Устройство для ввода информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 81473 А 1 Ю 4 606 ГЗ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ С и институт кой социаП. МарковскиФедотов И НФОРлитель м ввода работки ляется Фнг,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский политехническиим. 50-летия Великой Октябрьслистической революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДАМАЦИИ(57) Изобретение относится к вычиной технике, в частности к устройствинформации цифровых систем оинформации. Целью изобретения повышение быстродействия и надежности устройства. Устройство позволяет повысить быстродействие и достоверность ввода рукописных символов за счет учета их кинематических характеристик. Устройство для ввода информации содержит клавиатурс датчиками, блок 11 постоянной памяти. группу регистров 5, регистры 6 и 10, первый и второй блоки формирователей импульсов 2 и 7, блок 4 ассоциативной памяти, шифратор 8, элемент НЕ 9, распределитель импульсов 3. Распознавание вводимых символов ведется в процессе письма на основе анализа кинематических характеристик, то есть на основе анализа движения гцупа при написании символов. В процессе письма также происходит автоматическая стабилизация символов с помощью бинарных признаков, что позволяет в большинстве случаев отсеивать особенности почерка. 7 ил.51 О15 20 25 30 35 40 45 50 55 11 зобрс ение относится к автоматике и вычислите,ьной технике, в чаетности к устройствам ввода информации, и предназначено для ввода произвольных символов в ЭВМ, информационно-поисковые системы, автомаи)нрванные обучающие системы и другие снегмы обработки информации.1 ель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для ввода информации; на фн. 2 и 3 структурная схема первого блока формирователей илпульсов; на фиг. 4 структурная схема второго блока формировдтелй импульсов; на фиг. 5 структурная схс лд ячейки ассоциативной пдмяги, нд фи. 6 структурная схема р;енр з лисля импульсов; на фиг, 7 с)у 1 н, хема датчика клавиатуры.Усг)ой 1 во для ввода информации (фи 1 е нржит клавиатуру 1, первый б к " ф)рмнрондтелей импульсов, распрен сль 3 импульсов, блок 4 ассоциативной дмятн ) руину р истров 5, первый регистр ), вирой б,ок 7 форлнрователей импульсов, нифрдор 8, эллент НЕ 9, второй регистр 1 О н ион)с)оянной памяти.Нд )иобознчеы входы и выходы ) ерйсн; н блоков 12 - 28.)хл,)нд гура 1 представляет собой прямоу;о.ншун мдтрицу с датчиками 29 ч (=1,и,- 1,: ) рд смерим и строк и и столбцов, имитирун)иун одну или несколько (в зависимн ги г по рьд) обычньх строк для письма Выходы д;гчикон 29(=1,и) )-го столбца )едне)ь адментом ИЛИ ЗО, выход ко :)о с) 5).;:ля выходом 13, (/=1, . Вы. ходи ддгчнкон 29 =1,) -й строки обьединены э.с мс гг)м ИЛИ 31 выход которого ян.ястся нх)дм 12, клавиатуры (=),и).1 рный б,он 2 формирователей импульсн ф; 2 н 3) одржит шифраторы 32, 32 и 33 1 петры З 4 и 34., элементы ИЛИ 15), )1 н 36, схел)ь 1 , 37, 38 и 38 с,нн ", я, ) и мн) ы И 39 и З 9., 0-триггеры 1) 10, )гм нты И 41 41 д, элементы 11,4", .2 ечегчнки 4 З - 43, причел е,),й; р;) гянгний вход 26 устройства к нндкговыми входами регистров З 4 н О-тр ров 40, д второй управляющий вход 27 устройствсоединен со входами уег;н)вки в нуль ргистрон 34 и через элелнт, 1, 1 42 с входам и установки н )х,)ь , чиков 43.)дон 1 ассоциативной ндмяти сдержит, ) ; , ) р;зрядных ячн 4, (г=,Й, =1 и)и)яннй нчти.Вгр)й б.к 7 формирователей импуль- (фи -11 содс) кит элеленты НЕ 44, 41 и )л.сы И 45 45 и 46- 46,.51 и икн 4, бл)кд 4 ассоциативной памяти еолрждг )лслнты И.ИЕ 47 и 48, резистоы 19 .)1, источники 52 и 53 напряжения, ),. сч г1 Е )4 н персм) ку 55, которая н ),н )тонлпия интгрдльной схемы может либо присутствовать, либо отсутствовать, в зависимости от того, записывается в ячейку 4 единица или ноль.Распределитель импульсов 3 (фиг. 6) содержит элемент ИЛИ 56, счетчик 57 и дешифратор 58,Датчик 29;, клавиатуры 1 содержит резистор 59 и фотодиод 60.