Устройство для считывания графической информации

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 06 K 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 3934415/24-24 (22) 23.07.85 (46) 23.02.87. Бюл. У 7 (71) Институт технической кибернетики АН БССР (72) И.П. Кудерко, А.Г. Мамедов, Е.В. Чернухо и Н.И. Мурашко (53) 681. 327. 12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф ?44660, кл. G 06 К 11/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 953110, кл. G 06 К 11/06, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, принцип действия ко.торых основан на измерении времени распространения ультразвуковой волны, и может быть использовано для преобразования сложной графической информации в цифровую форму с последующим введением ее в ЭВМ. Цель изобретенияповышение 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 контроля считывания, кроме того, сокращает временные затраты на формирование информационного массива с заданной достоверностью. 1 ил.

1292020 входы которого соединены с распределителем 22 импульсов и с селектором

25 импульсов, а выход соединен с входами триггера 15 и электроакустического преобразователя 28, расположенного на подвижном пульте 29 ввода команд, и последовательно подключенные второй формирователь 30 сигналов, соединенный с одновибратором 26,элементы И 31 и 32 группы, выходы которых соединены с распределителем 22 импульсов, с другими входами элемента

2И-ИЛИ 27, регистр 33, подключенный к счетчикам 23 и 24, элемент И 34, элементы ИЛИ 35 и 36, элемент HE 37, расположенные на"одной оптической оси, проекционную электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 38 с отклоняющей системой 39, подключенной к усилителям 40 и 41 отклонения электронного луча, светоделительный элемент

42, объектив 43, оптически соединен5

f0

1 5

, ный с планшетом 1., одна грань светоИзобретение 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 f8

24 соответственно, селектор 25 импульсов, соединенный с распределителем 22 импульсов, первый одновибратор 26, подключенный к селектору

25 импульсов, элемент 2 И-ИЛИ 27, 25

55 делительного 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, элемент В

И 49, другой вход которого подключен к регистру 19, счетчик 50 адреса Х, второй одновибратор 5 1, соединенный с вторым входом первого счетчика 50 адреса и через элемент BE 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 разряду верности считывания информации. Этот режим реализуется при включении кнопки Кн!, при этом кнопка Кн2 выключена.

Электроакустический преобразователь 2 помещают на рабочем поле планшета 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 Кн1, 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 си "налом 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 звукоприемника 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 с третьего выхода распределителя 22 через первый вход элемента 2И-ИЛИ 27 запускается электроакустический преобразователь 28 и триггер.. 15 устанавливается в единичное состояние, которое разрешает прохождение через элемент И 14 тактовых импульсов от блока 11 на вход вычитания счетчика

16. 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 времени в 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 второ— му 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 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 соединен - с четвертым входом блока 56 памяти °

Устройство для считывания графической информации работает следующим образом.

Перед началом работы оригинал 45 изображения, например топографическую карту, помещают на планшет двухкоординатного механизма перемещения световода 44 (двухкоординатный механизм и схема его управления не указаны). При включении питания устройства все многоустойчивые элементы устанавливаются в нулевое состояние ! (цепи и средства установки не указаны) и световой поток от источника

47 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, повбрачивается 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 ре- 50 жима работы: дискретный с контролем достоверности считывания и непрерывный с контролем достоверности считывания. Режимы работы устройства за- -. даются органами управления, показан- 55 ными на чертеже кнопками Кн1 и Кн2.

Рассмотрим работу устройства в дискретном режиме с контролем досто?О

5 1? 920

В третьем такте распределитель 22 импульсов запускает (сигналом с первого выхода) электроакустический преобразователь 2 и триггеры 7 и 8 устанавливаются в единичное состоя- 5 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(6) 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) H 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 управляю25 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 It

30 что оператор сдвинул пульт 29 вправо и снял координаты точки в части изображения, находящейся слева от пульта °

Содержание счетчика 16 является положителыАм и не превышает числа, соответствующего ширине пульта 29. Зто означает, что оператор ввел с пульта

29 конкретную команду и необходимо сфор40 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 пульт

29 влево и снял координаты точки изображения, находящейся справа от пульта 29 °

Если оператор снял координаты точки, соответствующей определенной команде на пульте 29 ввода команд, то сигнал с первого выхода формирователя l7 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, сформирован— ного 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 и

24 записывается в регистр 33 и при наличии сигнала с одновибратора 51 че— рез коммутатор поступает в блок 56 памяти как адрес необходимой ячейки °

При этом разрядные сигналы со счетчика 50 адреса поступают на дешифра— тор 57, где дешифрируются как сигнал

