SU1287204A1 - Способ поворота изображени на экране матричного индикатора на заданный угол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  создани  устройств отображени  информации. Цель изобретени  - повьппение быстродействи . Указанна  цель достигаетс  тем, что поворот изображени  на заданный угол q осуществл ют п последовательными поворотами на-угол (f Щ - , формиру  новые координаты дл  каждой точки изображени  блоком преобразовани  координат путем последовательного считьюани  координат свет щихс  точек в системе коор- динат повернутой по отношению к исходной на угол дер, фиксируют сигналы координат и одновременно отображают на матричном индикаторе, повтор   последовательность операций преобразовани  над кадрами изображени  п раз, где п - количество дискретов , задаквдих требуемый угол поворота . 5 ил., 2 табл. е S (Л

Description

Изобретение, относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании устройств отображени  информации.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  .

На фиг. указан процесс преобразовани  координат при повороте изображени  на угол ьср; на фиг. 2 - блок-схема устройства, объ сн юща  сущность предлагаемого способа поворота; на фиг. 3 --вариант выполнени  блока управлени ; на фиг. 4 - блок- схема алгоритма функционировани  устройства поворота изображени ; на фиг.. 5 - вариант выполнени  блока конца преобразовани .

Декартова  плоскость 1 и соответствующа  ей система координат ХОУ образована плоскостью экрана индикатора изображени , а декартова  плоскость П и соответствующа  ей система лсоординат X О Y - плоскостью матрицы светочувствительных элементов .

В исходный момент времени точка А, с координатами , отображаетс  на экране индикатора. Матрица светочувствительных элементов, повернута  по отношению к экрану на угол &ср, воспринимает свет щуюс  точку в системе координат X О У , по отношению к которой точка А. имеет коорI I динаты Х|У, . Очевидно, что отобража

на экране точку с координатами Х,У, осуществл етс  поворот исходной точки на угол ut в системе координат УОХ. Осуществл   процесс преобразовани  координат дл  всех точек изображени  за врем  одного кадра изоб- ражени  обеспечиваетс  его поворот на угол Ьср. Говтор   этот процесс п

. -(В

раз, где п -- обеспечиваетс  поворотом изображени  на заданный угол поворота q). Поскольку исходна  и нова  система координат  вл етс  пр моугольными декартовыми с одинаковы ми единичными отрезками по ос м,то при преобразовании сохран ютс  все метрические свойства геометрических фигур.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства, котора  содержит основной индикатор 1 (И1), вспомогательный индикатор 2 (И2), матрицу светочувствительных элементов 3 (МСЭ), шифратор 4 1ш1), преобразователь 5, шифратор 6 (lll2), регистр 7

5

(Р), коммутатор 8 (К1), блок управлени  9 (БУ), коньюнктор 10 (к), оперативно-запоминающее устройство 11 (ОЗУ), адресный счетчик 12 (АС), блок конца преобразовани  13 (ВКЛ), коммутатор 14 (К2). Позици ми 15-33 на фиг, 2 обозначены входы и выходы блоков устройства.

Вход 34, сигнализирующий о готов- ности внешнего устройства передать данные в ОЗУ 11, соединен с первым входом блока 9. Вход 35, определ ющий операцию записи в ОЗУ 11 от внешнего устройства, соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом 16 блока 9, Коньюнктор 10, осуществл ющий операцию логического сложени , формирует на своем выходе сигнал запи- 0 си в ОЗУ 1 1 и соединен с первым входом ОЗУ 11. Адресный счетчик 12 формирует адреса  чеек ОЗУ 1. Первый вход счетчика 12, обеспечивающий установку счетчика в исходное сос- то ние, соединен с выходом 18 блока , а второй вход, определ ющий микрооперацию счета, с выходом 19 блока 9. Выходы адресного счетчика 12 соединены -с соответствующими адрес- ными входами ОЗУ 11. Синхронизаци  приема осуществл етс  по входу 36.

Выход переноса 23 адресного счетчика 12 соединен с первым входом блока 13, вход 37 которого обеспечие IЧ вает прием числа Л,.где п --, Блок

13 конца преобразовани  формирует на своем выходе сигнал лог. 1 при выполнении операции поворота изображе0 НИИ, а при окончании - лог. О. Этот сигнал поступает на входы блоков 8, 9 и 14. При значении лог. М на выходе блока 13 коммутаторы 14 и 18 обеспечивают коммутацию данных,

5 содержащихс  на выходе регистра 7, соответственно на входы ОЗУ 11 и входы преобразовател  5, По входу 38 коммутатора 14 обеспечиваетс  прием данных, соответствующих адресам

0 свет щихс  точек изображени . При значении лог.О на выходе блока 13 коммутатор 14 осуществл ет-.коммутацию сигналов со входа З. З на выход, который соединен с шиной данных ОЗУ