Устройство предназначено для ввода рукописных символов в ЭВМ. Вводимую информацию пишут, например, ручкой, пальцем или щупом на наборном поле клавиатуры. В щуп, например, могут быть встроены два контакта, которые замыкаются (размыкаются) при отрыве щупа от наборного поля таким образом, чтобы при этом на управляющем входе 27 устройства устанавливался уровень логической единицы. После написания каждого символа щуп должен быть оторван от наборного поля. Распознавание ведется в процессе письма на основе анализа кинематических характеристик вводимых символов, т. е. на основе анализа движения щупа при написании символов, В процессе письма также происходит автоматическая стилизация символов, т. е. приведение их к некоторому стандартному виду с помощью следующих девяти бинарных признаков (рецепторов):Р -- отрыв щупа (пера) от наборного полн (логическая 1 на входе 27);Р - смещение щупа вверх на пороговую величину Л;Р - смещение щупа вниз на пороговую величину ъ;Р) - смещение пера (щупа) вправо на пороговую величину Л;Р -- смещение щупа влево на пороговую величину Л;Р, ;смещение пера по биссектрисе угла между Р и Р) на пороговую величину Л;Р, -- смещение щупа по биссектрисе угла между Р и Р 4 на пороговую величин Л;Рсмещение щупа по биссектрисе угла между Р) и Р) на пороговую величину Л;Рн смещение щупа по биссектрисе угла между Р и Р на пороговую величину Л.Стилизация символов в процессе письма заключается в том, что криволинейные участки траектории движения пера (щупа) с помощью рецепторов преобразуются в прямолинейные отрезки стандартной длины с близкими к реальным, но фиксированными углами наклона, что позволяет в большинстве случаев отсеивать особенности почерка непосредственно на уровне рецепторов. Таким образом, любой символ преобразуется устройством в последовательность кодов рецепторов, сработавших во время его написания.Устройство для ввода информации работает следующим образом.Когда оператор чертит на наборном поле клавиатуры 1 символ, он последовательно затемняет некоторое множество датчиков 29. Любое движение щупа по наборному полю клавиатуры 1 приводит к последовательному появлению единичных сигналов ца выходах, соответствующих местонахождению щупа, элементов ИЛИ 30 и 3.Сигналы с соответствующих теку 1 цим координатам положения щупа выходов элементов ИЛИ 3 1 и 30, поступают соответственно на входы 12, шифратора 321 строк и шифратора 32 столбцов первого блока 2 формирователей импульсов. Сигналы кода координаты строки текущего положения шуца с выходов шифратора 321 строк поступают на первые группы входов схем 371 и 38, сравнения, а также на регистр 341, где записан код предыдущей координаты строки, Этот код с выходов регистра 341 поступает на вторые группы входов схем 371 и 381 сравнения. Если значение текущего кода 20 координаты строки больше, чем предыдуше значение этого кода, записанное в регист. ре 341 (шуп сдвинулся вверх), то появляется единица на выходе схемы 371 сравнения, если меньше, то единица появляется ца выходе схемы 381 сравнения (1 цуп сдвинулся вниз). Любая из этих единиц поступает на элемент ИЛИ 361 и с его выхода подается на управляющий вход разрешения записи регистра 341, следовательно, в регистр 341 записывается текущая координата строки 30 (по переднему или заднему фронту синхроимпульса, подаваемого с управляющсго входа 26 устройства на сицхровход регистра 341), а с его выхода она поступает на вторые группы входов схем 371 и 381 сравнения, в результате чего на выходах схс м 371 и 381 сравнения появляется нуль.Таким образом, при пердвижении шуца вверх или вниз на расстояние одного датчика на выходах схем 371 или 381 сравнения формируется импульс, который поступает на инкрементирующие входы счетчиков 43, 40 или 43 соответственно. Лк)бс 1 й из выходов счетчика 431 может являться выходом ре.цептора Р 1 в зависимости от того, какую величину смещения щупа приняли за пороговую величину Л. Следовательно, величиной порога ъ можно варьировать для подстрой 45 ки устройства под боле( мелкий или более крупный почерк человека. Аналогично, любой из выходов счетчика 43 з может являться выходом рецептора Р.При отрыве щупа от наборного поля клавиатуры 1 конец написания символа на управляюшм входе 27 устройства появляется уровень логической единицы, который поступает на вход установки в нуль регистра 341. Элементы ИЛИ 351 и И 391 служат для того, чтобы в момент прикосновения 55 щупа к наборному полю клавиатуры 1 для написания очередного символа, нуль на н 1,1- ходе элемента ИЛИ 351 блокировал бы схему И 391, и импульс с выхс 1 да схемы 371 сравнения не проходил на инкрел 1 нтируюшцй вход счетчика 431.