Устройство для считывания графической информации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСХОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУМВ Союз Советских"СоцналнстнчесннкРеспублик(22) Заявлено 130378 (21) 2589777/18-24 6 06 К 11/00 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 300680. Бюллетень 1(о 24 Дата опубликования описания 3006.80(71) Заявитель Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙИНФОРМАЦИИ Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, принцип действия кбторыхоснован на измерении времени распространения ультразвуковой волны в различных средах.Известны устройства для считывания графической информации, содержащие планшет, электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных соглас 1 лощего усилителя, амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к од ним из входов логических элементов И, и блок управления, выход котороГо подключен к электроакустическому преобразователю и к установочным входамтриггеров 1), 25 Недостатком этого устройства является низкая точность измерения координат и отсутствие воэможности ввода командной информации. 30 Наиболее близко к предлагаемому по технической сущности устройство для считывания графической информации, содержащее планшет,. первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микроФонами, каналы преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, соединенного с соответствующим микрофоном, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности, амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И исчетчика координат, второй .электро- акустический преобразователь и звуко- приемник, подключенные к,блоку коррекции, первый выход которого соединен с одними из входов логическихэлементов И, генератор экспоненциального напряжения, выход которого подключен к управляющим входам согласующих усилителей, и блок управления,первый выход которого соединен с управляющим входом генератора экспоненциального напряжения, второй - с первым электроакустическим преобразова"телем и установочными входами триггеров, а третий - с блоком коррекции 2)Недостатком этого устройства является отсутствие возможности прямого ввода в вычислительную машину символов и команд проблемно орйентированных языков, используемых в процессе ввода графической информации.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетобеспечения возможности кодированиякомандной информацией, ,10Указанная цель достигается тем,что устройство содержит третий электроакустический преобразователь, акустически связанный со звукоприемником,дополнительные триггер и логический 5элемент И, первый и второй счетчикикодов команд, блок анализа, блок формирования команд, регистр запроса,блбК обмена информацией И коммутатор, причем третий электроакустичес- я кий преобразователь подключен к соответствующему выходу блока управления и через последовательно соединенные дбполнительный триггер, один из входов которого соединен со вторым выходом, блока коррекций, и дополнительный логический элемент И, один из входов которого подключен к первому выходу блока коррекции, ко входу вы"читания первого счетчика кодов койанд, суммирующие входы первого и ЗО второго, счетчиков .команд соединеныс выходами логическйх элементов И каналов преобразования, выходы счетчиков кодов команд соединены через блок анализа с регистром запроса и через блок Формирования команд, один из выходов которого подключен к выходу блока анализа, с коммутатором, другие входы которого подключены к выходам счетчиков координат и выходу, 40блока обмена информацией.Кроме того, в устройстве третийэлектроакустический преобразователь расположей на подвижной консоли, свободно перемещаемой по рабочему полю 45 планшета.На черетеже представлена блок-схема устройства.устройство для считывания граФической инФормации содержит планшет 1, 5 р первый электроакустический преобразоВатель 2, координатные микрофоны 3 и 4, согласующие усилители 5 й 6 Фильтры 7, 8 верхним частот, селекторы 9 и 10 импульсов по длйтельностй, амплитудные дискриминаторы 11 и 12 триггеры 13 и 14, логические елементы 15 и 16 И счетчики 17 и 18 координат, генератор 19 экспоненциальйого напряжения, блок 20 управ. ления, блок 21 коррекции, второй 60 электроакустический преобразователь 22 и звукоприемник 23, пульт 24 ввода команд, третий электроакустический преобразователь 25, триггер 26, логический элемент И 27, счетчики 28 и 65 29 кодов команд, блок 30 анализа, регистр.31 запроса, блок 32 формирования команд, коммутатор 33 и блок 34 обмена информацией.