DK144347B - Rasterbilledskaermapparat - Google Patents

Description

U4347 o \

Opfindelsen angår et rasterbilledskærmapparat af den i krav l's indledning angivne art.

Et raster er et mønster af parallelle linier, der danner indikeringsområder på et indikeringsorgan, og

C

en rasterindikering tilvejebringes ved, at punkter på rasterlinierne sekventielt og selektivt bringes til at lyse op eller indikeres på anden måde.

Det bedst kendte rasterbilledskærmorgan er et katodestrålerør, hvis elektronstråle bringes til at af-•*-0 søge rastermønsteret ved hjælp af et hurtigt vandret afbøjningskredsløb og et langsommere lodret afbøjningskredsløb. En valgt indikering frembringes ved, at en sekvens af lysstyreimpulser føres til strålens intensitetsstyring, når den udfører sin rasterafsøgning. Et andet rasterbilledskærmorgan er en matrix af lysemitterede dioder, der er anbragt i rækker og søjler og adresseres sekventielt række for række og diode for diode inden for en række.

Fordelen ved rasterbilledskærmapparater er den 20 enkle styring, men denne opnås på bekostning af en noget svigtende fleksibilitet i indikeringen. Denne svigtende fleksiblilitet er mest åbenbar ved de såkaldte dialog-bil-ledskærmapparater, der er indrettet til at lade brugeren vælge og ændre den fremviste information efter ønske. Hid-25 til har dialog-billedskærmapparaterne været begrænset til de allerenkleste indikeringer, nemlig en bestemt typesats af alfanumeriske tegn, der kan kodes forud og lagres i bil-ledskærmapparatet.

Det er for nylig blevet forslået at gøre det mu-30 ligt at fremvise mere komplekse informationsbilleder ved at lade en datamaskine beregne indikeringens form linie for linie, mens rasterlinieafsøgningen foregår. Et eksempel på et sådant apparatur er en rastervektorgenera-tor, hvor beregningen af indikeringen forløber samtidigt 35 og holder trit med den til stadighed fremadskridende rasterafsøgning. Hvis et stort antal beregninger må fore- 2 144347

O

tages for en linie, er der sandsynligt, at rasterafsøgningen når linien, inden beregningerne er parat.

En mulig løsning på problemet er kun at udføre et vist antal beregninger pr. linie og at indikere del-^ resultatet, hvorved næste billedcyklus er reserveret for de resterende beregninger og deraf resulterende indikering.

Det billede, som brugeren ser, er overlejringen af de u-fuldstændige delbilleder fra efter hinanden følgende bil-ledcykler. Denne løsning gør styreapparaturet kompliceret og kan føre til billedflimren.

Det er opfindelsens formål at anvise et raster-billedskærmapparat, hvori billeddata kan beregnes linie for linie under fremvisningen, og hvortil en enkel opbygning og en enkel styring er tilstrækkelig.

15 Det angivne formål opnås ved et rasterbilledskærm- apparat af den i krav l's indledning angivne art, som i-følge opfindelsen er ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning.

Denne løsning er billig, og forsøg har vist, at 20 billedet ikke udsættes for nogen mærkbar kvalitetsforringelse. Beregningsapparaturet kan dimensioneres på grundlag af et gennemsnitligt antal beregninger pr. linie, i stedet for for det værst tænkelige tilfælde.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nær-25 mere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 skematisk viser et rasterbilledskærmappa-rat ifølge opfindelsen, fig. 2 bølgeformer, der frembringes ved anvendelse af en udførelsesform for opfindelsen, 20 fig. 3 et yderligere bølgeformdiagram, fig. 4 et blokdiagram over logikkredsløbene til frembringelse af et billedcyklusholdesignal, fig. 5-7 diagrammer, der viser forskellige måder til standsning af det lodrette afbøjningskredsløb i et ka-25 todestrålerør, og

O

3 U4347 fig. 8 et diagram over en del af intensitetsstyrekredsløbet.

Opfindelsen vises skematisk i fig. 1 og 2 på tegningen. I fig. 1 repræsenterer blokken 1 et rasterindike-5 ringsorgan, hvis indikering styres af et videosignal, der føres over ledningen 11 fra en beregningsenhed 2. Videosignalerne består af en række lysstyreimpulser, der, som det fremgår af navnet, hver især bestemmer, hvorvidt et vist punkt på rasteret skal lyse eller ikke.

