 and the output signal AND ₃ of the OR gate 206 are also at a high level, so that the counters 198 and 200 are set to count up, but when NMDECR is at a low level set them to count down.

Da die Zähler 198 und 200 aufwärts und abwärts zählen, werden die Abtastwerte an den entsprechenden Adressen der Linienspeicher 182 und 184 in den Q A -Abschnitt der Schieberegister 386 und 388 (Fig. 10) eingegeben. Das Signal SHIFT steuert außerdem die Schiebe­ register 386 und 388 über die folgende Logikschaltung in Fig. 10. SHIFT wird dem einen Eingang eines UND-Gliedes 409 und einem Eingang eines UND-Gliedes 411 zugeführt, während MDECR dem anderen Eingang des UND-Gliedes 409 und über einen Inverter 413 dem anderen Eingang des UND-Gliedes 411 zugeführt wird. Der Ausgang des UND- Gliedes 409 ist mit den Linksverschiebungs-Eingängen der Schieberegister 386 und 388 verbunden, während der Ausgang des UND-Gliedes 411 mit ihren Rechtsverschiebungs-Eingängen verbunden ist. Wenn das Signal SHIFT auf einen hohen Pegel geht und sich MDECR auf einem niedrigen Pegel befindet, bewirkt das UND-Glied 411, daß die Register die in ihnen enthaltenen Abtastwerte nach rechts verschieben und an den Eingängen neue Abtastwerte empfangen. Gehen aber SHIFT und MDECR beide auf einen hohen Pegel, bewirkt das UND-Glied 409, daß die Abtastwerte in den Registern 386 und 388 nach links verschoben werden, d. h. das Q A durch Q B , Q B durch Q C usw. ersetzt werden. Die Schieberegister 386 und 388 sind acht Worte lang und haben die Fähigkeit zur zusätzlichen Aufnahme von sechs Abtastwerten bei gleichzeitig verbleibenden zwei Worten in den Registern. SHIFT wird zweimal beim Start jeder Linie gesetzt, entsprechend der Wirkung von STRT 1 und STRT 2, die am Eingang des ODER-Gliedes 396 (Fig. 5) anstehen. Dadurch werden die ersten beiden Datenpunkte S₁₀ und S₁₁ aus Fig. 3 für die Linie R₀ und S 10′ und S 11′ für die Linie R I in die Q B - und Q A -Abschnitte ihrer entsprechenden Schieberegister 386 und 388 eingegeben. Die Interpolation kann nun vonstatten gehen, jedoch tritt keine weitere Änderung in den vier Abtastwerten auf, bis die Anzeigepunkt-Abtastsignale YINC/, XDIR einen Schritt zu einem Anzeigepunkt bewirken, der einen größeren Radius hat als der des Anzeigepunktes S₁₁, S 11′, bei welchem Punkt das Signal INCR auf einen hohen Pegel geht, wodurch bewirkt wird, daß SHIFT auf einen hohen Pegel geht und die Zähler 198 und 200 fortschaltet sowie die Schieberegister nach rechts bewegt, so daß Abtastwerte S₁₁ und S₁₂ den Ausgängen Q B und Q A des Schieberegisters 386 und Abtastwerte S 11′ und S 12′ den Ausgängen Q B und Q A des Schieberegisters 388 zugeführt werden.As counters 198 and 200 count up and down, the samples at the corresponding addresses of line memories 182 and 184 are entered into the Q A section of shift registers 386 and 388 ( Fig. 10). The SHIFT signal also controls the shift registers 386 and 388 via the following logic circuit in Fig. 10. SHIFT is applied to one input of an AND gate 409 and one input of an AND gate 411 , while MDECR to the other input of the AND gate 409 and is fed to the other input of the AND gate 411 via an inverter 413 . The output of AND gate 409 is connected to the left shift inputs of shift registers 386 and 388 , while the output of AND gate 411 is connected to their right shift inputs. When the SHIFT signal goes high and MDECR is low, the AND gate 411 causes the registers to shift the samples they contain to the right and receive new samples at the inputs. However, if SHIFT and MDECR both go high, the AND gate 409 causes the samples in registers 386 and 388 to shift to the left, ie replace Q A with Q B , Q B with Q C , and so on. Shift registers 386 and 388 are eight words long and have the ability to additionally accommodate six samples while two words remain in the registers. SHIFT is set twice at the start of each line, in accordance with the effect of STRT 1 and STRT 2 , which are present at the input of OR gate 396 ( FIG. 5). Characterized the first two data points S ₁₀ and S ₁₁ of Fig. 3 for the line R ₀ and S 10 ' and S 11' for the line R I in the Q B - and Q A sections of their corresponding shift registers 386 and 388 entered . The interpolation can now proceed, but no further change occurs in the four samples until the display point scan signals YINC /, XDIR take a step to a display point that has a larger radius than that of the display point S ₁₁, S 11 ′ , at which point the INCR signal goes high, causing SHIFT to go high and increments counters 198 and 200 and move the shift registers to the right so that samples S ₁₁ and S ₁₂ output Q B and Q A of the shift register 386 and samples S 11 ' and S 12' the outputs Q B and Q A of the shift register 388 are supplied.

Es sei nun angenommen, daß das Anzeigepunkt-Abtastsignal einen Schritt zu einem Anzeigepunkt bewirkt, dessen Radius kleiner als der von S₁₁ und S 11′, d. h. einen Schritt zurück über die jeweilige innere radiale Grenze. Das Signal DECR als auch das Signal MDECR sind nun auf einem hohen Pegel und, wenn man sich erinnert, daß sich M 2 und M 3 auf einem niedrigen Pegel befinden, ist ersichtlich, daß sich die Signale UND₂ und UND₃ auf einem niedrigen Pegel befinden, so daß die Zähler 198 und 200 auf Abwärtszählung gesetzt werden. Das Signal SHIFT bewirkt, daß die Zähler nach unten zählen und bewirkt in Kombination mit MDECR, daß die Schieberegister 386 und 388 eine Linksverschiebung vornehmen, wodurch die Anzeigepunkte S₁₀, S₁₁ und S 10′, S 11′ zurück auf die Plätze Q B bzw. Q A der Register 386 bzw. 388 gesetzt werden. Sollte der Schritt zum nächsten Anzeigepunkt eine dritte Kreuzung der Bogenlinie bewirken, auf welcher sich S₁₁ und S 11′ befinden, verursachen die von den Registern verlorenen Abtastwerte S₁₂ und S 12′ kein Problem, da die nächsten Punkte von den Linienspeichern 182 und 184 die Abtastwerte S₁₂ und S 12′ sind, da die Leseadresse durch SHIFT wie zuvor beschrieben gesteuert wird.It is now assumed that the display point scanning signal effects a step to a display point whose radius is smaller than that of S ₁₁ and S 11 ' , ie one step back over the respective inner radial limit. The DECR signal as well as the MDECR signal are now at a high level and, if one remembers that M 2 and M 3 are at a low level, it can be seen that the signals AND ₂ and AND ₃ are at a low level are located so that counters 198 and 200 are set to count down. The signal SHIFT causes the counters to count down and, in combination with MDECR , causes the shift registers 386 and 388 to shift left, causing the display points S ₁₀, S ₁₁ and S 10 ' , S 11' back to the places Q B or Q A of registers 386 and 388 , respectively. If the step to the next display point causes a third crossing of the arc line on which S ₁₁ and S 11 ' are located, the sample values S ₁₂ and S 12' lost from the registers cause no problem, since the next points from the line memories 182 and 184 the samples S ₁₂ and S 12 ' are because the read address is controlled by SHIFT as previously described.