Полностью аналогично вышеопианной схеме обработки строк работает схема обработки столбцов, состоящая из шифрато. ра 32 г столбцов, схем 37 и 38 сравнения, регисгра 34 ь элементов ИЛИ 35. и 36 и 39.ь счетчика 43, выход которого является выходом рецептора Р 1, и счетчика 43-в 1,1 ход которого является выходом рецептора Р,Если смешение щупа происходит це вер- тИКаЛЬЦО ИЛИ ГОРЦЗОЦтаЛЬНО, а ПОД КаКЦлслибо другим углом, то при этом одновременно снимаются импульсы с выходов одной из схем 371 или 381 сравнения, и одной цз схем 37 илц 38. сравнения. При этом, если смешение щупа происходит, например, по биссектрисе угла между направлениями дсиствия рецепторов Р 1 и Р 1, то импульсы снцмак 1 тся со схем 371 и 37 сравнения. Снимаемые импульсы через элемент И 41 посгупают на инкрмецтируюсций вход счетчика 431 любой из выходов которо 1 о л 1 ожт быть выхс 1 дом рцецтора Р-, Если же сме 1 цсцие щупа происхс 1 дит не по биссектрисе угла, например, между Р 1 и Р 1, то быстрее срабатывает тст рецптор (Р 1 или Рз), ближе к которому происходит траектория двцжцця псу па.Пс 1 лцосгью аналогично рецептору Р, -работают рецепторы Р,Р-, и РкПри срабатывании любого цз рецепторов Р 1 Р логцчсская едицица с выхода сс 1 отвтствукщего рецптору счетчика 43, псктупает ца вход соотвстствуюшего О-трц 1- гера 40 в результате чего с прц.".одол 1 оч- редцого сицхроим пульса с управляюшегс входа 26 устройства единица записывается в триггер 40, и через элемент ИЛИ 42, пос тл п 111 на вход лстацовки В нул ь данного счетчика 43,.Сброс счстчиков каждого из рццторон происходит также по сигналу Рв (прц отрыве шуца от наборного поля) или при срабатывании любого из соседних (двух) с данным рцептором. Для рецептора Р 1, например, такимц будут Р, и Рл. В этол 1 случас сбрсгс осуществляется подачей через соогветствующую элемент ИЛИ единичного сигнала на вход установки в цуль данного счетчика.Таким образом, в любой момент врмецц единичный сигнал может быть на выход только одного из рс цепторов Р 1 - РС выходов с чтчцков сигналы посту пают на входы восьмивходового ц 1 ифр 11 тс 1 ра,Б, который производит кодировку сработацп 1 го рецептора для дальцйшей записи этс 1 г кода в группу регистров 5. В процессввод;1 символа сигнал с выхода счетчика любого сработавшего в какой-то момент времци р 1 птора чрз ц 1 цфратор 33 и трс х,одо воц элсмецт ИЛИ 56 потупает ца ццкрс мептирук 11 ций вход чтчцка 57, увлцчцв,1 ясн сосоие ца елиницу. Код с выхода с цт сик 57 с)оступает на входы лешифра тор 58, в результате чего единица цояв.ляется цы слелуюсцем (с+1)-ом его выходе.с. эгоп выхола лешифратора 58 логическая с тинисд поступает нд соответствукщий вхол шиси (+1) -го рсгистра 5 (с+1) -й группы регисгрв 5, д также на вход установки в елинну (с+1) -го триггера 6 (с+1) -го регистрд 6, н результате чего код сработавшсг рсссессторд с шифратора 33 записыва. 10 ется и (с+1) -й регистр 5 (с+1) -й группы ресистров 5, ы (с+1)-й сх 5-триггер 6 (с+1)- го регистры 6 маски устанавливается в единицу. ри дальнейшем движении щупа срабатывает чередной рецс птор и его код с шифторы 33 зысиысдется в (с+2)-й регистр 5 (с+2)-й сруццц регистров 5, а (с+2)-й Ю- триггер 6 (с+ 2) -) о регистра 6 устанавлиныс) я и лици)у и т. л.Гри о) рывс с)сус)д от наборного поли клав;х рыо исокя елиница с лсравляюц со вх л; " д)ройства поступает ца вход усхыцокы чегчцкд 57 в цуль и счетчик сбра,и )св ц;л, 1 ри этом появляется елин )ццй сиц;л цы младшем выходе 15) деифрор 58 с)ц поступает на вход разрец ци ;)си и р гсст рыгруппы регистров 5 25 и уст;цыи,сыс т первый триггер 6 регистра 6 и с синису. Триггс р 6 регистра 6 должен быль ц,с 5 ) ригсгером, ы 5-триггером, т. е.цри цлдчс хосшого набора он должен уста;силины гься в единицу. Таким образом, исс хили) )олггонка к записи первого ср;сцт;)цсц;рс)и сигор очередного сими,.Таки брам. в результате написания лнбогс мволов в /с первых подрегистрах 5 5 ииср; 5 признака опроса будет холит, цк.)лвдтельносгь кодов срабосцс. рецсории,А серных триперов 6, ;, ср; 6 мдски будут установлены ц сиис.1 цфрм,си с выхо,сов 17 19 регистра 5 ц,и.