19 Beregningsenheden 2 uddrager videosignalerne fra kodede digitaldata fra indikeringsdatakilden 3. F.eks. kan sådanne kodede data repræsentere et stregbillede ved at bestemme hver stregvektor, som billedet omfatter, ved hjælp af koordinaterne for et endepunkt, vektorens 15 hældning og dens længde. Med udgangspunkt i disse data bestemmer beregningsenheden 2, om en vektor krydser en given rasterlinie, og, hvis dette er tilfældet, i hvilket koordinatpunkt. Mens beregningsenheden 2 bestemmer videosignalet til den n-te rasterlinie i en billed- 20 cyklus, fremvises i rasterindikeringsorganet den (n-m)te linie, hvor m er et lille helt tal, der afhænger af størrelsen af det bufferlager, der står til rådighed for videosignalet. Normalt kan m være 2, 3 eller 4. Rasterafsøgningens normalt uafbrudte fremadskriden sætter en græn- 25 se for den tid, der kan ofres på videosignalberegningen, og dermed for den detaljerigdom, der kan indikeres. Ifølge opfindelsen overvindes dette problem ved, at rasterafsøgningen standses, hvis videosignalberegningen for en linie eller en gruppe af linier tager for lang tid.

30 Ved det viste udførelseseksempel standses rasterafsøgningen af et billedcyklus-holdesignal fra beregningsenheden 2 over en ledning 12, indtil beregningen af videosignalet for linien eller gruppen af linier er færdig. Kun den lodrette afbøjning af rasterafsøgningen standses, og 35 den sidst afsøgte linie afsøges gentagne gange, indtil beregningen er færdig.

144347 4

O

Opfindelsen beskrives specielt under henvisning til et katodestrålerør som rasterindikeringsorgan og til beregning af vektorer, men den kan tilpasses til andre rasterindikeringsorganer, f.eks. en matrix af lysemit-5 terende dioder, der aktiveres selektivt efter hinanden og gentagne gange, og til andre behandlingsprocesser, f.eks. tilføjelse eller udeladelse af billedelementer, billedforstørrelse eller andre billedbehandlingsoperationer.

10 Fig. 2 viser nogle bølgeformer, der illustrerer virkemåden for det viste udførelseseksempel, når opfindelsen anvendes på et katodestrålerør. Linien 2(a) viser liniesynkroniseringsimpulserne, og linien 2(b) viser linietidsafbøjningen. Linien 2(c) viser billedcyklussyn-15 kroniseringsimpulserne, og linien 2(d) viser billedcy-klustidsafbøjningen. Linien 2(e) viser eksempler på billedcyklusholdesignaler, der har til opgave at fastholde billedcyklustidsafbøjningen, indtil holdesignalet bringes til ophør. Den med punkterede linier antydede 20 bølgeform på linierne 2(c) og 2(d) viser til sammenligning formen for billedcyklustidsafbøjningen og tidstilpasningen for billedcyklussynkroniseringsimpulserne i fravær af billedcyklusholdesignaler. Bølgeformen i linien 2(e), viser, at ved tidspunktet t har beregningen af videodata 25 for en linie taget alt for lang tid, hvilket fører til frembringelse af et billedcyklusholdesignal. Beregningens tilendebringelse kræver to linieperioder, i hvilken tid billedcyklustidsafbøjningen 2(d) fastholdes, og den linie, der netop er afsøgt, afsøges igen dog uden mo-30 dulation af videodata. For at undgå uskønne virkninger og beskadigelse af lysstofbelægningen reduceres afsøgningens intensitet under disse gentagelser. Andre eksempler på billedcyklusholdesignaler er vist ved ti og t2 på linien 2(e).

Det skal bemærkes, at billedcyklussynkroniseringssignalerne 35 2(c) ikke kan afledes fra linietidsafbøjningen 2(b). Antal let af linieperioder under et afsnit er nemlig uforudsige-

O

5 U43Å7 ligt. Billedcyklussynkroniseringen bør derfor svare til antallet af linier, for hvilke beregning er fuldført. Dette angives skematisk i fig. 1 ved, at billedcyklussynkroniseringen er vist ført til rasterindikatoren 1 fra beregnings-5 enheden 2 over ledningen 13. Liniesynkroniseringen overføres også fra beregningsenheden 2 over en ledning 14.