Interpolationinterpolation

Es sei nun auf Fig. 10 Bezug genommen. Die Abtastwerte an den Ausgängen Q A und Q B des Schieberegisters 386 werden Multiplizier- ROMs 414 bzw. 416 zugeführt, und die Abtastwerte an den Ausgängen Q A und Q B des Schieberegisters 388 werden Multiplizier-ROMs 418 bzw. 420 zugeführt. Das Signal RERR, das die radiale Position des Anzeigepunktes darstellt, wird nach Zwischenspeicherung in 415 allen vier ROMs zugeführt. Die Datenabtastwerte sind durch Fünf- Bit-Zahlen dargestellt, wie es auch beim Signal RERR der Fall ist, welches selbstverständlich ein Bruch ist. Die ROMs sind für die passende Multiplikation von RERR · Q A -Wert in 416 und 420 und von (1-RERR) · Q B -Wert in 414 und 418 programmiert. Das Ausgangssignal des ROMs 414 wird durch einen Zwischenspeicher 414′ auf einen Eingang eines Addierers 422 gegeben, und das Ausgangssignal des ROMs 416 wird durch einen Zwischenspeicher 416′ auf den anderen Eingang des Addierers 422 gegeben, so daß dessen Ausgangssignal der erste interpolierte Datenzwischenwert ist. In ähnlicher Weise werden die Ausgangssignale der ROMs 418 und 420 durch Zwischenspeicher 418′ bzw. 420′ den Eingängen eines Addierers 424 zugeführt, so daß dessen Ausgangssignal der zweite interpolierte Datenzwischenwert ist.Reference is now made to FIG. 10. The samples at outputs Q A and Q B of shift register 386 are applied to multiplier ROMs 414 and 416 , and the samples at outputs Q A and Q B of shift register 388 are supplied to multiplier ROMs 418 and 420, respectively. The signal RERR , which represents the radial position of the display point, is applied to all four ROMs after buffering in 415 . The data samples are represented by five-bit numbers, as is the case with the RERR signal, which is of course a fraction. The ROMs are programmed for the appropriate multiplication of RERR · Q A value in 416 and 420 and of (1- RERR) · Q B value in 414 and 418 . The output signal of the ROM 414 is given by a buffer 414 ' to one input of an adder 422 , and the output signal of the ROM 416 is given by a buffer 416' to the other input of the adder 422 , so that its output signal is the first interpolated intermediate data value. Similarly, the outputs of the ROMs 418 and 420 are fed through latches 418 ' and 420' to the inputs of an adder 424 so that its output is the second interpolated intermediate value.

Der erste und der zweite interpolierte Datenzwischenwert I₁ und I₂ werden über Zwischenspeicher 422′ und 424′ den Eingängen von Multiplizier-ROMs 426 bzw. 428 zugeführt. Das Signal R ERR vom Ausgang des Zwischenspeichers 354 in Fig. 8 wird den Multiplizier- ROMs 426 und 428 nach Durchgang durch Zwischenspeicher 430, 432 und 434 zugeführt, so daß an den Ausgängen der ROMs 426 und 428 die entsprechenden Beiträge des ersten und des zweiten interpolierten Datenzwischenwertes zum endgültigen Datenwert erzeugt werden. Das ROM 426 führt die Multiplikation von 1-R ERR mit dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers 422′ durch, und das ROM 428 führt die Multiplikation von R ERR mit dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers 424′ durch. Zwischenspeicher 426′ und 428′ sind zwischen die Ausgänge der ROMs 426 bzw. 428 und verschiedene Eingänge eines Addierers 436 geschaltet, so daß an dessen Ausgang der endgültige interpolierte Datenwert erzeugt wird. Nach Durchgang durch Zwischenspeicher 438 und 440 und einen Puffer 441 wird der endgültige interpolierte Datenwert den x- und y-Adressen im Anzeigespeicher DM′ zugeführt, welche von den x- und y-Sektoradressenzählern 249 und 252 (Fig. 7) festgelegt wurden, vorausgesetzt, daß der Anzeigepunkt sich winkelmäßig und radial innerhalb des Schnittes befindet, eine Tatsache, die durch NVALD am Ausgang des UND-Gliedes 306 (Fig. 8) mit einem hohen Pegel angezeigt wird. Der Speicher DM′ wird durch eine Lesesteuerung 442 in jeder gewünschten Weise abgetastet, und die Signale werden einer Anzeige 444 zugeführt, so daß ein Abbild erzeugt wird, das frei von Moir´- Mustern und anderen Störsignalen ist, die in Bildern anderer Abbildungssysteme vorhanden sind.The first and the second interpolated intermediate data I ₁ and I ₂ are supplied via latches 422 ' and 424' to the inputs of multiplier ROMs 426 and 428, respectively. Signal R ERR from the output of latch 354 in Fig. 8 is applied to multiplier ROMs 426 and 428 after passing through latches 430, 432 and 434 so that the outputs of ROMs 426 and 428 have the corresponding contributions of the first and second interpolated intermediate data value are generated to the final data value. The ROM 426 performs the multiplication of 1- R ERR by the output of the latch 422 ' , and the ROM 428 performs the multiplication of R ERR by the output of the latch 424' . Buffer 426 ' and 428' are connected between the outputs of the ROMs 426 and 428 and various inputs of an adder 436 , so that the final interpolated data value is generated at its output. After passing through buffers 438 and 440 and a buffer 441 , the final interpolated data is provided to the x and y addresses in display memory DM ' , which were determined by the x and y sector address counters 249 and 252 ( Fig. 7) that the display point is angularly and radially within the cut, a fact indicated by NVALD at the output of AND gate 306 ( FIG. 8) at a high level. The memory DM ' is scanned by a read controller 442 in any desired manner and the signals are applied to a display 444 so that an image is produced which is free from moiré patterns and other interference signals which are present in images from other imaging systems .

