Устройство для считывания графической информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4 С 06 К 11/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ й кибернетиМамедашко ство СССР 06, 1978. во СССР 06, 1981. АНИЯ ГРА(57) Изобретение отно вычислительной техник к полуавтоматическим тывания координат эле ния с документа, прин торых основан на изме сится к области частности йствам счив изображеействия ко- времени го, сокращаетформированиеива с заданной считывания, кромевременные затратыинформационного мадостоверностью. 1 уст ент н ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт техническоки АН БССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ распространения ультразвуковой волны, и может бытьиспользовано для преобразования сложной графической информации в цифровую форму с последующим введением ее в ЭВМ. Цель изобретения- повышение надежности устройства. Введение в устройство проекционной электронно-лучевой трубки с отклоняющей системой, усилителей отклонения электронного луча, цифроаналогового преобразователя, светоделительного элемента со световодом, источника света с конденсором, объектива, генератора тактовых импульсов, счетчиков адресов, блока памяти, дешифраторов, триггера позволяет повысить достоверность считывания графической информации за счет оперативного контроля1292020 5 10 15 20 Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, принцип действия которых основан на измерении времени распространения ультразвуковой волны в различных средах, и может быть использовано для преобразования сложной графической информации (например, топографических карт) в цифровую форму с последующим введением ее в ЭБМ.Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет повышения достоверности считывания координат элементов изображения.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для считывания графической информации содержит планшет 1, выполненный в виде экрана, первый электроакустический преобразователь 2, акустически связанный с линейными координатными микрофонами 3 и 4, подключенными к блокам 5 и 6 преобразования координат, выходы которых соединены с одним из входов первого 7 и второго 8 триггеров, второй электроакустический преобразователь 9 и звукоприемник 10, подключенные к блоку 11 коррекции, первый выход которого соединен с одним из входов первого 12, второго 13 и третьего 14 элементов И, а второй подключен к входу триггера 15, выход которого соединен с другим входом элемента И 14, подключенного к счетчику 16,первый формирователь 17 сигналов, входы которого соединены с счетчиками 16 и 18, а первый выход которого подключен к первому регистру 19, подключенному своими информационными входами и выходами к ЭВМ и к одному входу блока 20 формирования команд, другие входы которого подключены к счетчикам 16 и 18, а выход соединен с первым коммутатором 21, распределитель 22 импульсов, соединенный с электроакустическим преобразователем 2, с блоком 11 коррекции и с входами триггеров 7 и 8, выходы которых через элементы И 13 и 12 подключены к счетчикам 16, 23 и 18, 24 соответственно, селектор 25 импульсов, соединенный с распределителем 22 импульсов, первый одновибратор 26, подключенный к селектору 25 импульсов, элемент 2 И-ИЛИ 27,25 30 35 40 45 50 55 входы которого соединены с распределителем 22 импульсов и с селектором25 импульсов, а выход соединен с входами триггера 15 и электроакустического преобразователя 28, расположенного на подвижном пульте 29 ввода команд, и последовательно подключенныевторой формирователь 30 сигналов,соединенный с одновибратором 26,элементы И 31 и 32 группы, выходы которых соединены с распределителем 22импульсов, с другими входами элемента2 И-ИЛИ 27, регистр 33, подключенныйк счетчикам 23 и 24, элемент И 34,элементы ИЛИ 35 и 36, элемент НЕ 37,расположенные на"одной оптическойоси, проекционную электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 38 с отклоняющейсистемой 39, подключенной к усилителям 40 и 41 отклонения электронного луча, светоделительный элемент42, объектив 43, оптически соединенный с планшетом 1., одна грань светоделительного элемента 42 оптически соединена через световод 44 с оригиналом 45 изображения, а другая через конденсор 46 - с источником 47 света, последовательно соединенные генератор 48 тактовых импульсов, элементИ 49, другой вход которого подключен к регистру 19, счетчик 50 адреса Х, второй одновибратор 51, соединенный с вторым входом первого счетчика 50 адреса и через элемент НЕ 37 с первым входом элемента И 52, и второй счетчик 53 адреса, выходы счетчиков 50 и 53 адресов соединены соответственно с входом цифроаналогового преобразователя 54, выходы которого подключены к входам