专利名称：一种动态电脑照相系统的制作方法
技术领域：
本发明属于数字图象处理领域，它对于瞬态过程捕捉，动态图象压缩编码，动态图象检测与跟踪，各种动态图象分析处理，视频特技处理等领域都有较大的应用价值，因而它可被应用于国防、工业、体育、卫生、科研等部门。
由于人类70%的信息来自眼睛，所以数字图象处理一经问世就受到极大欢迎，并得到广泛应用，电脑照相就是其中一例。现在市面上的电脑照相产品有许多，例如中科院自动化所科技嘉公司以及中国大恒公司等都有相应产品出售(科技嘉公司的CA-PGP-100电脑人象打印系统以及大恒公司的HZ-PEPS人象打印系统)，这些产品的组成基本上如附图1所示，它们是由黑白摄象机，普通图象板，微型计算机，图象监视器，图象打印机组成。其工作原理是来自黑白摄象机的视频信号由图象板进行数字化，经数字化后的图象信号被分成两路，一路去往图象监视器进行显示，另一路进入图象板上的图象存储体进行保存，顾客通过图象监视器来观看自己的形象，当认为满意时可通过计算机截取当前存储体中的图象，然后再通过打印机输出成照。该系统所用的图象板如附图3所示。尽管这种系统受到人们的欢迎，但是它仍有以下不足之处1.系统只能存储一幅或几幅图象，因而选择余地少;2.所有的图象存储体都被设计在图象板上，如果要增加存储容量则设计和管理费用都很高，而且用户不能随意扩展;3.微机的资源没被充分利用，只是把主机当做一管理工具;4.只能拍摄静态图象，不能捕捉瞬态过程，更无动态显示功能。由于它的这些不足之处决定了它的应用范围较窄。
本发明的目的是为克服现有技术之不足，提出一种造价低而性能高的动态电脑照象系统，该方案充分利用了微机现有资源，它可以连续拍摄几十幅乃至几百幅未经压缩的数字图象，也可以进行多幅图象的各种动态伪彩色显示以及通过打印机等硬拷贝设备进行单幅或多幅图象输出，当然也可通过微机进行各种图象处理。
本发明的主要技术要点是1.突破传统上把图象存储体只能全部设计在图象板上的做法，而是把计算机扩展内存当做图象存储体。
2.为了实现图象的实时动态采集与显示功能，设计了一块序列图象板，该序列图象板上有两个图象缓存体，当序列图象板通过主机与扩展内存板进行图象数据传输时，这两个图象缓存体分别受控于图象板和主机，并按一定的节拍交替工作，这样就解决了主机与图象板同时访问同一个存储体时造成的冲突。
3.软件上利用成熟的EMS(扩展内存规范)技术对图象存储体进行有效管理。
结合附图2对本发明进行详细描述，本发明由摄象机，序列图象板，图象监视器，微型计算机，扩展内存板，打印机组成。其特征是将计算扩展内存当做图象存储体，通过EMS(扩展内存规范)对图象存储体进行管理，并采用了一块能够进行实时动态图象采集与显示的序列图象板，该板上有两个图象缓存体，这两个图象缓存体在图象板与扩展内存板之间传输数据时按两大节拍交替进行不同的工作。当摄象机的模拟视频信号送来时，序列图象板将其实时量化成数字图象并分成两路进行传输，一路通过D/A变成模拟信号送往监视器进行显示，另一路通过图象缓存体及主机传送到扩展内存中。需要时存入扩展内存中的图象既可通过主机与序列图象板进行动态显示，也可存入磁盘进行长期保存，或按图象序号进行硬拷贝输出。
1.当系统进行图象输入时，系统按两大节拍进行工作，第一拍中，来自摄象机的模拟视频信号去往序列图象板，序列图象板则将其实时量化成数字图象并将数据分两路传输，一路再经高速视频D/A变成模拟信号后去往图象监视器供监视用，另一路则进入图象缓存体A进行存储，与此同时图象缓存体B 中的图象数据则被主机读出并送往扩展内存板中；第二拍时，经量化后的图象信号仍分两路，一路经高速视频D／A变成模拟信号送往监视器进行显示，另一路则进入图象缓存体B，同时图象缓存体A中的数据经主机送往扩展内存板中。这两个节拍交替进行就可实现实时动态图象的输入。当然节拍的大小是由系统软件调整的，最快速度为1／25秒，最慢无限，但必须是1／25秒的倍数，原因是我国的电视制式中规定每秒25帖存。图象的输入幅数是由扩展内存板的容量所决定的，因图象的分辨率为256x256，所以每兆扩展内存可存储16幅图象。