Zusammenfassung der BetriebsweiseSummary of operation

Die folgende Tabelle zeigt die Werte des Radius, COUNT und XHAT sowie die Zustände der Anzeigepunkt-Abtaststeuersignale XDIR und YINC/, und INCR, DECR, XUP/DN, XCNT und YCNT für die Anzeigepunkte DP₅ bis DP₁₄ (Fig. 9), wobei DP₅ der Anfangsanzeigepunkt ist mit den Anfangswerten für Radius, COUNT und XHAT von R i , C i und XH i . Gewöhnlich ist der Anfangszeitpunkt beim Ursprung des Sektors, bei welchem alle diese Werte Null sind, jedoch könnte die rekursive Addition auch bei jedem anderen Anzeigepunkt beginnen, für den die Werte entsprechend bekannt sind. Wie zuvor festgestellt wurde, bezeichnet XDIR=1 einen Schritt weg von der Mitte des Sektors, YINC/=0 einen Schritt längs der x-Achse und YINC/=1 einen Schritt längs der y-Achse vom Ursprung weg. INCR und DECR können beide 0 sein, wenn Schritte von einem Anzeigepunkt zu einem anderen nicht die radiale Grenze eines Unter-Schnittes kreuzen. Ist eines dieser Signale 1, kreuzt der Schritt eine solche Grenze, Werte von 1 für XCNT und YCNT bezeichnen einen Schritt längs der entsprechenden Achse.The following table shows the values of the radius, COUNT and XHAT and the states of the display point scan control signals XDIR and YINC /, and INCR, DECR, XUP / DN, XCNT and YCNT for the display points DP ₅ to DP ₁₄ ( Fig. 9), where DP ₅ is the initial display point with the initial values for radius, COUNT and XHAT of R i , C i and XH i . Usually the starting point is at the origin of the sector where all these values are zero, but the recursive addition could also start at any other display point for which the values are known accordingly. As previously stated, XDIR = 1 denotes a step away from the center of the sector, YINC / = 0 a step along the x axis and YINC / = 1 a step along the y axis from the origin. INCR and DECR can both be 0 if steps from one display point to another do not cross the radial boundary of an undercut . If one of these signals is 1, the step crosses such a limit, values of 1 for XCNT and YCNT indicate a step along the corresponding axis.

Als weitere Hilfe zum Verständnis der Betriebsweise des bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5, 6, 7, 8 und 10 dienen Fig. 11 und 12, die die Zeitfolge der verschiedenen benutzten Signale zeigen. Die Punkte in der Schaltung, an denen diese Signale auftreten, sind durch entsprechende Buchstaben in einem Kreis bezeichnet. As a further aid to understanding the operation of the preferred embodiment according to Fig. 5, 6, 7, 8 and 10 serve Fig. 11 and 12, which show the timing of various signals used. The points in the circuit at which these signals occur are identified by corresponding letters in a circle.

Alternative Ausführungsformen und BetriebsweisenAlternative embodiments and modes of operation

Zur Erhöhung der Auflösung eines Teils des Abbildes, z. B. in der Mitte, können die Radiuslinien des Abtasters in diesem Bereich enger zusammenliegend gemacht werden. Das Abtast-Wandlersystem gemäß der Erfindung könnte sich einem solchen Format anpassen, indem die Einsen und Nullen im Speicher der Zustandsmaschine gemäß Fig. 7 geändert würden, so daß Abtaststeuersignale zur Auswahl passender Anzeigepunkte vorgesehen würden, sowie durch Änderung der gespeicherten Werte der verschiedenen trigonometrischen Funktionen.To increase the resolution of part of the image, e.g. B. in the middle, the radius lines of the scanner can be made closer together in this area. The scan converter system according to the invention could adapt to such a format by changing the ones and zeros in the memory of the state machine of Fig. 7 to provide scan control signals to select suitable display points, and by changing the stored values of the various trigonometric functions .

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist die Abtastgeschwindigkeit von A/D- Wandlern so, daß es wünschenswert ist, längs der radialen Richtung zu interpolieren, jedoch ist der Fortschritt in der Halbleitertechnik derart, wesentlich höhere Abtastgeschwindigkeiten erwartet werden können, so daß eine solche Interpolation nicht benötigt wird. In einem solchen Falle wäre es immer noch notwendig, INCR und DECR zu bestimmen, so daß richtige Abtastwerte, je einer von jeder Radiuslinie, ausgewählt werden können. Auch wäre es weiterhin erforderlich, die winkelmäßige Interpolation durchzuführen. Das beschriebene System würde in dieser Weise arbeiten, wenn das Signal RERR auf Null gesetzt würde.At the present time, the scanning speed of A / D converters is such that it is desirable to interpolate along the radial direction, but the progress in semiconductor technology is such that much higher scanning speeds can be expected so that such interpolation is not required . In such a case it would still be necessary to determine INCR and DECR so that correct samples, one from each radius line, can be selected. It would also be necessary to carry out the angular interpolation. The system described would work this way if the RERR signal were set to zero.

