Устройство для считывания графической информации

(22) Заявлено 23.06.80 (21) 2945036/18 - 24 с присоединением заявки М 6 06 К 11/06 3 Ъеударстнтнный комитет СССР ва делам изабрвтеккй к вткрнткй.12 (088,8) Опубликовано 30.09,82, 6 еллетень И 36 Дата опубликования описания 30.09;82) Заявитель Институт технической кибернетики АНБелорусской 54) УСТРОЙСТВО Я СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОФОРМАЦИИ Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документов, принцип действия которых основан на измерении времени рас. пространенни ультразвуковой волны в различ. ных средах, и может быть использовано для преобразования слсакной графической информации (например, топографических карт) в цифровую форму с последующим вводом в ЭВМ,По основному авт. св. У 744660 известнот устройство для считывания графической инфор. мации, содержащее планшет, первый электро. акустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каж-дый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя с управ. ляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот, селектора импульсов по дли. тельности и амплитудного дискриминатора, выходы которых соединены с одним из входов первого и второго триггеров, второй электровкустнческий преобразователь и звукоприемник,2подключенные к блоку коррекции, первый выход которого соединен с одним из входовпервого, второго и третьего логического элемента И, а второй - с одним из входов тре.тьего триттера, третий электроакустическийпреобразователь, расположенный на подвижномпульте ввода команд, акустически связанныйс звукоприемником, блок управления, первыйвыход которого соединен с третьим электроакустическим преобразователем и подключен 0через последовательно соединенные третий тритгер и третий логический элемент И к входувычитания первого счетчика кодов команд,второй - с первым электроакустическим пре. образователем и установочными входами первого и второго триггера, выходы которых подключены через первый и второй логическийэлемент И к суммирующим входам первогои второго счетчиков команд и к входам счетчиков координат, третий - с генераторомэкспоненциального напряжения, выходы кото.рого подключены к каналам преобразования, ачетвертый - с блоком коррекции, блок анали. за и блок формирования команд, один из вхо.3 96301дов которого соединен с выходом блока ана.лиза, подключенные к выходам первого и второго счетчиков кодов команд, соединенысоответственно с регистром запроса и с коммутатором, другие входы которого подключенык выходам счетчиков координат и к выходублока обмена информацией, подсоединенногок выходу регистра запроса и к шинам подклю.чеиия вычислительной машины, к другим шинамкоторой подключен выход коммутатора 111.Недостатком известного устройства являетсянизкая точность считывания графической информации, вызванная недостатками работы блокакоррекции и заключающаяся в необходимостиизменения частоты генератора в зависимости отпараметров воздуха, что в итоге приводит к не.стабильности точности считывания графическойинформации. Кроме того, нестабильность точное.ти считывания графической информации такжехарактеризуется нестабильностью работы зле 20ментов самого генератора при изменении параметров окружающей среды,Цель изобретения - повышение точностисчитывания графической информации.Поставленная цель достигается тем, что в 25известном устройстве, содержащем планшет,первый электроакустический преобразователь,акустически связанный с координатными мик.рофонами, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит нз после. З 0довательно соединенных согласующего усилйте.ля, фильтра верхних частот, селектора импуль.сов по длительности и амплитудного дискриминатора, выходы которых соединены с одним.из входов первого и второго триггеров, второй35электроакустический преобразователь и звуко.приемник, подключенные к блоку коррекции,соединенному с одними входами первого, вто.рого и третьего элементов И и с входом триггера, третий электроакустический преобразова40тель, акустически связанный с звукоприемни.ком, блок управления, подключенньгй к третьему электроакустическому преобразователю и квходу третьего триггера, выход которого сое.