Планшет 1 является рабочим полем устройства. Электроакустические преобразователи 2,22 и 25 генерируют короткие звуковые импульсы. Звукоприемники 3,4 и 23 преобразуют принятыезвуковые импульсы в электрические сигналы. Усилители 5 и 6 выполнены по схеме четырехполюсника с управляемым коэффициентом передачи и имеютлинейную зависимость коэффициента уси"ления от управляющего напряжения.Фильтры 7 и 8 верхних частот обеспечивают подавление сигналов нижнихчастот.Селекторы 9 и 10 импульсов по длительности учитывают Форму и длительность импульсов, получаемых от электроакустическнх преобразователей различных типов. Амплитудные дискрнминаторы 11 и 12 служат для устраненияложных срабатываний устройства на шумы различной природы, близкие по своим характеристикам к полезному сигналу, но отличающиеся от последнегоменьшей амплитудой. Триггеры 13, 14и 26 совместно с соответствующимилогическими элементами 15, 16 и 27 Ипреобразуют время распространения звуковой волны от электроакустических преобраэователей 2,22 и 25 до микрофонов 3,4 и звукоприемника 23 в серию тактовых импульсов. Счетчики 17 и 18 координат служат для фиксации кодов расстояний по осям Х и У Генератор 19 Формирует напряжение, нарастающее по времени по экспоненциальному закону. Блок 20 управления предназначен для координации работы всего устройства. Блок 21 коррекции устраняет влияние параметров воздушной среды на результаты измерений.Второй электроакустический преобразователь 22 и звукоприемник 23 расположены на строго фиксированном расстоянии друг от друга и образуют эталонный канал для определения количества импульсов, подсчитываемых за время прохождения звуком строго фиксированного расстояния между ниПульт 24 ввода команд служит для ввода командной информации и расположен на подвижной консоли (на чертеже неуказана) . Электроакустический преобразователь 25 совместно со звукоприемником 23 служат для определений координаты Х пульта 24 ввода команд. Счетчики 28 и 29 служат для определения кодов вводимой команды, причем счетчик 28 - реверсивный. Блок 30 анализаслужит для определения типа вводимой информации: вводятся ли точки изображения или команд, Регистр 31 запроса служит для хранения запросов на выдачув вычислительную машину командной информации и значений координат Х и УБлок 32 формирования команд служит для формирования условного кода команды, соответствующей числам, находящимся в счетчиках 28 и 29 кодов команд. Коммутатор 33 коммутирует на выходные шины либо информацию со счетчиков Х и,Ч, либо код с блока 32 формирования команд, Блок 34 информацией разрешает выдачу информации после получения от вычислительной машины соответствующих сигналов управления,Первый электроакустический преобразователь 2 акустически связан с координатными микрофонами 3 и 4, подключенными к каналам преобразования, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя 5 (б) с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот 7 (8), селектора 9 (10) импуль" сов по длительности, амплитудного дискриминатора 11 (12), триггера 13(14), логического элемента И 15 (16) и начетчика 17 (18) координат, Генератор 19 подключен к первому выходу. блока 20 управления, н к управляющим входам согласующих усилителей 5 и б. Второй выход блока 20 управления под ключен к электроакустическому преобразователю 2 и установочнйм входам триггеров 13 и 14, а третий - к блоку 21 коррекции и второму электро- акустическому преобразователю 22. 35 Блок 21 коррекции соединен с одним из входов логических элементов 15 и 16 И и подключен к звукоприемнику 23.Третий электроакустический преоб- .40 разователь 25 подключен к дополнительному выходу блока 20 управления и через последовательно соединенные триггер 26, второй вход которого соединен с дополнительным выходом бло ка 21 коррекции, и логический элемент И 27, второй вход которого подключен к основному выходу блока 21 коррекции, ко входу вычитания счетчика 28 кодов команд. Суммирующие входы счетчиков 28 и 29 соединены с выходами логических элементов 15, 16 И соотйетственно, выходы счетчиков 28 и 29 соединены через блок 30 анализа с регистром 31 и через блок 32 формирования команд, один из выхо дов которого соединен с выходом блока 31 анализас коммутатором 33, другие входы которого подключены к выходам счетчиков 17 и 18 координат и к выходу блока 34 обмена информа цией, подсоединенного к выходу регистра 31 запроса и к шинам подключения вычислительной машины, к другим шинам которой подключен выход Коммутатора 33. 