Fig. 13 zeigt eine Abwandlung des Systems, bei welchem die ROMs 414, 416 aus Fig. 10 durch ein ROM 446, die ROMs 418 und 420 durch ein ROM 448 und die ROMs 426 und 428 durch ein ROM 450 ersetzt sind. Im Interesse der Klarheit wurden die Zwischenspeicher weggelassen. Die ROMs 446, 448 und 450 sind identisch. Jedes enthält ein anderes gespeichertes Ausgangssignal für alle Kombinationen des Fehlersignals, sei es RERR oder R ERR, sowie die möglichen Werte der Abtastwerte. Wie dargestellt, wird das Signal RERR den ROMs 446 und 448 zugeführt, und das Signal R ERR wird dem ROM 450 zugeführt, so daß die ersten interpolierten Datenzwischenwerte I₁ und I₂ an der radialen Position jedes Anzeigepunktes abgeleitet werden und der endgültige interpolierte Datenwert FDP bei der Winkelposition des Anzeigepunktes abgeleitet wird. In diesem Falle wären die Abtastwerte S₁ und S₂ diejenigen längs einer Radiuslinie eines Schnittes, und die Abtastwerte S₃ und S₄ lägen längs der anderen Radiuslinie. Wie zuvor jedoch beschrieben wurde, könnte das Signal R ERR den ROMs 446 und 448 und das Signal RERR dem ROM 450 zugeführt werden, so daß der erste und der zweite interpolierte Datenzwischenwert I₁′ und I₂′ sich an der Winkelposition des Anzeigepunktes befinden. In diesem Falle befinden sich S₁ und S₂ längs eines Bogens und S₃ und S₄ längs eines anderen Bogens. FIG. 13 shows a modification of the system in which the ROMs 414, 416 of FIG. 10 are replaced by a ROM 446 , the ROMs 418 and 420 by a ROM 448 and the ROMs 426 and 428 by a ROM 450 . The buffers have been omitted for the sake of clarity. ROMs 446, 448 and 450 are identical. Each contains a different stored output signal for all combinations of the error signal, be it RERR or R ERR , and the possible values of the samples. As shown, the RERR signal is applied to the ROMs 446 and 448 and the R ERR signal is applied to the ROM 450 so that the first interpolated intermediate data values I 1 and I 2 at the radial position of each display point are derived and the final interpolated data value FDP is derived at the angular position of the display point. In this case, the samples S ₁ and S ₂ would be those along one radius line of a section, and the samples S ₃ and S ₄ would be along the other radius line. However, as previously described, the signal R ERR could be supplied to the ROMs 446 and 448 and the signal RERR to the ROM 450 so that the first and second interpolated intermediate data values I ₁ 'and I ₂' are at the angular position of the display point. In this case there are S ₁ and S ₂ along one arc and S ₃ and S ₄ along another arc.

Fig. 14 zeigt ein einzelnes Halbleiterelement 452, das intern alle Funktionen der drei Elemente 446, 448 und 450 in Fig. 13 ausführt. FIG. 14 shows a single semiconductor element 452 that internally performs all functions of the three elements 446, 448 and 450 in FIG. 13.

Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Signale RERR und R ERR nicht aktiv abgeleitet werden, wenn die Anzeigepunkte eines Schnittes abgetastet werden. Vielmehr wurden die Werte von RERR und R ERR für jeden Anzeigepunkt vorher ermittelt und sind in einem ROM 454 gespeichert. Die Anzeigepunkt-Abtaststeuersignale XDIR und YINC/ werden von einer Einrichtung 456 geliefert, und die x-, y-Adresse jedes Anzeigepunktes wird durch Zähler 458 und 460 in der oben erklärten Weise bestimmt. Das Signal STRTL wird dem ROM 454 zugeführt, und zur Verringerung der Anzahl der benötigten Anschlüsse kann das die erste Linie eines Sektors darstellende Wort von einer Einrichtung 462 zur Erzeugung eines Signals bei Beginn jeder Sektorabtastung benutzt werden, so daß sich eine Synchronisation erzielen läßt. Aus der x-, y- Adresse eines Anzeigepunktes wählt das ROM 454 die passenden gespeicherten Werte von INCR und DECR, die benutzt werden, wie es in der Beschreibung der Fig. 5, 6, 8 und 10 erläutert wurde, um die richtigen Abtastwerte S₁, S₂, S₃ und S₄ von den Linienspeichern auszuwählen. Im ROM 454 sind die endgültigen Datenwerte für alle möglichen Kombinationen von RERR, R ERR für jeden Anzeigepunkt und DATA gespeichert. Der geeignete endgültige Datenwert wird für jeden Punkt aus den digitalen Werten von RERR, R ERR und DATA ausgewählt. Das ROM 454 ist somit eine Einrichtung, die auf den Abtastwert und die Anzeigepunkt-Abtaststeuersignale hin den endgültigen interpolierten Datenwert für jeden Anzeigepunkt bestimmt. FIG. 15 shows an embodiment of the invention in which the signals RERR and R ERR are not actively derived when the display points of a cut are scanned. Rather, the values of RERR and R ERR for each display point were previously determined and are stored in a ROM 454 . The display point scan control signals XDIR and YINC / are provided by means 456 and the x, y address of each display point is determined by counters 458 and 460 in the manner explained above. The STRTL signal is applied to the ROM 454 , and to reduce the number of connections required, the word representing the first line of a sector can be used by means 462 for generating a signal at the start of each sector scan so that synchronization can be achieved. From the x, y address of a display point, the ROM 454 selects the appropriate stored values of INCR and DECR , which are used as explained in the description of FIGS. 5, 6, 8 and 10 to obtain the correct samples S. Select ₁, S ₂, S ₃ and S ₄ from the line memories. The final data values for all possible combinations of RERR , R ERR for each display point and DATA are stored in the ROM 454 . The appropriate final data value is selected for each point from the digital values of RERR , R ERR and DATA . The ROM 454 is thus a device that, based on the sample value and the display point sample control signals, determines the final interpolated data value for each display point.

Das erfindunsgemäße Abtast-Wandlersystem eignet sich zur Vergrößerung eines ausgewählten Teils des Abbildes, welches zwischen zwei beliebigen Radiuslinien und innerhalb eines gegebenen Radiusbereichs liegt. Wie in einer Zusatzanmeldung beschrieben werden wird, läßt sich dies dadurch erreichen, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Anzeigemarke zur Identifizierung der Radiuslinien und des Radiusbereichs enthalten, eine Einrichtung vorgesehen ist zum Dividieren von RERR für jeden Anzeigepunkt im kleineren Teil des Abbildes durch einen Vergrößerungsfaktor m, sowie eine Einrichtung vorgesehen ist zum Multiplizieren von XHAT und COUNT für jeden Anzeigepunkt in dem kleineren Bereich mit m. Es wäre auch möglich, den kleineren Teil des Abbildes schneller abzutasten, um dort klarere Bilder von schnell bewegten Objekten zu erhalten.The scanning transducer system according to the invention is suitable for enlarging a selected part of the image which lies between any two radius lines and within a given radius range. As will be described in a supplementary application, this can be achieved in that means are provided which contain a display mark for identifying the radius lines and the radius area, and means are provided for dividing RERR for each display point in the smaller part of the image by an enlargement factor m, and a device is provided for multiplying XHAT and COUNT for each display point in the smaller area by m. It would also be possible to scan the smaller part of the image faster in order to obtain clearer images of fast-moving objects there.