динен с другим входом третьего элемента И, кпервому электроакустическому преобразовате 45лю и к другим входам первого и второго триггеров, выходы которых соединены с первыми вторым элементами И соответственно, к ге.нератору напряжения, выход которого соединенс каналами преобразования, и к: блоку коррекции информации, первый счетчик, соединенный. с выходами второго и третьего элементов И,второй счетчик, соединенный с выходом первого элемента И, третий и четвертый счетчики,подключенные к выходам первого и второгоэлементов И соответственно и к входам коммутатора, соединенного с блоком формирования команд и с блоком обмена информацией,блок анализа, подключенный к блоку формиро. вания команд, к первому и второму счетчикам, соединенным с блоком формирования команд, н к регистру, выход которого подключен к блоку обмена информацией, блок коррекции информации содержит элемент ЗИ-ИЛИ, одни входы которого соединены с первым делителем частоты, подключенным к генератору частоты, выход которого соединены с пятым счетчиком, подключенным к первому дешифратору, селектор, входы которого соединены с формирова. телем импульсов и с первым делителем часто,ты, а выходы подключены к другим входам элемента ЗИ - ИЛИ, четвертый триггер, входа которого соединены с селектором, а,выходы подключены к входам элемента ЗИ-ИЛИ, второй делитель частоты, соединенный с выходом элемента ЗИ - ИЛИ, реверсивный счетчик, под. ключенный к второму делителю частоты, и последовательно соединенные шестой счетчик, вход которого подключен.к второму делителю частоты, второй дешифратор, узел сравнения, другие входы которого подключены к шестому счетчику, к первому дешифратору и к формирователю импульсов, а выходы подключены к ре. версивному счета.ку, пятый триггер и четвер. тый элемент И, другой вход которого подклю чен к второму делителю частоты.На фиг. 1 представлена блок - схема устройства; на фиг, 2 - блок коррекции.Устройство содержит планшет 1, первый электроакустический преобразователь 2, акустически связанный с координатными микрофонами 3 и 4, каналы 5 и 6 преобразования, каждый иэ которых состоит из последователь. но соединенных согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот, селектора импульсов по дли. тельности и амплитудного,дискриминатора (не показаны), первый 7 и второй 8 триггеры, второй электроакустический преобразователь 9 и эвукоприемннк 10, подключенные к блоку 11 коррекции, первый выход которого соединен с одним нз входов первого 12, второго 13 и третьего 14 элементов И, второй - с одним из входов третьего триггера 15, третин электро- акустический преобразователь 16, расположенный на подвижном пульте 17 ввода команд, акустически связанный с звуколриемником 10, блок 18 управления, первый 19, второй 20, третий 21 и четвертый 22 счетчики,генератор 23 напряжения, например экспоненциального, блок 24анализа, блок 25 формирования команд, регистр 26, коммутатор 27 и блок 28 обменаинформацией,Блок 11 включает генератор 29 частоты,пятый счетчик ЗО, первый делитель 31 частоты, селектор 32 одиночного импульса, элемент ЗИ - ИЛИ 33, четвертый триггер 34, второй5 . 9630делитель 35 частоты, реверсивный счетчик 36,шестой счетчик 37, узел 38 сравнения, первыйдешифратор 39, четвертый элемент И 40, пятыйтриггер 41, второй дешифратор 42 и формирователь 43 импульсов, выполненный по, той жесхеме, что и каналы 5 и 6 преобразования.Устройство работает следующим образом.Первый злектроакустический преобразователь2 (сьемник координат) помещают на рабочемполе планшета 1 в точку изображения, коор. 10динаты которой необходимо определить, илиточку пульта 17, соответствующую определенной команде) и нажимают кнопку на корпусеэлектроакустического преобразователя 2, приэтом блок 18 формирует нижеперечисленные 15циклы работы устройства.В. первом цикле запускается второй злект.роакустический преобразователь 9 н разрешается работа блока .11.