Før ovenstående udførelseseksempel beskrives detaljeret, skal de vigtigste dele i en rastervektorgene-rator i korthed behandles. Videodata føres til indikerings-10 organet fra et liniebufferlager, som har to sektioner, f.eks. A og B. Medens sektion A leverer videodata, bliver sektionen B fyldt med de netop beregnede videodata og omvendt. Sektionerne kan hver især indeholde samme hele antal videodatalinier, og valget af størrelse afhænger af 15 konstruktionskravene i det enkelte tilfælde. For at gøre beskrivelsen enkel er det antaget, at hver sektion indeholder en videodatalinie. Videovektordata indlæses i linie bufferlageret fra vektorgeneratoren. Data, der definerer hver vektor med dens øvre endepunkt, hældning og længde, 20 oplagres i et mellembufferlager. Vektordata er tilgængelige i sammenkædede lister, hvor hver liste indeholder data for alle de vektorer, der begynder oppe fra ved en given rasterlinie. Således sammenkædes disse vektorer, der starter ved den øverste rasterlinie, i en liste, hvorved 25 hver datapost indeholder adressen for næste post på listen, og den sidste post på listen indeholder et symbol "slut på listen". I praksis findes der to lister for hver raster linie: En første liste, der indeholder vektordata vedrørende vektorer, der begynder på denne rasterlinie, og en an-30 den liste, der indeholder vektordata vedrørende vektorer, der begynder på en højere rasterlinie og fortsætter til den pågældende rasterlinie. Den anvendte procedure går ud på blandt andet at ændre Y-koordinaten, når beregningen for en linie er fuldført, hvorved vektordata ændres til at 35 gælde den nærmeste lavere rasterlinie. Den sidste post i den anden liste indeholder blot et symbol "slut på linien".

144347 6

O

Indtil detektering af dette symbol kan det antages, at beregningen vedblivende er i gang. Så snart indikeringsdata er beregnet, indlæses de i den tilgængelige sektion af bufferlageret. Det faktum, at data indlæses i et buffer-^ lager, er et tegn på, at beregningen vedblivende er i gang. Et signal, der angiver, at bufferlageret fyldes, er derfor et signal, der angiver, at der sker beregning.

Fig. 3 er et bølgeformdiagram,der viser frembringelsen af billedcyklusholdesignalet i det tilfælde, hvor liniebufferlagersektionerne hver især har en kapacitet på én linie videodata. Bølgeformen 3(a) er en sekvens af impulser, der optræder med liniefrekvens. Bølgeformen 3(b) er impulser, der anvendes til ændring fra fyldning af én sektion af liniebufferlageret til fyldning af den 15 anden sektion. Bølgeformen 3(c) er et signalniveau, der er højt, når en sektion, f.eks. A, fyldes. Bølgeformen 3(d) er et signalniveau, der er højt, når en anden sektion, f.eks. B, fyldes. Bølgeformen 3(e) er billedcyklusholdesignalet, der frembringes, når en buffersektion fyldes ved 20 slutningen af en linieperiode, dvs. når en liniefrekvensimpuls 3(a) foreligger.

Fig. 4 viser et blokdiagram over logiske kredsløb til etablering af billedcyklushold. OG-porten 41 har som indgangssignaler bølgeformen 3(a) og bølgeformen 3(c) 25 eller 3(d). Hvis signaler foreligger samtidigt, sættes det bi stabile kredsløb 42 og afgiver et billedcyklus-holdesignal 3(e). OG-porten 43 modtager som indgangssignaler bølgeformen (a) og komplementet af bølgeformen (c) eller (d). Hvis begge signalerne foreligger samtidigt, bli-30 ver det bistabile kredsløb 42 tilbagestillet.

Hvis kapaciteten i liniebufferlagerets to sektioner er større end én videodatalinie, er den eneste ændring, der skal foretages i logikkredsløbene ifølge fig. 4, at anbringe en impulsdeler ved OG-porten 41's nedre indgang.

' 35 Hvis kapaciteten er n linier, udfører impulsdeleren divi sion med n. Hvis billedcyklusholdet skal opretholdes i mul- 144347

O

7 tipla af n linieperioder, anbringes impulsdeleren til venstre for forbindelsespunktet 44. Denne opstilling er ikke at foretrække, eftersom blot nogle få beregninger ventes at kræve mere end én linieperiodes billedcyklushold. Hvis 5 billedcyklusholdet skal opretholdes i et helt antal linieperioder, anbringes impulsdeleren til højre for punktet 44.