Statt eine einzelne radiale Position zu benutzen, könnte man auch in folgender Weise zwei radiale Positionen berechnen. Für jede Linie innerhalb des Sektors würden dann zwei mit Δ R₂ und Δ R₁ bezeichnete Konstanten ausgewählt. Δ R₂ würde einem ersten Akkumulator und Δ R₁ würde einem zweiten Akkumulator zugeführt. Diese beiden Akkumulatoren würden immer dann aktualisiert, wenn vom Anzeigepunkt-Abtastsignal eine Bewegung in y-Richtung angezeigt würde. Der erste Akkumulator würde R₂ bei der Berechnung des Radius benutzen, der dem Abstand vom Sektorscheitel längs der äußeren Linie zum Schnittpunkt der Zeile entspricht, wo sich der laufende Anzeigepunkt DP befindet. Der zweite Akkumulator würde R₁ bei der Berechnung des Radius benutzen, der dem Abstand vom Sektorscheitel längs der inneren Linie zum Schnittpunkt derselben Zeile entspricht, wie oben beschrieben wurde. Jeder Radiuszähler würde seine eigenen Signale INCR und DECR für die geeignete Bewegung der beiden Schieberegister erzeugen, so daß die an den Ausgängen Q A und Q B jedes Schieberegisters anstehenden Daten ihre entsprechende Radiusberechnung begrenzen würden. Die beiden Radiusberechnungen würden wiederum zwei RERR- Signale erzeugen, die man für die äußere Linie mit RERR′′ o und für die innere Linie RERR′′ i nennen könnte. Diese Signale würden zur Interpolation der an jedem Schieberegister anstehenden Daten benutzt. Das Endergebnis des obengenannten Vorgehens wären zwei interpolierte Datenzwischenwerte, die jeweils durch zwei Abtastwerte begrenzt wären, die nicht notwendigerweise die gleiche radiale Versetzung vom Scheitelpunkt haben. Die interpolierten Datenzwischenwerte würden am Schnittpunkt der laufenden Zeile der Ausgangsanzeige und der beiden Abtastlinien liegen, die gerade aus den Linienspeichern ausgelesen werden.Instead of using a single radial position, two radial positions could also be calculated in the following way. For each line within the sector, two constants designated Δ R ₂ and Δ R ₁ would then be selected. Δ R ₂ would be a first accumulator and Δ R ₁ would be supplied to a second accumulator. These two accumulators would be updated whenever a movement in the y direction was indicated by the display point scanning signal. The first accumulator would use R ₂ in the calculation of the radius, which corresponds to the distance from the sector apex along the outer line to the intersection of the line where the current display point DP is located. The second accumulator would use R ₁ in the calculation of the radius corresponding to the distance from the sector apex along the inner line to the intersection of the same line, as described above. Each radius counter would generate its own INCR and DECR signals for the appropriate movement of the two shift registers so that the data pending at the Q A and Q B outputs of each shift register would limit their corresponding radius calculation. The two radius calculations would in turn generate two RERR signals, which one could call RERR ′ ′ o for the outer line and RERR ′ ′ i for the inner line. These signals would be used to interpolate the data pending at each shift register. The end result of the above procedure would be two interpolated intermediate data values, each of which would be limited by two samples, which do not necessarily have the same radial offset from the vertex. The interpolated intermediate data values would lie at the intersection of the current line of the output display and the two scan lines which are currently being read out from the line memories.

Diese beiden Datenzwischenwerte werden dann in einer Weise benutzt, die analog der vorbeschriebenen Methode zur Korrektur von R ERR ist, wobei hauptsächlich die Signale COUNT und XHAT benutzt werden.These two intermediate data values are then used in a manner which is analogous to the above-described method for correcting R ERR , the signals COUNT and XHAT being mainly used.

Das Endergebnis ist dann ein endgültiger Datenwert, der abgeleitet wird unter Benutzung von COUNT und XHAT zur Interpolation der interpolierten Datenzwischenwerte beim Schnittpunkt der laufenden Zeile von Anzeigepunkten mit den Radiuslinien eines Schnittes.The end result is then a final data value, which is derived using COUNT and XHAT to interpolate the interpolated intermediate data values at the intersection of the current line of display points with the radius lines of an intersection.

Wie in einer Zusatzanmeldung beschrieben werden wird, kann die Erweiterung eines ausgewählten Bereichs durch Multiplikation von R ERR für jeden Anzeigepunkt in diesem Bereich mit einem Vergrößerungsfaktor m sowie durch Division von RERR durch m bewirkt werden. As will be described in a supplementary application, the expansion of a selected area can be effected by multiplying R ERR for each display point in this area by an enlargement factor m and by dividing RERR by m.

Statt die innerhalb eines Paars von Radiuslinien enthaltenen Anzeigepunkte abzutasten, wäre es möglich, Anzeigepunkte in jeder gewünschten Folge durch ihre x- und y-Adressen zu identifizieren und diese Adressen einem ROM zuzuführen, welches programmiert ist mit R ERR, RERR, L# und der Nummer der Abtastdaten. Die L# und die Abtastdatennummer werden einem ROM zugeführt, in welchem die Abtastdaten gespeichert sind, so daß die richtigen vier Abtastdatenwerte für die Interpolation erhalten werden. Diese und die Werte von R ERR und RERR werden einem Interpolations-ROM zugeführt, in welches die endgültigen interpolierten Datenwerte für jede Kombination der vier Abtastdatenwerte und jede Kombination von R ERR und RERR einprogrammiert sind. Dabei ist zu bemerken, daß die interpolierten Datenzwischenwerte niemals erscheinen, obwohl sie beim Programmieren des Interpolations-ROM benutzt werden.Instead of scanning the display points contained within a pair of radius lines, it would be possible to identify display points in any desired sequence by their x and y addresses and to supply these addresses to a ROM which is programmed with R ERR, RERR, L # and the Number of the scan data. The L # and the sample data number are supplied to a ROM in which the sample data are stored so that the correct four sample data values are obtained for the interpolation. These and the values of R ERR and RERR are fed to an interpolation ROM, in which the final interpolated data values for each combination of the four sample data values and each combination of R ERR and RERR are programmed. It should be noted that the interpolated intermediate data values never appear, although they are used when programming the interpolation ROM.