Блок 11 работает следующим образом., 20При включении устройства генератор 29частоты с кварцевой стабилизацией начинаетгенерировать импульсы с большой частотой(7 МГц), которые поступают на пятый счетчик30 импульсов, который посредством первого 25дешифратора 39 выделяет управляющие сигналы, на первый делитель 31 частоты, где формируется две последовательности импульсов (четная и нечетная), сдвинутые относительно другдруга на полпериода. Сигнал "Запуск", поступа- З 0ющий от блока 18 на селектор 32, в случайный момент времени формирует одиночныйимпульс, по которому триггер 34 разрешаетпрохождение той последовательности черезэлемент ЗИ в И 33, которая совпадает с35выделенным, одиночным импульсом, За счетвыбора четной или нечетной последовательностиимпульсов величина максимальной погрешностиотсчета координат вследствие асинхронного появления сигнала "Запуск" по отношению к последовательности счетных импульсов будет меньше, чем половина цены младшего разрядасчетчиков координат,Выбраиная последовательность импульсовс выхода элемента ЗИ - ИЛИ 33 поступает навход управляемого делителя 35 частоты.Счетчик 37 эталонного расстояния подсчн.тывает число импульсов, поступивших с выхо;да .управляемого делителя 35 частоты на еговход в первом цикле работы устройства,После того, как звуковой са.нал, излучаемый вторым электроакустическим преобразователем 9, достигает звукоприемника 10, формируется микрофонный сигнал, которыйчерез формирователь 43 импульсов поступаетна селектор 32 и узел 38 сравнения,55Селектор 32 формирует сигнал, которыйпрекращает .поступление тактовых импульсовна вход управляемого делителя 35 частоты и на дешифраторе 42 определяется состояниесчетчика 37. По сигналу, поступившему с фор.мирователя 43 и в зависимости от состояниясчетчика 37 узел 38 сравнения формирует одиниз сигналов - "Меньше", "Равно", "Больше".Наличие сигнала "Меньше" означает, что завремя прохождения ультразвуковой волныэталонного расстояния в счетчик 37 поступиломеньшее количество импульсов, чем следовалобы, т. е, частота импульсов на выходе управ.ляемого делителя 35 частоты меньше требуемойи, следовательно, содержимое реверсивногосчетчика 36 должно быть увеличено, для чегоэтот сигнал заведен на вход сложения реверсивного счетчика 36,Наличие сигнала "Больше" означает, что завремя прохождения ультразвуковой волнойэлалонного. расстояния в счетчик 37 поступилобольше импульсов, т, е, частота их на выходеуправляемого делителя 35 частоты большетребуемой и, следовательно, содержимое реверсивного счетчика 36 должно быть уменьшено, для чего этот сигнал заведен на входвычитания реверсивного счетчика 36, Увеличение или уменьшение содержимого реверсивногосчетчика 36 происходит на один импульс в каждом такте измерения,Наличие сигнала "Равно" означает, что частота импульсов на выходе управляемого делителя 35 частоты соответствует требуемой,Сигнал Равно" поступает на вход триггера 41н устанавливает его в единичное состояние, ко-торое выдает разрешение на прохождение тактовых импульсов через элемент И 40.Сигнал с единичного выхода триггера 41означает, что первый цикл - цикл коррекциизакончен и можно приступать к следующемуциклу работы устройства.Во втором цикле запускается третий электроакустический преобразователь 16, расположен.ный на подвижном пульте 17, и триггер 15устанавливается в единичное состояние, котороеразрешает прохождение через элемент И 14тактовых импульсов от блока 11 на вход вычитания счетчика 19 для определения местоположения подвижного пульта 17. После того, какзвуковой сигнал, излучаемый третьим электроакустическим преобразователем 16, достигаетзвукоприемннка 10, на выходе последнего появляется сигнал, который в блоке 11 формируетсигнал установки триггера 15 в нулевое состояние и тем самым прекращает прохождение тактовых импульсов на вход вычитания счетчика 19,число, находящееся к этому времени в счетчике19, соответствует координате Х пульта 17 вобратном коде, и цикл определения местоположения пульта 17 заканчивается.В третьем цикле блок 18 запускает первыйэлектроакустический преобразователь 2, и триг 7 9630геры 7 и 8 устанавливаются в ециничное состряние, чем разрешается поступление тактовых им.пульсов из блока 11 в счетчики 21 и 22 и насуммирующие входы счетчиков 19 и 20 черезэлементы И 12 и 13. В момент, когда звуко.