усилителей 40 и 41, к второму входу коммутатора 21 и к первому входу коммутатора 55, другой вход которого соединен с выходом регистра 33, а управляющий вход, соединенный с первым входом элемента И 34, подключен к выходу одновибратора 51, выход коммутатора 55 соединен с входами блока 56 памяти и первого дешифратора 57, выход которого соединен с вторым входом блока 56 памяти, выход которого соединен через элемент И 52 с входом модулятора яркости луча проекционной ЭЛТ 38 и через элемент И 58, другой вход которого подключен к первому выходу второго дешифратора 59, - с вторым входом регистра 19, третий вход которого подключен к старшему разрядуверности считывания информации. Этот режим реализуется при включении кнопки Кн, при этом кнопка Кн 2 выключена.Электроакустический преобразователь 2 помещают на рабочем поле план. шета 1, на который проецируется изображение выбранного Фрагмента топографической карты (в точку изображения, координаты которой необходимо определить, или в точку пульта 29 соответствующую определенной команде), и нажимают кнопку Кн 1, при этом иэ формирователя 30 в распределитель 22 импульсов поступает через элемент И 31 сигнал о работе устройства в дискретном режиме и распределитель 22 импульсов формирует нижеперечисленные такты работы устройства.В первом такте сигналом с второго выхода распределителя 22 запускается электроакустический преобразователь 9 и разрешается автоподстройка генератора тактовой частоты блока 11 коррекции.После того, как звуковой сигнал, излучаемый электроакустическим преобразователем 9, достигает звуко- приемника 10, на выходе последнего появляется сигнал, который осуществляет подстройку генератора тактовой,частоты блока 11, на чем такт коррекции заканчивается и частота генератора соответствует текущим климатическим условиям,Во втором такте происходит определение местоположения подвижного пульта 29 ввода команд. Сигналом стретьего выхода распределителя 22через первый вход элемента 2 И-ИЛИ 27 запускается электроакустический преобразователь 28 и триггер. 15 устанавливается в единичное состояние,которое разрешает прохождение черезэлемент И 14 тактовых импульсов отблока 11 на вход вычитания счетчика16. После того, как звуковой сигнал,излучаемый электроакустическим преобразователем 28 достигает звукоприемника 10,на выходе последнего появляется сигнал установки триггера 15 в нулевое состояние и тем самым прекращается прохождение тактовых импульсов на вход вычитания счетчика 16. Число, находящееся к этому временив счетчике 16, соответствует координате Х пульта 29 в. обратном коде, и такт определения пульта 29 ввода команд заканчивается. 3 1292020 счетчика адреса У, а второй выход соединен через элемент ИЛИ 35, другой вход которого подключен к второму выходу дешифратора 59, подключенного к выходу блока 20 формирования команд, с первым входом триггера 60, инверсный выход которого соединен с третьим входом блока 56 памяти, и с первым входом элемента ИЛИ 36, второй выход формирователя 17 сигналов 10 управления соединен с управляющим входом регистра 33 и через элемент 61 задержки - с вторыми входами триггера 60 и элемента И 34, выход которого через элемент ИЛИ 36 соединенс четвертым входом блока 56 памятиУстройство для считывания графической информации работает следующим образом.Перед началом работы оригинал 45 изображения, например топографическую карту, помещают на планшет двух- координатного механизма перемещения световода 44 (двухкоординатный механизм и схема его управления не указаны). При включении питания устройства все многоустойчивые элементы устанавливаются в нулевое состояние(йепи и средства установки не указаны) и световой поток от источника 3047 света через конденсор 46 и светоделительный элемент 42 попадает на торец гибкого световода 44, другой торец которого прижат к оригиналу 45. Распространяясь по световоду 44, 35 световой поток доходит до оригинала 45, отражается от него и промодулированный изображением топографической карты идет по тому же световоду 44 назад. Промодулированный световой 40 поток, вышедший из торца световода 44, поворачивается светоделительным элементом 42 на 90 и попадает через объектив 43 на рабочее поле планшета 1, Далее путем перемещения оригинала 4 45 на планшете двухкоординатного ме-. ханизма точки привязки оригинала 45 оптически совмещаются с точками привязки планшета 1.