Eine andere Möglichkeit für den Einsatz von ROMs besteht darin, die x- und y-Adressen jedes Anzeigepunktes einem ROM zuzuführen, in welchem R ERR, RERR, INCR und DECR gespeichert sind. Die Abtastdatenwerte werden in einem dreizeiligen Pufferspeicher gespeichert, wie beschrieben wurde, und INCR und DECR werden dem Pufferspeicher durch einen Auf/Ab-Zähler zugeführt, so daß eine richtige Folge von Abtastdatenwerten für jede Radiuslinie einem anderen Schieberegister zugeführt wird. INCR und DECR werden dann zur Betätigung des Schieberegisters wie beschrieben benutzt, so daß die richtigen vier Abtastwerte dem Interpolations-ROM zugeführt werden. R ERR und RERR werden auch dem Interpolations- ROM zugeführt, welches so programmiert ist, daß alle möglichen Kombinationen der vier Abtastdatenwerte und R ERR und RERR erzielt werden können.Another possibility for the use of ROMs is to supply the x and y addresses of each display point to a ROM in which R ERR , RERR, INCR and DECR are stored. The sample data values are stored in a three-line buffer as described, and INCR and DECR are supplied to the buffer by an up / down counter so that a correct sequence of sample data values for each radius line is supplied to a different shift register. INCR and DECR are then used to operate the shift register as described so that the correct four samples are fed to the interpolation ROM. R ERR and RERR are also fed to the interpolation ROM, which is programmed so that all possible combinations of the four sample data values and R ERR and RERR can be achieved.

In allen soweit beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung werden die Signale, die die Abtastfolge der Anzeigepunkte steuern, zuerst abgeleitet und die entsprechenden Datenabtastwerte, aus denen die endgültigen interpolierten Datenwerte für die Anzeigepunkte abzuleiten sind, werden auf die Abtastsignale hin abgeleitet. Es ist für den Fachmann aber leicht einsehbar, daß die Abtastdatenwerte auch zuerst ausgewählt werden könnten, während die Anzeigepunkte, für die die endgültigen interpolierten Datenwerte abzuleiten sind, auf die Abtastdatenwerte hin ausgewählt werden könnten. Es ist nur erforderlich, daß die Abtastdaten und die Anzeigepunkte eine derartige Beziehung zueinander haben, daß die beim Ableiten der endgültigen interpolierten Datenwerte für einen Anzeigepunkt benutzten Abtastwerte einen Bereich definieren, der den Anzeigepunkt enthält.In all the embodiments of the invention described so far the signals that control the scan sequence of the display points, first derived and the corresponding data samples from which derive the final interpolated data values for the display points are derived in response to the scanning signals. It it is easy for the person skilled in the art to see that the sample data values could also be selected first while the display points, for deriving the final interpolated data values on which sample data values could be selected. It is only necessary that the sample data and the display points have such a relationship to one another that when deriving the final interpolated data values for a display point used samples define an area that is the display point contains.

Claims (11)