2.系统进行图象输出显示时，也分两大节拍进行工作，第一拍时，存入扩展内存板的数字图象由主机传送到图象缓存体A中，同时图象缓存体B中的图象数据被读出，经高速D／A转换形成模拟图象信号，由图象监视器进行图象显示；第二拍时，扩展内存中的另一幅图象数据由主机传送到序列图象板中的图象缓存体B中，同时图象缓存体A中的图象数据被读出，经D／A变换后送往监视器进行显示。这两个节拍交替工作就可实现动态图象显示。同样，节拍的大小也是由系统软件设定的，最快速度为1／25秒，最慢无限。
3.当系统进行硬拷贝输出时，存入内存扩展板的数字图象，经主机传送到序列图象板，再经图象监视器进行慢显示，同时在监视器上以覆盖方式显示图象的序号，如果人们对所显示的某一图象发生兴趣，则可从屏幕上看到并记下相应序号，然后由主机发出命令控制打印机拷贝输出。
本发明具有以下优点1.由于充分利用了微机现有内存扩展资源，故设计与制作成本大为降低。2.配置灵活方便，用户可根据实际需要自己来配置相应大小的扩展内存板，做到物尽其用。3.图象管理方便，利用现有的ENS(扩展内存规范)标准即可对图象进行有效地管理，既方便用户又减少软件开发量。4.不但可进行动态图象连续摄入，也可进行图象的动态输出显示。5.除可进行伪彩色显示外，系统还配有图形覆盖显示功能。
实施例序列图象板如附图4所示，此图象板由高速视频A/D转换器，图象缓存体A，图象缓存体B，图形存储体，彩色查找表，高速视频D/A转换器，视频锁相环，控制字寄存器构成。图象进行动态采集与显示时该板都按两个节拍交替工作。在采集输入的第一节拍期间，经高速视频A/D产生的数字图象信号分两路走向，一路经彩色查找表变换成伪彩色信号，再经高速视频D/A转变成模拟信号送往监视器，另一路则被送往图象缓存体A中，与此同时图象缓存体B中的图象数据由主机读出送往扩展内存中;在采集输入的第二节拍期间，图象缓存体A、B的作用刚好颠倒。在输出显示的第一节拍期间，扩展内存板中的数据经主机传送到图象图象缓存体A中，在这同时图象缓存体B中的图象数据被读出经彩色查找表变换后再经高速视频D/A输出到图象监视器显示;在输出显示的第二节拍期间，图象缓存体A、B的作用刚号被颠倒。在输出显示时，主机控制图形存储体输出数据，在监视器上以覆盖方式显示图象的序号，以供选择。
附图4中的高速视频A/D转换器由高速视频模数转换器CA3318完成，它将来自摄象机的模拟视频信号转变成数字信号，以便于计算机储存。图象缓存体A和图象缓存体B都是由SHARP52256-70静态RAM组成，二者的大小都为64Kx8bit，它们在高速视频A/D转换器及高速视频D/A转换器与微型计算机之间起数据缓冲作用，亦即当高速视频A/D转换器或高速视频D/A转换器向图象缓存体A写入或读出图象数据时，图象缓存体B则应由主机控制向扩展内存板写入或读出数据，反之，当高速视频A/D转换器或高速视频D/A转换器向图象缓存体B写入或读出数据时，图象缓存体A则应由主机控制向扩展内存板写入或读出数据，这样就避免了存储器竞争问题，它们被映射到主机的D000段。图形存储体由一般的65256静态RAM组成，它被用来显示附加图形信息，象图象序号或摄入日期等，该存储体备映射到主机的E000段。