В устройстве реализуется два режима работы: дискретный с контролем достоверности считывания и непрерывный с контролем достоверности считывания. Режимы работы устройства за даются органами управления, показан ными на чертеже кнопками Кн 1 и Кн 2.1Рассмотрим работу устройства в дискретном режиме с контролем достоО 5 12920В третьем такте распределитель 22 импульсов запускает (сигналом с первого выхода) электроакустический преобразователь 2 и триггеры 7 и 8 устанавливаются в единичное состоя ние, чем разрешается поступление тактовых импульсов из блока 11 в счетчики 23 и 24 и на суммирующие входы счетчиков 16 и 18 через элементы И 12 и 13. В момент, когда звуковой сигнал, изучаемый электроакустическим преобразователем 2, достигает определенного микрофона 3(4), на его выходе появляется сигнал, который пройдя блоки 5(б) преобразования координат, устанавливает триггеры 7(8) в нулевое состояние и тем самым прекращает поступление тактовых импульсов через элементы И 12 (13) на входы счетчиков 16(18) и 23(24). После того, как звук достиг поверхности микрофонов 3 и 4 заканчивается такт считывания координат точки.В четвертом такте в формирователе 17 происходит формирование управляю 25 щих сигналов в зависимости от содержимого счетчиков 16 и 18.Возможны следующие случаи.1. В счетчике 16 содержится число со знаком минус . Это означает,11 н 30 что оператор сдвинул пульт 29 вправо и снял координаты точки в части изображения, находящейся слева от пультаСодержание счетчика 16 является положителыЬм и не превышает числа, соответствующего ширине пульта 29. Зто означает, что оператор ввел с пульта 29 конкретную команду и необходимо сфор 40 мировать код команды, соответствующей содержимому счетчиков 16 и 18.3. Содержимое счетчика 16 является положительным, но превышает число, соответствующее ширине пульта 29. Это означает, что оператор сдвинул пульт45 29 влево и снял координаты точки изображения, находящейся справа от пульта 29Если оператор снял координаты точки, соответствующей определенной команде на пульте 29 ввода команд, то сигнал с первого выхода формирователя 17 разрешает блоку 20 сформировать код команды, соответствующей содержимому счетчиков 16 и 18, и поступает на вход регистра 19. Изменение состояния в одном из разрядов регистра 19 разрешает передачу кода команды, сформированного в блоке 20 формирования команд,через коммутатор 21 в ЗВМ,Если оператор снял координаты точки иэображения, то контроль достоверности считывания осуществляется следующим образом.По сигналу с второго выхода формирователя 17 содержимое счетчиков 23 и24 записывается в регистр 33 и при наличии сигнала с одновибратора 51 через коммутатор поступает в блок 56памяти как адрес необходимой ячейкиПри этом разрядные сигналы со счетчика 50 адреса поступают на дешифратор 57, где дешифрируются как сигнал"Выбор кристалла" нужной микросхемыблока 56 памяти. Одновременно с этимсигнал с второго выхода формирователя 17, пройдя элемент 61 задержки иэлемент И 34 при наличии сигнала содновибратора 51, через элемент ИЛИ36 записывает в выбранную ячейку блока 56 памяти "1" так как триггер 60находится в нулевом состоянииДля реализации сигнала, поступающего на проекционную ЗЛТ 38, и высвечивающую точку, координаты которойзаписаны в блоке 56 памяти, тактовыеимпульсы с генератора 48 через элемент И 49 поступают на счетчик 50адреса. Разрядные сигналы со счетчика 50 поступают на вход цифроаналогового преобразователя 54, где формируются в соответствующие напряжения, которые через усилители 40 и 41поступают в отклоняюшую систему 39проекционной ЭЛТ 38. По окончаниисчитывания строки по сигналу со старшего разряда счетчика 50 в одновибраторе 51 Формируется импульс гашенияэлектронного луча при обратном ходеи содержимое счетчика 53 адреса увеличивается на единицу. В результатеэтого на экране проекционной ЭЛТ 38омуществляется его построчное сканирование. Одновременно с этим разрядные сигналы со счетчиков 50 и 53 приотсутствии сигнала с выхода одновибратора 51 поступают через коммутатор 55 в блок 56 памяти. Если в процессе считывания строки блока 56 памяти в ней появляется "1" то сигналс выхода блока 56 памяти через элемент И 51 поступает на вход модулятора яркости луча проекционной ЭЛТ38, при этом на экране проекционнойЗЛТ 38 высвечивается точка, изображение которой через светоделитель 7 12.920 ный элемент 42 и объектив 43 попадает на экран 1 в ту точку, координаты которой снял оператор. Так как оптические оси проекционной ЭЛТ 38 и источника 47 света посредством светоде лительного элемента 42 совмещаются, тб изображение оригинала, проецируемого на экран 1, совмещается со светящейся точкой, формируемой проекционной ЭЛТ 38. 10Возможны два случая.1, Световое пятно на экране 1 совмещается с точкой изображения оригинала, координаты которой снимают оператор, т.е. координаты точки считаны. правильно, при этом оператор снимает координаты следующей точки изображения.2. Световое пятно на экране 1 не совмещается с точкой изображения ори гикала, координаты которой снимает оператор, т.