1. Schaltung zum Transformieren von ersten Datenwerten, die den Schnittpunkten zwischen den Radialstrahlen und den zum Ursprung der Radialstrahlen konzentrischen Kreisbögen eines Polarkoordinatensystems zugeordnet sind, in zweite Datenwerte, die den in den Zeilen und Spalten eines kartesischen Koordinatensystems angeordneten Bildpunkten zugeordnet sind, mit einem Speicher für die ersten Datenwerte und einer Abrufeinrichtung zum Auslesen ausgewählter erster Datenwerte aus dem Speicher und Bilden der zweiten Datenwerte in Abhängigkeit von der Darstellung der im kartesischen Koordinatensystem angeordneten Bildpunkte, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrufeinrichtung Lesesteuerung (82) für jeden Bildpunkt aus dem Speicher (40) mindestens vier erste Datenwerte ausliest, die den Schnittpunkten zwischen zwei Radialstrahlen und zwei Kreisbögen zugeordnet sind, welche Schnittpunkte ein den jeweiligen Bildpunkt einschließendes Viereck definieren, und daß eine Rechenschaltung (112, 114, 116) vorhanden ist, die den dem jeweiligen Bildpunkt zugeordneten zweiten Datenwert durch Interpolation der ausgelesenen vier ersten Datenwerte berechnet. 1. Circuit for transforming first data values, which are assigned to the intersection points between the radial rays and the arcs of a polar coordinate system concentric to the origin of the radial rays, into second data values, which are assigned to the pixels arranged in the rows and columns of a Cartesian coordinate system, with a memory for the first data values and a retrieval device for reading out selected first data values from the memory and forming the second data values depending on the representation of the pixels arranged in the Cartesian coordinate system, characterized in that the retrieval device read control ( 82) for each pixel from the memory ( 40 ) reads out at least four first data values, which are assigned to the intersection points between two radial beams and two circular arcs, which intersection points define a square enclosing the respective pixel, and that a computing circuit ( 112, 114, 116 ) is present which calculates the second data value assigned to the respective pixel by interpolation of the four first data values read out. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung eine erste Einrichtung (112), die aus zwei ersten Datenwerten, die zwei auf der einen Seite des Bildpunktes liegenden Schnittpunkten entsprechen, einen ersten interpolierten Datenzwischenwert berechnet, eine zweite Einrichtung (114), die aus zwei anderen Datenwerten, die zwei auf der anderen Seite des Bildpunktes liegenden Schnittpunkten entsprechen, einen zweiten interpolierten Datenzwischenwert berechnet, und eine Einrichtung (116), die aus den beiden interpolierten Datenzwischenwerten den dem Bildpunkt zugeordneten zweiten Datenwert berechnet, umfaßt.2. Circuit according to claim 1, characterized in that the computing circuit calculates a first device ( 112 ), a second device ( 114 ) from two first data values, which correspond to two intersection points lying on one side of the pixel, a first interpolated data value. which calculates a second interpolated intermediate data value from two other data values which correspond to two intersection points lying on the other side of the pixel, and means ( 116 ) which calculates the second data value assigned to the pixel from the two interpolated intermediate data values. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (104) zum Erzeugen eines Signals vorgesehen ist, das die Winkelposition des jeweiligen Bildpunktes in bezug auf den Abstand zwischen den beiden diesem Bildpunkt benachbarten Radialstrahlen darstellt, daß die Einrichtung (112) zum Berechnen des ersten interpolierten Datenzwischenwertes eine Interpolation zwischen zwei Datenwerten vornimmt, die zwei Schnittpunkten auf dem einen der beiden dem Bildpunkt benachbarten Radialstrahlen der Polarkoordinaten entsprechen, daß die Einrichtung (114) zum Berechnen des zweiten interpolierten Datenzwischenwertes eine Interpolation zwischen zwei Datenwerten vornimmt, die zwei Schnittpunkten auf dem anderen der beiden dem Bildpunkt benachbarten Radialstrahlen der Polarkoordinaten entsprechen, und daß die Einrichtung (116) zum Berechnen des zweiten Datenwertes aus den beiden interpolierten Datenzwischenwerten die endgültige Interpolation entsprechend dem der Winkelposition des Bildpunktes entsprechenden Signal vornimmt. 3. A circuit according to claim 2, characterized in that a device ( 104 ) is provided for generating a signal which represents the angular position of the respective pixel in relation to the distance between the two radial beams adjacent to this pixel, that the device ( 112 ) for Calculating the first interpolated intermediate data value carries out an interpolation between two data values which correspond to two intersection points on the one of the two radial beams of the polar coordinates adjacent to the pixel, so that the means ( 114 ) for calculating the second interpolated data intermediate value performs an interpolation between two data values, the two intersection points on the other of the two radial beams adjacent to the pixel correspond to the polar coordinates, and that the device ( 116 ) for calculating the second data value from the two interpolated intermediate data values corresponds to the final interpolation corresponding to that of the angular position of the corresponding signal. 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (84) zum Erzeugen eines Signals vorgesehen ist, das die radiale Position des jeweiligen Bildpunktes darstellt und daß die Einrichtungen (112, 114) zum Berechnen der interpolierten Datenzwischenwerte diese entsprechend der radialen Position des Bildpunktes in bezug auf die radialen Positionen der Schnittpunkte bilden.4. A circuit according to claim 3, characterized in that means ( 84 ) are provided for generating a signal which represents the radial position of the respective pixel and that the means ( 112, 114 ) for calculating the interpolated intermediate data values correspond to the radial position of the image point in relation to the radial positions of the intersection points. 5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (84) zum Erzeugen eines Signals vorgesehen ist, das die radiale Position des jeweiligen Bildpunktes darstellt, daß die Einrichtung (112, S 1) zum Berechnen des ersten interpolierten Datenzwischenwertes eine Interpolation zwischen zwei Datenwerten vornimmt, die zwei Schnittpunkten auf dem einen der beiden dem Bildpunkt benachbarten Kreisbogen der Polarkoordinaten entsprechen, daß die Einrichtung (114, S 1) zum Berechnen des zweiten interpolierten Datenzwischenwertes eine Interpolation zwischen zwei Datenwerten vornimmt, die zwei Schnittpunkten auf dem anderen der beiden dem Bildpunkt benachbarten Kreisbögen der Polarkoordinaten entsprechen, und daß die Einrichtung (116) zum Berechnen des zweiten Datenwertes aus den beiden interpolierten Datenzwischenwerten die endgültige Interpolation entsprechend dem der radialen Position des Bildpunktes entsprechenden Signal (S 2) vornimmt.5. A circuit according to claim 2, characterized in that a device ( 84 ) is provided for generating a signal which represents the radial position of the respective pixel, that the device ( 112, S 1 ) for calculating the first interpolated intermediate data value an interpolation between makes two data values which correspond to two intersection points on the one of the two circular arcs of the polar coordinates adjacent to the pixel, that the device ( 114 , S 1 ) for calculating the second interpolated intermediate data value carries out an interpolation between two data values which two intersection points on the other of the two arcs of the polar coordinates adjacent to the pixel, and that the device ( 116 ) for calculating the second data value from the two interpolated intermediate data values carries out the final interpolation in accordance with the signal (S 2 ) corresponding to the radial position of the pixel. 6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (104) zum Erzeugen eines Signals vorgesehen ist, das die Winkelposition des jeweiligen Bildpunktes angibt und daß die Einrichtungen (112, 114) zum Berechnen der interpolierten Datenzwischenwerte diese entsprechend der Winkelposition des Bildpunktes in bezug auf die Winkelpositionen der die Schnittpunkte definierenden Radialstrahlen bilden.6. A circuit according to claim 5, characterized in that means ( 104 ) are provided for generating a signal which indicates the angular position of the respective pixel and that the means ( 112, 114 ) for calculating the interpolated intermediate data values correspond to the angular position of the pixel with respect to the angular positions of the radial rays defining the intersection points. 7. Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24) zum Erzeugen des Signals, das die radiale Position des jeweiligen Bildpunktes angibt, eine Einrichtung (DPSG) aufweist, die Abtastsignale erzeugt, welche die Bildpunkte identifizieren, die sich auf einem vorgegebenen Weg befinden, der von einem vorgegebenen Bildpunkt, dessen radiale Position bekannt ist, zu dem jeweiligen Bildpunkt führt, und eine weitere Einrichtung (58, 60) zur Erzeugung eines die radiale Position des jeweiligen Bildpunktes angebenden Summensignales, die in Abhängigkeit von den Abtastsignalen für jeden Schritt auf dem vorgegebenen Weg zu dem die bekannte radiale Position des vorgegebenen Bildpunktes angebenden Signal einen der folgenden Werte addiert: + K x sin Rfür jeden längs einer Zeile verlaufenden Schritt von einem Bildpunkt zum nächsten, wenn sich der Schritt von der Mittellinie des Sektors entfernt, -K x sin Rfür jeden längs einer Zeile verlaufenden Schritt von einem Bildpunkt zum nächsten, wenn sich der Schritt der Mittellinie des Sektors nähert, + K y cos Rfür jeden längs einer Spalte verlaufenden Schritt von einem Bildpunkt zum nächsten, wenn sich der Schritt vom Ursprung des Sektors entfernt, und - K y cos Rfür jeden längs einer Spalte verlaufenden Schritt von einem Bildpunkt zum nächsten, wenn sich der Schritt dem Ursprung des Sektors nähert,wobeiRder Winkel zwischen der Richtung der Spalten der Bildpunkte und einem dem jeweiligen Bildpunkt benachbarten Radialstrahl der Polarkoordinaten,K x der Abstand zwischen den Spalten undK y der Abstand zwischen den Zeilen der Bildpunkte ist.7. A circuit according to claim 4 or 5, characterized in that the device ( 24 ) for generating the signal which indicates the radial position of the respective pixel has a device (DPSG) which generates scanning signals which identify the pixels which identify each other are on a predetermined path which leads from a predetermined pixel whose radial position is known to the respective pixel, and a further device ( 58, 60 ) for generating a sum signal indicating the radial position of the respective pixel which is a function of the Sampling signals for each step on the given path to which the signal indicating the known radial position of the given pixel adds one of the following values: + K x sin R for each step along a line from one pixel to the next, if the step is from the center line of the sector, - K x sin R for each step along a line from a B Image point to next as the step approaches the center line of the sector, + K y cos R for each step along a column from one pixel to the next if the step moves away from the origin of the sector, and - K y cos R for each Step along a column from one pixel to the next as the step approaches the origin of the sector, where R is the angle between the direction of the columns of the pixels and a radial beam of the polar coordinates adjacent to the respective pixel, K x the distance between the columns and K y is the distance between the rows of pixels. 8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24) zum Erzeugen des Signals, das die radiale Position des jeweiligen Bildpunktes darstellt, weiterhin eine Einrichtung (84) aufweist, die die Differenz zwischen dem dem jeweiligen Bildpunkt zugeordneten Summensignal und dem Radius eines der beiden dem jeweiligen Bildpunkt benachbarten Kreisbögen des Polarkoordinatensystems als Bruchteil des gleichförmigen radialen Abstandes S zwischen den Kreisbögen des Polarkoordinatensystems bildet.8. The circuit according to claim 7, characterized in that the device ( 24 ) for generating the signal which represents the radial position of the respective pixel further comprises a device ( 84 ) which the difference between the sum signal assigned to the respective pixel and the Radius of one of the two arcs of the polar coordinate system adjacent to the respective image point forms as a fraction of the uniform radial distance S between the arcs of the polar coordinate system. 9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß K x und K y zu dem Abstand S in einem solchen Verhältnis stehen, daß die Differenz als Bruchteil von S gleich dem gebrochenen Anteil der Summe ist.9. A circuit according to claim 8, characterized in that K x and K y are in such a ratio to the distance S that the difference as a fraction of S is equal to the fractional part of the sum. 10. Schaltung nach Anspruch 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24) zum Erzeugen des Signals, das die Winkelposition des jeweiligen Bildpunktes angibt, eine Einrichtung (DPSG) aufweist, die Abtastsignale erzeugt, welche die Bildpunkte identifizieren, die sich auf einem vorgegebenen Weg befinden, der von einem vorgegebenen Bildpunkt, dessen radiale Position bekannt ist, zu dem jeweiligen Bildpunkt führt, und eine weitere Einrichtung, die zu einem Signal, das den bekannten Abstand des vorgegebenen Bildpunktes von einem Radialstrahl angibt, der dem jeweiligen Bildpunkt benachbart ist, einen der folgenden Werte addiert: + K x für jeden längs einer Zeile verlaufenden Schritt von einem Bildpunkt zum nächsten, wenn sich der Schritt von dem Radialstrahl entfernt, -K x für jeden längs einer Zeile verlaufenden Schritt von einem Bildpunkt zum nächsten, wenn sich der Schritt dem Radialstrahl nähert, + K y tg Rfür jeden längs einer Spalte verlaufenden Schritt von einem Bildpunkt zum nächsten, wenn sich dabei der Abstand zu dem Radialstrahl vergrößert, und -K y tg Rfür jeden längs einer Spalte verlaufenden Schritt von einem Bildpunkt zum nächsten, wenn sich dabei der Abstand zu dem Radialstrahl vermindert,wobeiR der Winkel zwischen der Richtung der Spalten der Bildpunkte und den dem jeweiligen Bildpunkt benachbarten Radialstrahl der Polarkoordinaten,
K x der Abstand zwischen den Spalten und K y der Abstand zwischen den Zeilen der Bildpunkte ist.
10. The circuit according to claim 3, 4 or 6, characterized in that the means ( 24 ) for generating the signal which indicates the angular position of the respective pixel has a device (DPSG) which generates scanning signals which identify the pixels that are on a predetermined path that leads from a predetermined pixel, whose radial position is known, to the respective pixel, and a further device that produces a signal that indicates the known distance of the predetermined pixel from a radial beam that corresponds to the respective one Pixel is adjacent, one of the following values is added: + K x for each step along a line from one pixel to the next when the step moves away from the radial beam, - K x for each step along a line from one pixel to the next , when the step approaches the radial, + K y tg R for each step along a column from a bil dpoint to the next, if the distance to the radial beam increases, and - K y tg R for each step along a column from one pixel to the next, if the distance to the radial beam decreases, where R is the angle between the directions the columns of the pixels and the radial beam of the polar coordinates adjacent to the respective pixel,
K x is the distance between the columns and K y is the distance between the rows of the pixels.
11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24) zum Erzeugen des Signals, das die Winkelposition des jeweiligen Bildpunktes angibt, den Abstand des Bildpunktes von dem benachbarten Radialstrahl als Bruchteil des längs die den Bildpunkt enthaltenden Zeile gemessenen Abstandes zwischen zwei den jeweiligen Bildpunkt zwischen sich einschließenden Radialstrahlen bestimmt, die mit den Spalten der Bildpunkte den Winkel R₁ bzw. R₂ bilden, und zu diesem Zweck eine Einrichtung (88) die ein Signal Δ XHAT = K y (tg R₁-tg R₂) erzeugt, eine Einrichtung (90, 92) zur Berechnung eines Summensignales, die in Abhängigkeit von den Abtastsignalen für jeden Schritt auf dem vorgegebenen Weg zu einem Signal, das den längs der Zeile des kartesischen Koordinatensystems die den vorgegebenen Bildpunkt enthält, gemessenen Abstand zwischen den Radialstrahlen angibt, zwischen denen sich der jeweilige Bildpunkt befindet, einen der folgenden Werte addiert: + Δ XHATfür jeden Schritt von einer Zeile zur nächsten, wenn sich der Schritt vom Ursprung des Sektors entfernt, und -Δ XHATfür jeden Schritt von einer Zeile zur nächsten, wenn sich der Schritt dem Ursprung des Sektors nähert,und eine weitere Einrichtung umfaßt, die das den Abstand des jeweiligen Bildpunktes von dem benachbarten Radialstrahl angebende Signal durch das Summensignal dividiert.11. The circuit according to claim 10, characterized in that the means ( 24 ) for generating the signal indicating the angular position of the respective pixel, the distance of the pixel from the adjacent radial beam as a fraction of the measured along the line containing the pixel distance between two determines the respective pixel between enclosing radial rays, which form the angle R ₁ or R ₂ with the columns of the pixels, and for this purpose a device ( 88 ) which has a signal Δ XHAT = K y (tg R ₁-tg R ₂ ) generates a device ( 90, 92 ) for calculating a sum signal which, depending on the scanning signals for each step on the predetermined path, leads to a signal which contains the distance between the measured along the line of the Cartesian coordinate system which contains the predetermined pixel Radial rays, between which the respective pixel is located, adds one of the following values: + Δ XHAT for each Step from one line to the next when the step moves away from the origin of the sector, and - Δ XHAT for each step from one line to the next when the step approaches the origin of the sector, and further means comprising the distance of the respective pixel from the adjacent radial beam signal divided by the sum signal.
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