5 11. Выход ОЗУ 11 соединен со входом коммутатора В. При значении лог.О на выходе блока 13 обеспечиваетс  коммутаци  адреса свет щейс  точки, выставл емого на выходе ОЗУ 1I, на

вход преобразовател  5. Преобразователь 5 предназначен дл  преобразовани  кодовьпс эквивалентов, поступающих с ОЗУ 1I или с регистра 7, в уп- равл ющие сигналы, под воздействием которых на визуальной части индикаторов 1 и 2 отображаетс  точка изображени . Выходы преобразовател  5 Соединены со входами индикаторов 1 и 2. ,

Матрица светочувствительных элементов 3 расположена перед экраном вспомогательного индикатора 2 и служит дл  съема координат свет щейс 

тифрации соответственно блоками 6 и 4, запоминаютс  по соответствующему сигналу блока 9 управлетш в регистре 7. Эти координаты через

коммутатор 8 поступают на вход преобразовател  5, который формирует управл ющие сигналы, под воздействием которых обеспечиваетс  отображение точки -на экранах индикаторов 1

W и 2. Эти же координаты через коммутатор 2 поступают на шину данных ОЗУ I1 и записываютс  в  чейке, соответствующей исходной точке изображени , т.е. по адресу, задаваемо- точки. Системы координат, образован- 15 му в данный момент времени адресные плоскост ми вспомогательного ным счетчиком 12. Повтор   описан- индикатора 2 и матрицы 3, образуют ный процесс дл  всех точек исходно- угол &q. Между блоками 2 и 3 образо- го изображени , обеспечиваетс  ото- вана оптическа  св зь. Выходы 29, 30 бражение на индикаторах I и 2, по- матрицы светочувствительных элементов20 вернутого на угол uCf исходного изоб- 3 соединены соответственно со входами шифраторов 4 и 6. Выходы итифра- торов 4 и 6 соединены соответственно со вторыми и первыми входами регистра 7.25

Устройство работает следующим образом .

В исходный момент времени в ОЗУ 11 от внешнего устройства записываетражени . Б ОЗУ 11 хран тс  координаты точек повернутого изображени , поскольку в каждом такте преобразовани  исходные координаты замен ютс  координатами повернутой на угол дер точки.

Врем  поворота кадра изображени  на угол дер определ етс  временем отображени  исходного кадра. Повто872044

тифрации соответственно блоками 6 и 4, запоминаютс  по соответствующему сигналу блока 9 управлетш в регистре 7. Эти координаты через

коммутатор 8 поступают на вход преобразовател  5, который формирует управл ющие сигналы, под воздействием которых обеспечиваетс  отображение точки -на экранах индикаторов 1

W и 2. Эти же координаты через коммутатор 2 поступают на шину данных ОЗУ I1 и записываютс  в  чейке, соответствующей исходной точке изображени , т.е. по адресу, задаваемо- му в данный момент времени адресным счетчиком 12. Повтор   описан- ный процесс дл  всех точек исходно- го изображени , обеспечиваетс  ото- бражение на индикаторах I и 2, по- вернутого на угол uCf исходного изоб-

ражени . Б ОЗУ 11 хран тс  координаты точек повернутого изображени , поскольку в каждом такте преобразовани  исходные координаты замен ютс  координатами повернутой на угол дер точки.

Врем  поворота кадра изображени  на угол дер определ етс  временем отображени  исходного кадра. Повто

с  информаци , соответствующа  точеч-30 р   процесс поворота кадра изобраному разложению кадра изображени . Кажда   чейка оперативно-запоминающего устройства 11 содержит адреса X и У свет щейс  точки, подлежащей

отображению на основном 1 и вспомо- жени  на угол cf на выходе блока 13 гательном индикаторе 2. Адресный по вл етс  уровень лог. О, после счетчик 12 осуществл ет последова тельный перебор адресов ОЗУ 11. Обеспечива  чтение данных по ОЗУ 11

I по адресам, задаваемых адресным счетчиком 12, осуществл етс  отображение кадра изображени .

При необходимости поворота изображени  от внешнего устройства осучего осуществл етс  регенераци  изображени , координаты точек которого записаны после преобразовани  40 в ОЗУ 11.

Вспомогательный.индикатор 2 повтор ет информацию основного индика тора и выполн етс  значительно.мень ших размеров по сравнению с основ50

ществл етс  передача числа п, опре- 5 ым- Возможно размещение матрицы дел к цего количество дискретов, задающих требуемый угол поворота (j(.

На выходе блока 13 конца преобразовани  по вл етс  уровень лог. М. Свет ща с  точка, отображаема  на индикаторах 1 и 2, воспринимаетс  матрицей 3 светочувствительных элементов , оси координат которой образуют новую систему координат, повернутую по отношению к исходной . образованной экраном вспомогательного индикатора, на угол и Ц).