е. координаты точки сняты неточно. В этом случае оператор вводит с подвижного пульта 29 команду "Стереть . Сформированный код команды125 в блоке 20 поступает на дешифратор 59. Сигнал с второго выхода дешифратора 59 через элемент ИЛИ 35 устанавливает триггер 60 в единичное состояние и через элемент ИЛИ 36 записывает "0" в ячейку памяти с координатами, находящимися в регистре 33, После чего вводятся координаты следующей точки.Для выдачи информации в ЭВМ после окончания оцифрования выбранного фрагмента с пульта 29 оператор вводит команду "Ввод", в результате чего с выхода дешифратора 59 на элемент И 58 поступает сигнал, который разрешает прохождение сигнала с блока 56 памя ти. По этому же сигналу счетчики 50 и 53 устанавливаются в исходное состояние (цепь установки не указана) . Далее происходит считывание информации из блока 56 памяти. При появлении "1" на выходе блока 56 памяти с выхода элемента И 58 в регистр 19 поступает сигнал, который означает, что находящиеся на входе коммутатора 21 координаты соответствуют координа 50 там считанной точки изображения оригинала, которые передаются в ЭВМ. По переднему фронту этого сигнала с первого выхода регистра 19 на вход элемента И 49 поступает нулевой сигнал, который запрещает поступление тактовых импульсов на вход счетчика 50 адреса Х. Сигналом с второго входа 20 8регистра 19, через элемент ИЛИ 35 триггер 60 устанавливается в единичное состояние, и в ячейку блока 56 памяти, из которой была считана 1, записывается 0", т.е. процесс выдачи информации в ЭВМ сопровождается переводом блока 56 памяти в исходное состояние. По окончании записи 10" в блок 56 памяти с регистра 19 снимается сигнал с первого выхода, чем разрешается дальнейшее считывание информации с блока 56 памяти. По заднему фронту сигнала, поступающему на третий вход регистра 19 с выхода старшего разряда счетчика 53 адреса У, ввод информации в ЭВМ заканчивается.Рассмотрим работу устройства в непрерывном режиме.В непрерывном режиме работы устройства оператор помещает электроаку-. стический преобразователь 2 на рабочее поле планшета 1 в начальную точку обводимого контура изображения и нажимают кнопки Кн 1 и Кн 2. При включенных кнопках Кн и. Кн 2 формирователь 30 формирует сигнал о раооте устройства в непрерывном режиме, который поступает через элемент И 32 в распределитель 22 импульсов. В этом режиме электроакустический преобразователь. 2 излучает ультразвуковые волны непрерывно с определенной частотой.1Распределитель 22 импульсов организует следующие циклы работы.Первый цикл состоит из четырех описанных тактов, Первый такт этого цикла аналогичен описанному, во втором такте - такте определения местоположения подвижного пульта 29 ввода команд - местоположение пульта 29 определяется при съеме координат только первой точки контура изображения, Это достигается тем, что сигнал с третьего выхода распределителя 22 импульсов поступает в селектор 25 выделения первого импульса из последовательности и через третий вход элемента 2 И-ИЛИ 27 запускает электро- акустический преобразователь 28 и устанавливает триггер 15 в единичное состояние, которое разрешает прохождение через элемент И 14 тактовых импульсов от блока 11 на вход вычитания счетчика 16. Дальнейшая работа устройства во втором такте совпадает с опи" санным.Третий такт работы устройства осуществляется так же, как и в дискретном режиме. В четвертом происходит формирование управляющих сигналов в формирователе 17 в зависимости от содержимого счетчика 16 и 18.Если оператор вводит команду с пульта 29, то формирователь 17 вырабатывает сигнал, который разрешает сформировать блоку 20 код команды и выдать его в ЭВМ.Если оператор обводит контур иэображения на рабочем поле планшета 1, то контроль достоверности считывания информации происходит аналогично описанному.При окончании обвода контура изображения отпусканием кнопки Кн 1 одно. вибратор 26 формирует отрицательный импульс, который переводит селектор 25 в начальное состояние, в результате чего устройство готово к считыванию следующего контура изображения.