и);к;и)исы и вцхслов 16 регистра 6 40 м,гни ц с)уцт и, блок 7 Преобрдзование )хоы ц ицф рмыции в блоке 7 производится слслуюцси;, срд)м (рдссмотрим )-й разряд 6.ока 7, и у,+,св;кший )-й цолрегистр 5, рссисры 5 цризцыкы опроса): при подаче елииичцс ситцы,ы цы вход 16, блока 7 нд 45 егвцхлх 2 с) и 2120и 21, , 20,и 21,) ц, к )с нгвтственцо прямое и осрыгшк сц;чец ц сигналов на входах 17 18, и , 6.;к, 7 (=-3, =3). ри палаче схлси ). и цлы с, вход 16, блока 7 нд всех выходх 2 и 21 ц влякгся цули, что исклю);)с) с-и;олрсгистр 5, регистра 5 признака цр ы и; иеры сци сравненияС:игс ,)ыццлсв 20, и 21, коммутаторы 6 ик ци")удя цд входы всех ячеек 4 ( с -- Х ),о к;4, с р ы Б ц и в а ю тс я с и х соле р 55 жимым, и ц ,)у ;)с совссадеция аргумента ццск; "ц ржимым ячейки 4 или при и; ск)рог;сии С го д ряда ца выходе ячейки 4 формируется сигнал единичного уровця. Если при таком поиске для с-го слова накопителя не произойдет ни одного несовпадения в ячейках 4 = 1,и), то на шине 22; поиска установится потенциал единичного уровня, что означает совпадение вводимого символы с эталоном, т. е. опознание символа. В этом случае единичный сигнал с с-й шины 22 с поиска поступает на с-й вход шифратора 8 и код с его выхода принимается в регистр 10 адреса символа. При отрыве щупа от наборного поля по сигналу на управляющем входе 27 устройства воспрещается запись информации с выходов 23 шифратора 8 в регистр 1 О адреса символа, а разрешается прием информации из регистра 10 на адресные входы 24 блока 11. На выходах 25 блока 11 появляется настоясций код вводимого символа, например, в КОИ. Единственное требование к блоку 11: в нем должен быть записан цо адресу 00"0 код ошибки, т. е. отказ от распознания символа. Это происходит в случае несовпадения слова, записанного в регистре 5 признака опроса ни с одним из слов блока 4.Как уже указывалось выше, при отрыве от наборного поля 1 происходит установка на всех 5-входах сх 5-триггеров регистра 6 маски, кроме первого 5-триггера 6, нулевых сигналов, поступающих с выходов 15 дешифратора 58, а единичный сигнал с управляющего входа 27 устройства при этом поступает на входы установки в нуль всех триггеров регистра 6 маски и сбрасывает их в нуль, цолготавливая таким образом, регистр 6 к приему очередного символа.Для повышения надежности распознания вводимы символов можно в боке ассоциативной памяти иметь несколько вариантов эталонов на каждый символ (несколько слов накопителя). В этом случае нужно только соответствующие этим вариантам шины 22 поиска лля каждого символа объединить цо ИЛИ.Формула изобретенияУстройство для ввода информации, солержащее клавиатуру, первый блок формирователей импульсов, первый и второй регистры, блок постоянной памяти, выходы клавиатуры соединены с информационными входами первого блока формирователей импульсов, итличакщееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены блок ассоциативной памяти, шифратор, элемент НЕ, группа регистров, распределитель импульсов, второй блок формирователей импульсов, выходы первого блока формирователей импульсов соединены с информационными входами регистров группы, и распределитель импульсов, синхровход первого блока формирователей импульсов является синхровходомустройства, входы сброса первого блока формирователей импульсов, распределителя импульсов, первого регистра, вход элемента НЕ стробируюший вход блока постоянной памяти объединены и являются управляющим входом устройства, выходы блока постоянной памяти являются выходами устройства, выходы распределителя импульсов соединены с информационными входами первого регистра и соответствующими входами записи регистров группы, выходы которых соединены с информационными входами второго блока формирователей имилисов, выходы первого регистра соединены с управляющими входами второго блока форчирователей импульсов, выходы которого соединены с входами блока ассоциативной памяти, выходы которого соединены с входачи гнифратора, выходы которого соединены с ин.формационными входами второго регистра, выходы которого соединены адреснычи входами блока постоянной начяти, выход 10 элемента НЕ соединен с входоч записи второго регистра.1381473ЛУгт 7Составитель И. КарповаРедактор Л. Ревнн Текред И. Верес Корректор В. Бутяга Заказ 843,43 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4