Устройство для определения координат треков

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 28.03.80 (21) 2902969/18-25с присоединением заявки Ле -.424 (088.8) ло делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.04,82. А. Я. Астахоь и Г. М, Комов(72) Авторы изобретения Объединенный институт ядерных исследований(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ТРЕКОВИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено для определения координат линейных треков и слежения зреков частиц при обработке данных эксперимента в ядерной физике.Известно устройство для опре;селения координат треко, содержащее олок сопряжения, регистры, вычислительные блоки, дешифратор, олок сравнения, блок управления, блок памяти и блок формирования адресов 1, Это устройство характеризуется низким быстродействием, так как определяет кандидаты в треки методом последовательного перебора координат, полученных в результате просмотра камерного снимка.Таким образом, в этом устройстве процессь 1 просмотра сш 1 мка и выделения координат трека разделены во времени.Наиболее олизким к изобретению являстся устройство для определения координат треков, содержащее блок сопряжения с ЭВМ, блок преобразования информации, массив регистров отображения 11 блок честных вьсчислителсй 12.Быстродействие даш ого устройства также ОтцОспельиО низкО, та 1 с 1 сак Оп 1)еделенис начала трека осуществляется методом последовательного перебора координат, зафиксированных на одной строке, В этом устройстве просмотр снимка и выделение координат разделены во времени.Цель изобретения заключается в повышешзи быстродействия устройства,5 Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для определения координат треков, содержащее блок ввода, блок управления, блок формирования строк и матрицы, блок памяти и блок формирования 10 ад 1)есов памяти, введены регистры с входными и выходными ключами, блок анализа, блок определения геометрических характеристик и блок сравнения, а выход блока формирования строк соединен с вхо дом блока анализа, ца второй вход которого подключены параллельно через выходные ключи два регистра, входные ключи которых сосдинсны с выходами блоков формирования строк, матрицы и управле иия, причем блс 1 к управления соедиис:1с третьим входом олока анализа. 1)торце входы выходиь 1 х ключей регистров соединены с блоком формирования матрицы и с ходом блока памяти, второй вход кото того соединен со втс 1 рым входом блока анализа, выхс)д которосо сосдс,цен с блоком памяти через последовательно вк.почеиныс олоки с 111 рсделения геометрических характеристик, сравнения и формирования адресов памяти, второй вход которого соеди 8) 4 1(43ИСП С 3 ЫХОДОМ бЛОКД ОПРСДСГ 1 СПИЯ 3 СосС. ричсских характеристик.На фиг. 1 предстывлеиа Олцк-схема ирс,а асмого устрОиства, Оио со;(сржиблок ввода 1, блок управления 2, блок 3 (1 цр,Ироваии 5 строк, б.Ок -1 (1 ор:прос- пия матрицы, блок 5 3 хо иых лючсй первого регистра, блок 6 Бходпых ключей БтцРОГ( РСГИСТРс 1, П(.)БЬ 1 РСГПСТР Г, 3 ТОРИ регистр 8, блок 9 Быхоиых к,почей 1 регистра, блок 10 Быходиых клю п.и 2 рс истра, блок диылизы 11, блок опрсдслсип ( геометрических характеристик 12, блц ср 2 Впсиия 13 блос; формировдиия ир.с 3 пдмяп 14 и блок памяти 15.15 лок ввода 1 соедииеи с б.