При повторении съема координат в непрерывном режиме описанный цикл повторяется. Выдача информации в ЗВМ происходит аналогично описанному,Формула из обретенияУстройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде экрана, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с линейными координатными микрофонами, уста новленными на ортогональных сторонах планшета и подключенными к входам блоков преобразования координат, выходы которых соединены с одними из входов первого и второго триггеров, акустически связанные второй электро акустический преобразователь и звуко приемник, подключенные к блоку коррекции, первый выход которого соединен с одними из входов первого, второго и третьего элементов И, а второй подключен к первому входу третьего триггера, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И, выход которого подключен к одному из входов первого счетчика, первый формирователь сигналов, входы которого соединены с выходами первого и второго счетчиков, а первый выход подключен к первому входу первого регистра, соответствующие входы и выходы которого являются информационными входами и выходами устройства, и к первому входу блока формирования команд, второй и третий входы которого подключены к выходам первого и второго счетчиков, а выход соединен с первым входом первого коммутатора, распределитель импульсов, выходы которого соединены соответственно с 10 входами первого электроакустическогопреобразователя и другими входами первого и второго триггеров, выходы которых подключены соответственно через первый и второй элементы И к входам первого, второго, третьего и четвертого счетчиков, селектор импуль сов, первый вход которого соединен содним из выходов распределителя импульсов, первый одновибратор, выход Л 1 которого подключен к второму входуселектора импульсов, элемент 2 И-ИЛИ, одни из входов которого соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов и селектора импульсов, а выход подключен к второму входу третьего триггера и входу третьего электроакустического преобразователя, последовательно соединенные второй формирователь сигналов и элементы И групА, выходы которых подключены к входам распределителя импульсов и другим входам элемента 2 И-ИЛИ, вход первоГо одновибратора подключен к одному из выходов второго формирова теля сигналов, второй регистр, пер.вый вход которого соединен с выходами третьего и четвертого счетчиков, четвертый элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент задержки и эле мент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности, оно содержит расположенные на одной оптической оси проекционную электронно-лучевую трубку, светоделительный 45 элемент и объектив, оптически связанный с планшетом, а также узел передачи изображения, выполненный в виде световода, последовательно включенные генератор тактовых импуль сов, пятый элемент И, первый счетчикадреса, второй одновибратор, второй счетчик адреса, цифроаналоговый преобразователь н усилители, выходы которых подключены к входам отклоняю щей системы проекционной электроннолучевой трубки, шестой и.седьмой элементы И, четвертый триггер, блок па(мяти, первый и второй дешифраторыи второй коммутатор, выход которогоподключен к первому входу блока памяти и входу первого дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока памяти, третий вход которого подключен к инверсному выходучетвертого триггера, а четвертыйвход " к выходу второго элементаИЛИ, первый вход которого соединенс выходом четвертого элемента И, авторой вход - с первым входом четвертого триггера и выходом первого элемента ИЛИ, один из входов которогоподключен к первому выходу первогорегистра, а другой вход - к первомувыходу второго дешифратора, второйвыход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй входкоторого, соединенный с первым входомшестого элемента И, подключен к выходу блока памяти, выход седьмогоэлемента И соединен с вторым входомпервого регистра, второй выход которого подключен к одному из входовпятого элемента И, второй выход первого формирователя сигналов соединенс вторым входом второго регистра и через элемент задержки - с вторымвходом четвертого триггера и первымвходом четвертого элемента И, второйвход которого, соединенный с управляющим входом второго коммутатора,подключен к выходу второго одновибратора, входу элемента НЕ и одномуиз входов первого счетчика адреса,выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя и пер-вому входу второго коммутатора, соединенному с выходом второго счетчикаадреса, второй вход второго коммутатораподключен к выходу второго регистра,выход шестого элемента И соединен свходом модулятора яркости луча проекционной электронно-лучевой трубки,выходы первого и второго счетчиковадресов подключены соответственнок второму входу первого коммутатораи третьему входу первого регистра,причем один торец световода оптически связан с соответствующей граньюсветоделительного элемента,адругойявляется оптическимвходом устройствапричем выход элемента НЕ подключен квторому.входушестого элемента И.1292020 Составитель В. Кисел Техред Л.Олейник Ворови Корректор Н. Ко кт Заказ 2 одписн омитета ССоткрытий ская наб., д. 4/ Произволственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,/50 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МоскТираж дарственно изобретени а, Ж, Р