Двоичные коды координат X и У свет щейс  точки, полученные после

55

светочувствительных элементов непосредственно перед основным инди катором. В этом случае вспомогате ный индикатор из схемы исключаетс но при этом необходимо обеспечить прозрачность светочувствительной матрицы.

Одним из возможных вариантов р лизации блока 9 управлени  привед на фиг. 3.

Необходимые дл  управлени  фун ционированием устройства управл ю щие и условные сигналы приведены табл. 1.

жени  на угол лср п-раз, обеспечиваетс  поворот исходного изображени  на угол С| п ДС.

После поворота исходного изображени  на угол cf на выходе блока 13 по вл етс  уровень лог. О, после

чего осуществл етс  регенераци  изображени , координаты точек которого записаны после преобразовани  в ОЗУ 11.

Вспомогательный.индикатор 2 повтор ет информацию основного индика- тора и выполн етс  значительно.меньших размеров по сравнению с основ

ым- Возможно размещение матрицы

светочувствительных элементов непосредственно перед основным индикатором . В этом случае вспомогательный индикатор из схемы исключаетс , но при этом необходимо обеспечить прозрачность светочувствительной матрицы.

Одним из возможных вариантов реализации блока 9 управлени  приведен на фиг. 3.

Необходимые дл  управлени  функционированием устройства управл ющие и условные сигналы приведены в табл. 1.

Таблиц

Алгоритм фррмировани  предлагаемого устройства приведен на фиг.4. Содержимое посто нного запоминающего устройства (ПЗУ) блока 9 управлени , составленное в соответствии с алгоритмом функционировани , приведено в табл. 2.

5

0

5

Блок 9 управле} и , представленный на фиг. 3 состоит из ПЗУ 39, генератора 40 тактовых импульсов, двух регистров 41 и 42 и элементов ИЛИ 43 и 44.

Функциональна  схема блока 13 конца преобразовани  приведена на фиг. 5. Блок состоит из двоичного счетчика 45 разр дностью К, где К и триггера 46 .. По входу 36 осуществл етс  запись числа п, определ ющее число преобразований кадра изображений, поступающего на вход 37 от внешнего устройства. На вычитающий вход счетчика 45 поступают импульсы от блока 9 управлени . При по влении переноса на выходе Р счетчика 45 триггер 46 устанавливаетс  в состо ние О, сигнализиру  об окончании цикла преобразовани . Триггер 46 переключаетс  в состо ние лог. М при записи числа п в счетчик 45.

Использование предлагаемого способа поворота изображени  обеспечивает по сравнению с известным более высокое быстродействие. Это объ сн етс  тем, что в процессе преобразовани  координаты точек повернутого изображени  получают без вычислений путем съема координат точек,первоначального изображени  в системе координат , повернутой по отношению к исходной на угол ыр. Врем  поворота одного кадра изобра5 жени  на минимальный угол btp равно времени отображени  кадра, в то врем  как согласно известному способу предполагаетс  выполнение вычислительных операций над каждой точкой0 изображени , в результате чего м  преобразовани  на каждом итерационном 1иаге известного способа значительно вьпче.

При механическом повороте матри5 цы светочувствительных элементов на угол tp , соответствующему требуемому углу поворота, врем  преобразовани  уменьшаетс  в п раз и равно времени отображени  одного кадра.

0

Поскольку в процессе преобразовани  отображаютс  цромежуточные per зультаты, то обеспечиваетс  возможность отображени  вращающихс  дина мических изображений, реализаци  которых согласно известному способу невозможна , что подтверждает расвгире- ние функциональных возможностей предлагаемым способом .

0

Известный способ предполагает использование специального вычислительного устройства, в то врем  как согласно предлагаемому способу функции такого вычислител  выполн ет матрица светочувствительных элементов , что говорит о простоте его технической реализации.

Claims (1)

1. Формула из

   обретени

   Способ поворота изображени  на экране матричного индикатора на заданный угол, основанный на формировании сигналов координат точечных элементов изображени  и преобразовании их в световые сигналы, отличающийс  тем, что, с целью повы

   8

     W

   ваеи аы15

   шени  быстродействи , изображен.е последовательно поворачивают на элементарный угол Л( путем фотоэлектрического преобразовани  световых сигналов в сигналы координат точечных элементов изображени  с помощью фотоэлектрической матрицы, повернутой относительно экрана матричного индикатора изображени  на уголДС, фиксируют сигналы координат точечных элементов изображени , формируют импульс конца поворота на угол ), суммируют упом нутые импульсы и при равенстве просуммированных импульсов числу п. - , (где (f - заданный угол поворота)завершают поворот изображени .

   Фие.4

   Фиг.

   дх

   Фиг. 5