65 Устройство для считывания графической информации работает следующим образом.Первый.электроакустический преобразователь 2 (съемник координат) помещают на рабочем поле планшета 1 (в точку изображения, координаты которой необходимо определить, или в точку пульта 24 соответствующего определенной команде) и нажимают кнопку на корпусе преобразователя 2, при этом блок 20 управления формирует нижеперечисленные циклы работы устройства.В первом цикле запускается электроакустический преобразователь 22 и разрешается автоподстройка генератора тактовой частоты блока 2.1 коррекции (на схеме не,указай). После того как звуковой сигнал, излучаемый преобразователем 22, достигает эвукоприемника 23, на выходе последнего появляется сигнал, который осуществляет подстройку генератора тактовой частоты блока 21 коррекции, на чем цикл коррекции заканчивается и частота генератора соответствует текущим климатическим условиям.Во втором цикле запускается злектроакустический преобразователь 25, расположенный на подвижном пульте 24, и триггер 26 устанавливается в единичное состояние, которой разрешает прохождение через логический элемент.27 И тактовых импульсов от блока 21 коррекции на вход вычитания счетчика 28 для определения местоположения подвижного пульта 24. После того как звуковой сигнал, излучаемый преобразователем 25, достигает эвукоприемника 23, на его выходе появляется сигнал, который в блоке 21 коррекции формирует сигнал установки триггера 26 в нулевое состояние и тем самым прекращает прохождение тактовых импульсов на вход вычитания счетчика 28; число, находящееся к этому времени в счетчике 28,соответствует координате Х пульта 24 в обратном коде и второй цикл - цикл определения местоположения пульта 24 - заканчи" вается.В третьем цикле блок 20 управления запускает преобразователь 2. Од" новременно запускается генератор 19 экспоненциального напряжения и устанавливаются в единичное состояние триггеры 13 и 14, которые разрешают поступление тактовых импульсов иэ блока 21 коррекции,в счетчики 17 и 18 координат, и на суммирующие входы счетчиков 28 и 29,кодов команд через логические элемейты 15, 16 И. В момент, когда звуковой импульс достигает определенного звукоприемника 3(4), на его выходе формируется сигнал,который пройдя усилитель 5 (6),фильтр 7 (8), селектор 9 (10), амплитудный дискриминатор 11 (12), устанав"ливает триггер 13 (14) в нулевое состояниеи тем самым прекращает поступ" ление тактовых импульсов через логические элементы 15 (16). И на входы счетчиков 17 (18), 28 (29) .После того как звук достиг поверхности обоих микрофонов 3 и 4, закан" чивается третий цикл - цикл съема координат точки изображения или цикл вводаопределенной команды.В четвертом цикле в блоке 30 ана-лиза анализируется состояние и содержимое счетчиков 28 и 29.кодов команд.Возможны следующие случаи,В счетчике 28 содержится число сознаком еминус . Это означает, чтооператор с 4 вийул пульт 24 вправо ис 9 ял координаты точки в части изобра"жения, находящейся влево от пульта24; после чего необходимо выдать ввычислительную машину содержимое 2 Осчетчиков 17 и 18, т.е. координатыХ и У.Содержимое счетчика 28 является,положительным и не превышает числа,соответствующего ширине пульта 24. 25Это означает, что оператор ввел спульта 24 конкретную команду, и необходимо сформировать код команды,соответствующий, содержимому счетчй- ков 28 и 29, и выдать его в вьЖисли- Зотельную машину.Содержимое счетчика 28 являетсяположйтельйым, но йревышает число,соответствующее ширине пульта 24. Этоозначает, что оператоР сдвинул пульт 3524 влево и снял координаты точкиизображейня, находящейСЯ СпраВа Отпульта 24, после чего необходимо выДать -содержимое счетчиков 17 и 18,т.е, координаты Х и У.В первом и третьем случаях блок 30анализа выдает сигнал запроса, который через регистр 31 запроса и блок34 управления выдачей информации вызывает прерывания в работе вычислительной машины. 