为了适应不同的显示需要，板中设置了彩色查找表，它由普通静态RAM组成，大小为256x3x8bit+4x3x8bit，它提供了两种彩色查找功能，其一为实现图象的伪彩色显示而用，其二为实现附加信息的彩色设置而用，前者是从256x256x256种颜色中选出256种进行同屏显示，后者则是从256x256x256种颜色中选出3种进行同屏显示。高速视频D/A由BROOKTREE公司生产的视频数模转换器BT453来完成，它的内部具有三个D/A转换器，其作用是将数字图象信号转换成三基色的模拟视频信号以便监视。视频锁相环由MOTOROLA公司生产的锁相环套片MC4044及MC4024组成，它的作用是将图象板上的时序锁在摄象机的同步信号上。控制字寄存器由74373组成，它的作用是为整个图象板提供各种状态控制信号，而这些信号的变化则是由软件控制的。一台PC/286或PC/386微型计算机，配以该序列图象板以及适当容量的扩展内存卡，外接一台普通黑白摄象机，一台黑白或彩色图象监视器，一台点阵打印机或激光打印机就构成了系统硬件环境，软件上配以为系统编制的汉字菜单就够成了一套动态电脑照相系统。如果再配上不同的处理软件就可进行各种动态图象处理。
附图1是普通电脑照象系统附图2是本发明系统框图附图3是普通图象板框图附图4是序列图象板
权利要求
1.一种动态电脑照相系统，由摄象机、图象监视器、微型计算机、扩展内存板、打印机构成，其特征是将计算机扩展内存当做图象存储体，通过EMS(扩展内存规范)对图象存储体进行管理，并采用了一块能够进行实时动态图象采集与显示的序列图象板，该板上有两个图象缓存体，这两个图象缓存体在图象板与扩展内存板之间传输数据时交替进行不同的工作，当摄象机的模拟视频信号送来时，序列图象板将其实时量化成数字图象并分成两路进行传输，一路又通过视频D/A转变成模拟信号送往监视器进行显示，另一路通过图象缓存体及主机传送到扩展内存中，需要时存入扩展内存中的图象既可通过主机与序列图象板进行动态显示，也可存入磁盘进行长期保存，或按序号由打印机拷贝输出。
2.按照权利要求1所说的序列图象板，其特征是由高速视频A/D转换器，两个图象缓存体A、B，视频锁相环，控制字寄存器，彩色查找表，图形存储体和高速视频D/A转换器构成，图象输入与输出时该板都按两个节拍交替进行工作，在图象采集输入的第一节拍期间，经高速视频A/D产生的数字图象信号分两路走向，一路经彩色查找表变换成伪彩色信号，再经高速视频D/A转变成模拟信号送往监视器，另一路送往图象缓存体A中，与此同时图象缓存体B中的数据由主机读出送往扩展内存中，在图象采集输入的第二节拍期间，图象缓存体A、B的作用刚好颠倒;在图象输出显示的第一节拍期间，扩展内存板中的图象数据经主机传送到图象缓存体A中，与此同时图象缓存体B中的数据被读出经彩色查找表变换后再经高速视频D/A输出到监视器进行显示，在图象输出显示的第二节拍期间，图象缓存体A、B的作用也被颠倒，在图象输出显示时，主机控制图形体输出数据，在监视器上以覆盖方式显示图象的序号，以供选择打印。
全文摘要
本发明属于数字图象处理领域，它是一种基于PC/286或PC/386微机的动态序列图象处理系统。通过它来自摄象机的视频信号可以被实时量化成256×256×8的数字图象，并以每秒小于或等于25幅的速度存入计算机扩展内存中，存储容量可达几百幅；同样存入扩展内存中的序列图象既可以相同的速度按序号进行各种动态伪彩色显示，也可根据实际需要进行各种图象处理。因此它在工业检测、国防建设、体育训练、医疗卫生、电视特技、人象打印等领域都有较大的应用价值。
文档编号H04N1/40GK1079093SQ9210374
公开日1993年12月1日 申请日期1992年5月21日 优先权日1992年5月21日
发明者张利, 吴国威 申请人:清华大学