шком уир(3(3- леиия 2 и с блоком 3 фцрмировыиия сгрц и, который соедииеи с блоком 4 формироБаиия матрицы с Олцком а)ализы 11, и второй вход оторого параллслыю пцдлючспы через выходные ключи с, 10 рсГчстры 7, 8, входные (лОчи 5, 6 которых СОС; И ИСП Ы С ВЫХОДБМИ ОГ 013 фцР М ИР 1 с- ИИ 51 Сро 3, форМИрцвдип 51 ХсТрпц) -1 Олцкд уира 3,спи 51 2, (Осдиисппцго с трс- Тим 1 ходо.1 б,Ос дссиза 11. 1 ОрьС входы выходные ключей 9, 10 сосдиисиы с блоко:( фор.(1 ир 013 спи 1 )д грипп 4ходом блока пдхяи 15, второй вхц;1 котцрого соединен сц вторым Бхсдом блцкы (1 ИБЛИЗс 1 11, ЧСЙ 13 ЫХОД ЧСРСЗ ПОС.С,10132. гельио включеипые блоки определения геометрических хдрстсриспк 12, срывшния 13 и формирования а,1 ресов памяти 14 соедииси с блоком памяп 15. Второй Вход блока формирования адресов памяти 14 соединен с выходом блока опредслсиия геометрических характеристик 12,Угройство расбодст следу)опим образом.БГОк Ввода 1 Осуиссств.5 ст р 1 згОжсии(с исследуемой картииь Ид ячейки по строкам и столбцам, преобразование освещенности ка)кдцЙ Яейи В э,1 сктри"1 ссИЙ сигидл и Вьдчу 13 идеосигиа;1 ОВ От кдк,ОЙ 5:.сйк и. Ред,и;30 вать блок Вводы мцж по с и)опсью телевизионной камеры Yд прицорых с зы- РЯДО 3 ОЙ СБЯЗ 110 С ИОМОЩ.О ОИГИ-)СсхсИИ- ческих устройств, содержащих,и сйку приборов с зарядовой связю и др.Сипхроимп)льсь(, спровкддци(ис идеосигиалы, поступают;3 блок фцр(пров;(- иия строк 3, где осуцест 3)15 е 051 их пересчет иц модулю числа элементв и строке. В КОИ ЦЕ КаКДО)1 СТРОКИ 13 ОГ 101 с: фРМИРО- вапия матрицы 4 из блока формирвдия СТро 3 ПОСТуиаЮТ сИрс(Г(,51 ЮЩИС Иси 1 ГП- СЬ 1 ДЛЯ БЫРБООТКИ ИО.(С)с СТРОс И.Блок упр авлеш(я 2 определяетр и и и пы перехода от белого пзображсиия к чсрп )- му и наоборот. Работы блока упрывлсш(я 2 пояс)яется временной диаграмми )и фиг, 2. При переходе цт белого изобрджсиия и черпОму Олок 2 Бырдоыт 3 ысГ сИГ- идл идчалд трека илп фшд (сгОму из р,же 1 н соц с)ствуст улсвой уровень Бидсцпмиульс и цт ячсе картииы, чершму сдш;ичиый уровень). Г 1 ри переходе ) чбтр)Огц сБцбражсипя . белому блок 2 5 3 ЬДТс 3 ЫС СИД, 1,0)Ца РЕ 2 ИГ 1 Ис 1)) сс ) .Сц 3)К ГпОС"1 Ь Кцц,;ГипсТ Па 1 сГ 1( И КО- пи,соси и;Г 0(3 От трека или фоиа)3,н, И)сйшсм цудем и;зывап элементомГСс( ИЛИ ФОНЫ, Д;13 а Э.ЕМСпта, ИМЕЮЩИХх 15 6 с ДУ 001 ЦУ 10 тцчУ - 2 ИДИДатом трс; и или фцид. При э)О элсмсит, име ЦИ 1 И И Ц(ппсс Ю ГО К С са И,1 ИДЫ 10)1 ИРИИ 2,1- , ) (с)(Т К д ,д1, ) с) З с .1 Олцжсше Ги ейного трекд Б матрицешлистью опрс ссл 5 ется координатами иа- ШЛ(,ПИЦ И сциЕЧПОГО ЭЛЕМЕИтОВ тРЕКа,с) 3 сг(ичиы и ирс,(Г 1;(гыс.мо) стройС"3 С (и Р С,.Г 5 1 ОС 51 СГ 1 СДМ 101;1 П)ОР 2 ЗО.(1. о( 1 ц сигид (м иачдла и конца элемсптов)0.(Ы Ксярдпидт З бЛОКЫ фцрМИрОВд:1 пя с Г)цс,;списк 3210 тс 51 13 Рс Ис 1 Ры. ПРИ счисшБш., дыиримср, исчспсй строки запись К,:.ц 3 Ксцрдпп( Г ИрП;3 ЬЧ)дИТС 51 ЧСрса 6;1 ОК ; к цсй ) В ис)Бый рсгцтр 7, д при счпты)с И И И (.ГОЙ (."1 рцп - ЧСрСЗ ОГОК 1 сг 110- чси 6 Бц Вторй региср 8.Блок диализа 11 проверяет припа;1 лежИОСЬ ЭГСис 1 СИТ 013 Па 1 СК 1 ЦСЙ И 13 Р(.;ЫДУЩСЙ з, сроках с)диому каид(и;(с(гу, т. с. Определяс Г длчи ш текущей строке хотя бы од-С;с с сс т (СИ Сс ПЦ й 51 )( сК, Ь) П С , 1 ( С 1 С И Т Ы и рс.ГьДмис с Грои., С.) 5 )тц)О 3, Бр(.м я сч Бгы 32 и ия ис стпцй строки оскрыты 1,ю- З И 10,Код 1 Ыцр,(ппс 1 СО ВТцрОГО рс 1 ИСТ.