45Во втором случае блок 30 анализавыставляет сигнал запроса на прерывание и разрешает блоку 32 сформиро-,"вать код команды, соответствую:цийсодержимому счетчиков 28 и 29. Выдача информаций йо сигйалу разрешенияпроисходит аналогично вышеописанному,лишь с той разницей, что выдаетсяййформацйяс блока 32, т,е. в вычислительную машину поступает код команды, вводимой с пульта 24. Таким образом завершается четвертый цикл - цикл обработки и выдачиинформации (координат Х, У или команд), : .60С окончанием четвертого цикла уст"ройство "переходит в исходное Состой-"ние и готово к съему координат очередной точки изобраЖенйя илй"к вводуочередной команды с пульта. 65 Как показали проведенные исследования, среднее время ввода координатточки изображения составляет 2,5 с,а среднее время ввода команд со специальной планшетки, закрепленной вфиксированном положении на рабочемполе планшета, - 10 с (перемещениек планшетке, ввод команды, возвратк вводимой области изображения,поиск последней введенной точки).В среднем на пять точек изображения приходится один ввод с планшетки.Средняя скорость ввода координатв этом случае составляет 960 точек вчас.После введения в состав устройства подвижного пульта ввода командвремя ввода команд равно времени ввода координат точки изображения иравно 2,5 с,В этом случае средняя скоростьВвода равна 1440 точкам в час.Таким образом, средняя скоростьввода координат возрастает на 50,Введение в сОстав устройства подвиЖного пульта ввода команд и блоков,расположенного на подвижной консолии обеспечиваюЦего отделение командной информации от кодов координат,позволяет добиться лучшего использования рабочего поля устройства, обеспечить значительные удобства оператору при вводе командной информации иза счет этогопонизить утомляемостьоператора, повысить скорость его ра"боты и уменьшить количество допускаемых им ошибок. Предлагаемое устройство позволяет осуществлять ввод ввычислительную машину командной инфорМацйи непосредственно в виде кодов команд, что расширяет функциональные возможности устройства.Формула изобретения1. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, каналы преобразования, каждый из которых ссетоит из последовательно соединенных согласующего .усилителя с управляемым коэффициентом передачи, соединенного с соответствующим микрофоном, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности, амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И, и счетчика координат, второй электроакустический преобразователь извукоприемник, подключенные к блоку коррекции, первый выход которого соединен с одними из входов логических. элементов И, генератор экспоненциального напряжения, выход которого подключен к управляющим входам согласующих усилителей,744660 10 раж 751 одписн ул. Прое жг 9и блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора экспоненциального напряжения, второй с первым электроакустическим преобразователем и установочными входами триггеров, а третий - с блоком коррекции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей за счет обеспечения возможности кодирования командной информации, оно содержит третий электроакустический преобразователь, акустически связанный со звукоприемником, дополнительные триггер и логический элемент И, первый и второй счетчики кодов команд, блок анализа, блок Формирования команд, регистр запроса, блок обмена инфбрмацией и коммутатор, причем третий электроакустический пресбразователь подключен к соответствующему выходу блока управления и через последовательное соединейные дополни- тельный триггер, один из входов которого соединен со вторым выходом блока коррекции, и дополнительный логический элемент И, один из входов которого подключен к первому выходу блока коррекции, ко входу вычитания ИПИ Заказ 3820/16 Филиал ППП фПатент. первого счетчика кодов команд, суммирующие входы первого и второгосчетчиков команд соединены с выходами логических элементов И каналовпреобразования, выходы счетчиков кодов команд соединены через блок анализа с регистром запроса и через блокФормирования команд, один из выходовкоторого подключен к выходу блокаанализа, с коммутатором, другие входы которого подключены к выходам о счетчиков координат и выходу блокаобмена информацией.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем третий электроакустический преобразова 15 тель расположен на подвижной консоли, свободно перемещаемой по рабочему полю планшета. Источники информации,20 принятые во внимание при экспертизе1, 1 Звуковое перо-новое устройство для оперативного ввода данныхф,Экспресс-информация ВИНИТИ, серия 31,1970, Р 45, реФ. 136.2. Авторское свидетельство СССРР 517908, кл. 6 06 К 11/00, 1974