вой сигнал, излучаемый первым электроакустическим преобразователем 2, достигает определенного микрофона 3(4), на его выходе появляется сигнал, который, пройдя канал 5(б)преобразования, устанавливает триггер 7(8) 10в нулевое состояние и тем самым прекращаетпоступление импульсов через элементы И 12(13)на входы счетчиков 19(20) и 21(22). Послетого, как звук достиг поверхности обоих микрофонов 3 и 4, заканчивается цикл считывания 15координаты точки изображения или пульта 17,соответствующего определенной команде.В четвертом цикле в блоке 24 происходитанализ. состояния н содержимого счетчиков 19и 20, 20Возможны следующие случаи.1, В счетчике 19 содержится число со знаком "минус". Это означает, что оператор сдви.нул пульт 17 вправо и снял координаты точкив части изображения, находящейся слева от 25пульта 17, после чего необходимо выдать вЭВМ содержимое счетчиков 21 н 22, т, е,координаты Х и У,2, Содержимое счетчйка 19 является положительным и не превышает числа, соответствующе го ширине пульта 17. Это означает, что опера.тор ввел с пульта 17 конкретную командуи необходимо сформировать код команды,соответствующий содержимому счетчиков 19.,20 и выдать его в ЗВМ3. Содержимое счетчика 19 является поло.жительным, но превышает число, соответствующее ширине пульта 17, Это. означает, что оператор сдвинул пульт 17 влево и снял координатыточки изображения, находящейся справа от пуль.40та 17, после чего необходимо вьщать в ЗВМсодержимое счетчиков 21 и 22, т. е, координаты Х и У,В первом и третьем случаях блок 24 выдает сигнал запроса, который через регистр 2 б иблок 28 вызывает прерывания в работе ЭВМ,45Во втором случае блок 24 выставляет сигналзапроса на прерывание и разрешает блоку 25сформировать код команды, соответствующийсодержимому счетчиков 19 и 20. Выдача инфор.мации по сигналу разрешения от ЭВМ происходит аналогично вышеописанному лишь с тойразницей, что в ЗВМ выдается информация сблока 25, т. е. в ЭВМ поступает код команды,вводимой с пульта 17. 14 8Таким образом, завершается четвертыйцикл - цикл обработки и выдачи информации(координат Х, У или комацц) в ЭВМ.С окончанием четвертого цикла устройствопереходит в исходное состояние и готово ксъему координат очередной точки изображенияили к вводу очередной команды с пульта,Таким образом, применение и блоке 11 коррекции генератора 29 частоты с кварцевойстабилизацией,.унравляемого делителя 35 частоты и использование четной и нечетной последовательности импульсов:в зависимости отвремени поступления сигнала "Запуск" позволяетповысить точность считывания графической информации предлагаемого устройства, При этомпогрешность считывания координат составляетполовину цены младшего разряда счетчиковкоординат. Применение .предлагаемого устройствав системах оцифрования графической информьции позволяет сократить трудовые затраты наоцифрование за счет повышения точности считывания, т. е, за счет сокращения количестваошибочно считанных тачек изображения.Формула изобретенияУстройство для считывания графической информации по авт. св. М 744 ббО, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью новьппенияего точности, в нем блок коррекции информации содержит элемент ЗИ - ИЛИ, одйи входЫкоторого соединены с первым делителем часто.ты, подключенным к генератору частоты, выходкоторого соединен с пятым счетчиком, подклю.ченным к первому дешифратору, селектор, входы которого соединены с формирователем им.пульсов и с первым делителем частоты, а выходы подключены к другим входам элементаЗИ ИЛИ, четвертый триггер, входы которогосоединень, с селектором, а выходы подключенык входам элемента ЗИ - ИЛИ, второй делительчастоты, соединенный с выходом элементаЗИ - ИЛИ, реверсивный счетчик, подключенныйк второму делителю частоты, и последовательносоединенные шестой счетчик, вход которогоподключен к второму делителю частоты, второйдешифратор, узел, сравнения, другие входыкоторого подключены к шестому счетчику, кпервому дешифратору и к формирователю импульсов, а выходы подключены к реверсивномусчетчику, пятый триггер и четвертый элемент И,другой вход которого подключен к второмуделителю частоты.Источники информации,принятые во. внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 744 ббО,кл. 6 Об К 11/Об, 1978 (прототип),