рд 8 п(ступает и блок диализа 11, при считьп)ыиии четной строки код с перв го рс Вс")"ра 7 чсрсз слючи ,3 игуи;с и бгОссс 1 1Б,ц( 12 БьраосЫвдетсц(с(ричсскисх;р,ктеристики ка)ди,(ыт и мтрипс, Г. с. длину, угол иаклоид, плошадь и др.1 рсдицлоким, чтц фильтрация;реквфИД ПРОИЗБОД)ГСЯ ИО ЦсНОМУ И 13 аКУдлине и;Гди;1 атов Б мытриие. В это:; слу 1;с блк опрсделеиия 1 еометричес .Их хы.рдктериспк 12 представляет собци счеп Ик, отцрый подсчитывает число сигиало)3, пцсуид 10 и(их из Олока дп 2 лиза 11,1 лцк 13 сравиивает;лину кандидата,хр;иящуюся Б блоке 12, с заданной.1 Омсрд с"рок из блока формированиям три;,ы 4 записываются в блок памяти 15, сс, Бд строке есть элемеиг.Кццрдиидть элементов с выходиых клю(сй 9 10 записываются и блок памяти 15 )и идличии игиала в блоке апализа 11 (,п при его отсутствии, если длина кандидаты В блоке сравнения 13 больше задани.гОк 14 формирует адреса для блокапамяти 15 по следующим логическим правилам: ели есть сигч(ал в блоке анализы 11, с;ыИид кандидата Б блоке 12 равИ с, Е), Т ц Ы,Ц) С С П аЯ Т И у В Е,1 И Ч И В 2 ЕТСЯ50 55 60 65 ца единицу; если есть сигнал в блоке анализа 11, а длина кандидата в блоке 12 не равна нулю, то адрес памяти,не изменяется; если нет сигнала в блоке анализа 11, а длина кандидата в блоке 13 больше заданной, то адрес памяти увеличшается ца единицу; если цет с. гнала в блоке анализа 11, а длина кацдилата в блоке 13 мецьме заданной, то адрес памяти уменьшается иа лва. Таким образом отделяются треки от фона,При необходимости правила формированияя адресов лля блока памяти могут быть изменены таким образом, чтооы в блок памяти 15 записывались все коордццаты трека.Поясним работу предлагаемого устройства ца примере анализа картины фиг. 3, гле изображена матрица 10 Х 10 элементов с треком и фоном.На первой строке в первый регистр 7 будут записаны коды: 5 - координата начала элемента, 8 - коорлицата конца, не принадлежащая элементу. В блок памяти 15, например, в первую ячейку, будет записан код номера строки 1.На второй строке во второй регистр 8 буллит записаны коды 4 и 7.Чтобы определить принадлежность элементов на первой и второй строках одному кандидату, блок анализа 11 будет проверять наличие хотя бы одной затемненной ячейки матриць между 5 и 7 столоцами. Так как такая ячейка есть, то олок анализа 11 вырабатывает сигнал, по которому коды (5, 8) с первого регистра 7 записываются в первую ячейку блока памяти 15, олок формирования адресов 14 увеличивает адрес памяти ца единицу, ллина кацлцлата в блоке 12 становится равной 1, кол номера строки (2) записывается во вторую ячейку блока памяти 15.На третьей строке в пе)вый регистр 7 будут записаны колы 3, 6. По сигналу олока анализа 11 во вторую ячейку блока памяти 15 будут записаны коды 4, 7, блок формирования адресов 14 цс изменит адрес памяти, олок 12 увеличит длину кацдцлата ца единицу, од номера строки (3) оудет записан во вторую ячейку памяти. Аналогичные лействия повторятся прц счцтывациц четвертой и пятой строк.На шестой строке во второй регцстр 8 будчт записаны колы б, 9. Блок анализа 11 це выработает сигнала.Пусть длина кандидата в блоке сравнения 13 к этою времени булет больше заданной. Поэтому колы (1,:1) с первого регистра 7 записываются во вторую ячейку памяти, блок формирования адресов 14 увеличивает адрес пампи ца единицу, длина кацдидата в блоке 12 устанавливается равной нулю. Кол номера строки (б) записывается в третью ячейку памяти.