Nogle typiske måder, hvorpå billedcyklusholdet kan bringes til at påvirke et katodestrålerørs lodrette 10 afbøjningskredsløb, skal nu beskrives. I fig. 5 styrer forstærkeren 51 den strøm, der føres til Y-afbøjningsspolen 52, og reagerer på kondensatoren 53's ladningsniveau. Forstærkeren har kendt udformning og skal ikke beskrives nærmere. Ladningen føres til kondensatoren 53 over tran-15 sistoromskifteren 54, med hvilken transistoromskifteren 55 er parallelforbundet, hvilke omskiftere 54, 55 er forbundet med en fælles modstand R . Transistoren 54 er normalt ledende, så at kondensatoren 53 oplades med konstant hastighed, men spærres, når transistoren 55 påvirkes til leden-20 de tilstand. Transistoren 55 styres af billedcyklusholdet, hvilket signal føres til klemmen 56. Det bør bemærkes, at for den viste polaritet af transistoren skal det pålagte billedcyklusholdesignal bevirke optræden af en negativ spænding ved klemmen 56. Dette bevirkes ved hjælp af kon-25 ventionelle niveauændringskredsløb. Kondensatoren 53 udlades over transistoren 57, der gøres ledende af det billed-cyklussynkroniseringssignal, der lægges på en klemme 58, som over en impulsformer 59 er forbundet med basis i transistoren 57.

30 En alternativ opstilling er vist i fig. 6. Her om dirigerer transistoromskifteren 55 ved sin funktion strømmen fra strømkilden 61, der i modsat fald oplader kondensatoren 53 over dioden 62.

I opstillingen ifølge fig. 7 drives forstærkeren 51 35 af et signal, der nærmere har trappetrinsform end savtandform. Tælleren 71 føres frem af et udgangssignal fra OG-

O

8 U4347 -kredsløbet 72, hvis indgangssignaler er liniesynkroniseringssignaler og signalerne "ikke billedcyklushold". Udgangssignalerne fra tælleren er en digital repræsentation af antallet af indikerede linier. Tælleren føres ikke frem, 5 når der foreligger billedcyklushold. Tællerens udgangssignal omformes til et tilsvarende signalniveau af digi-tal/analog-omsætteren 73. Tælleren 71 tilbagestilles af et signal fra detektorkredsløbet 74, hvilket signal afgives efter fastslåning af, at summen har nået en forud fastlagt værdi, f.eks. 500 eller 1000, stemmende overens med antallet af linier i et afsnit. Udgangssignalet fra kredsløbet 74 er i praksis billedcyklus-synkroniseringssignalet, og kombinationen af tælleren 71, detektoren 74 og OG-kredsløbet 72 kan anvendes til frembringelse af dette 15 signal, selv om der findes andre midler til frembringelse af afbøjningssignalet.

Tælleren 71 og digital/analog-omsætteren 73 kan erstattes af en tæller, der tilvejebringer et trappetrins-formet udgangssignal.

20 Fig. 8 viser, hvorledes intensiteten af elektron- strålen sænkes som reaktion på et billedcyklusholdesignal. Intensiteten beror på signalniveauet ved klemmen 81, der på kendt måde kan være sluttet til katoden eller styregitteret i katodestrålerøret. Klemmen 81 er over mod-25 standen Ri og den parallelkoblede transistor 82 samt en modstand R2 sluttet til spændingen V. Transistoren 82 er kun ledende, når billedcyklusholdesignalet ikke foreligger. Modstanden R2 er kun virksom i kredsløbet, når transistoren 82 er spærret. Et alternativ er det at have et vi-30 deosignal med tre niveauer, der, når det lægges på gitteret på sædvanlig måde, bevirker tre intensitetsniveauer for strålen, af hvilket kun ét resulterer i en synlig indike-ring. Billedcyklusholdesignalerne anvendes til frembringelse af videosignaler, der vælger det laveste intensitets-35 niveau.

144347 9

O

I ovenstående beskrivelse er der blot behandlet et enkelt rasteranlæg, i hvilket én billedcyklus består af et rasterfelt. I sådanne indikeringsanlæg, som f.eks. fjernsyn, består en billedcyklus af to sammenflettede ra-5 sterfelter. Det er klart, at dette, selv om den måde, hvorpå en billedcyklus er dannet, påvirker billedberegninger-ne, idet det således kan blive nødvendigt at beregne det billede, der indgår i en billedcyklus, for at bestemme rasterpunkterne i det rasterfelt, der skal indikeres , ikke 10 påvirker opfindelsens funktion, der kun er baseret på detektering af, at beregningen står på alt for længe, \ hvorefter billedcyklusafsøgningen standses. Flere rasterfelter eller delbilleder i en bestemt billedcyklus kræver mindre modifikationer af de beskrevne udførelsesfor-15 mer. F.eks. kan tælleren i fig. 7 have en delbilledtælling fortrinsvis i den mindst betydende bit, som overføres til digital/analogomsætteren og bestemmer startlinien for det påfældende rasterfelt.