На седьмоц строке записи в память це 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 будет. На восьмой строке во второй регистр 8 будут записаны коды 4, 6, в третью ячейку памяти - код номера строки (8).На девятой строке в первый регистр 7 будут записаны коды 5, 6, в третью ячейку памяти - коды (4, 6) со второго регистра 8.Блок формирования адресов 14 увеличивает адрес памяти на единицу, блок 12 увеличивает длину кандидата на единицу и код номера строки (9) записывается в четвертую ячейку памяти.На десятой строке записи в память не будет. Предположим, что длина кандидата в блоке 12 к этому времени будет меньше заданной. Блок формирования адресов 14 уменьшает адрес памяти на два.Таким образом, к концу считывания матрицы в памяти будут храниться числа: в первой ячейке - 1, 5, 8; во второй - 5, 1, 4, т. е. колы, определяющие положение в матрице начального и конечного элемецтов трека,При описании принципа работы устройства предполагалось, что в каждой строке матрицы имеется один элемент трека или фонд. В реальных условиях зачастую таких элементов может Оыть несколько. Чтооы устройство работало и в этом случае, необходимо обеспечить мультиплексш-.й режим работы репьстров 7, 8 ц блоков 12 - 15.Предлагаемое устройство увеличивает скорость определения координат треков, так как це трсоует фильтрации оцисрровацной инфогмацци о координатах треков и фона ца ЭВМ, полученной при просмотре камерного снимка.Сокращается объем буферной памяти в ЭВЧ, так как в нее записываются только координаты треков, сокращается также объем буферной памяти в самом устройстве, потому что во время считывания с матрицы запоминаются координаты элементов только с дву х строк. Форм ла изобретенияУстройство лля определения координат треков, содержащее блок ввода, соединении й с блоком управления и блоком формирования строк, который соединен с блоком формирования матр щы, блок памятиблок формирования адресов памяти, о тл цча ющееся тем, что, с целью повыше, ия быстродействия, в него введены рег,- стры с вхолццмц и выходными ключами, блок анализа, блок определения геометрических характеристик и блок сравнения, а выход олока формирования строк соединен с входом блока анализа, на второй нхол которого полслючсны параллельно через выходные ключи два регистра, входные ключи которых соединены с выходами олоков формирования строк, матрицы ц управленця, причем блок управления со854164 ь ибро акгуль аЪаам кульджи 1 ачааопроьо аи рокаокьа гпрокаа рока 7единен с третьим входом Олока анализа 1 вторые входы выходных ключей регистров соединены с блоком формирования матрицы и с входом блока памяти, второй вход которого соединен со вторым входом блока анализа, выход которого соединен с блоком памяти через последовательно включенные блоки определения геометрических характеристик, сравнения и формирования адресов памяти, второй вход которого соединен с выходом блока определения геометрических характеристик,Источники информации,принятые во внимание прн экспепизе1. Авторское свидетельство СССРз Ло 546909, кл, Сз 06 К 9100, 1975,2. 1(руннов В. 1 Федотов О. П. 11 рн -бор для распознавания элементов треков -- 1 РЗТ. Принипы построения и ло- О гика рооота. М., 1979, 1 ТЗФ - 39 прототип)."акароичко . слакор И. Гохфельд хрс. ака. 3 Й игарская иографиа Упрполигпафиздаа Мособлисполко;а 11 з,к Л. 133 Гиикк, 19 В 1111 Г 111 ГОсмдарс Всииог кои с а (по делам изобрсгеии 11 и о крьпий 13(3;к Москва, Ж.35, Раикап иаб, ", 4;5