"Выбор кристалла" нужной микросхемы блока 56 памяти. Одновременно с этим сигнал с второго выхода формирователя 17, пройдя элемент 61 задержки и элемент И 34 при наличии сигнала с одновибратора 51, через элемент ИЛИ

36 записывает в выбранную ячейку блока 56 памяти "1" так как триггер 60 находится в нулевом состоянии °

Для реализации сигнала, поступающего на проекционную ЗЛТ 38, и высвечивающую точку, координаты которой записаны в блоке 56 памяти, тактовые импульсы с генератора 48 через элемент И 49 поступают на счетчик 50 адреса. Разрядные сигналы со счетчика 50 поступают на вход цифроаналогового преобразователя 54, где формируются в соответствующие напряжения, которые через усилители 40 и 41 поступают в отклоняюшую систему 39 проекционной ЭЛТ 38. По окончании считывания строки по сигналу со старшего разряда счетчика 50 в одновибраторе 51 формируется импульс гашения электронного луча при обратном ходе и содержимое счетчика 53 адреса увеличивается на единицу. В результате этого на экране проекционной ЭЛТ 38 омуществляется его построчное сканирование. Одновременно с этим разрядные сигналы со счетчиков 50 и 53 при отсутствии 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 сигнал с выхода блока 56 памяти через элемент И 51 поступает на вход модулятора яркости луча проекционной ЭЛТ

38, при этом на экране проекционной

ЗЛТ 38 высвечивается точка, изображение которой через светоделитель7 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- 5 лительного элемента 42 совмещаются, тб изображение оригинала, проецируемого на экран 1, совмещается со светящейся точкой, формируемой проекционной ЭЛТ 38. l0

Возможны 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- 20 гикала, координаты которой снимает оператор, т.е. координаты точки сняты неточно. В этом случае оператор вводит с подвижного пульта 29 команду

"Стереть . Сформированный код команды

1t

25 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 3ВМ после окончания оцифрования выбранного фраг-35 мента 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- 40 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 координа50 там считанной точки изображения оригинала, которые передаются в ЭВИ. 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 8 регистра 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 3ВМ сопровождается переводом блока 56 памяти в исходное состояние. По окончании записи "0" 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 îð 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 Кн1 и Кн2. При включенных кнопках Кн! и. Кн2 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.

Распределитель 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 2И-ИЛИ 27 запускает электроакустический 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 описанным.

1292020

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 Кн1 одновибратор 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 изобретения

Устройство 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, вто-. рого 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 электроакустического преобразователя 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 с одним из выходов распределителя импульсов, первый одновибратор, выход которого подключен к второму входу селектора импульсов, элемент 2И-ИЛИ, одни из входов которого соединены с соответствующими выходами распредели25 теля 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 группой, выходы которых подключены к входам распределителя импульсов и другим входам элемента 2И-ИЛИ, вход первоГо одновибратора подключен к одному из выходов второго формирова35 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 эле40 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 элемент и объектив, оптически связанный с планшетом, а также узел передачи изображения, выполненный в виде световода, последовательно включенные генератор тактовых импульсов, пятый элемент И, первый счетчик адреса, второй одновибратор, второй счетчик адреса, цифроаналоговый преобразователь н усилители, выходы которых подключены к входам отклоняющей системы проекционной электроннолучевой трубки, шестой и.седьмой элементы И, четвертый триггер, блок па) ° мяти, первый и второй дешифраторы

1292020 и второй коммутатор, выход которого подключен к первому входу блока памяти и входу первого дешифратора, выход которого соединен с вторым вхо\ дом блока памяти, третий вход кото- 5 рого подключен к инверсному выходу четвертого триггера, а четвертый ! вход — к выходу второго элемента

ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а второй вход — с первым входом четвертого триггера и выходом первого элемента ИЛИ, один из входов которого подключен к первому выходу первого регистра, а другой вход — к первому выходу второго дешифратора, второй выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого, соединенный с первым входом шестого элемента И, подключен к выходу блока памяти, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом первого регистра, второй выход которого подключен к одному из входов пятого элемента И, второй выход первого формирователя сигналов соединен с вторым входом второго регистра и через элемент задержки — с вторым входом четвертого триггера и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого, соединенный с управляющим входом второго коммутатора, подключен к выходу второго одновибратора, входу элемента НЕ и одному из входов первого счетчика адреса, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя и пер- вому входу второго коммутатора, соединенному с выходом второго счетчика адреса, второй вход второго коммутатора подключен к выходу второго регистра, выход шестого элемента И соединен с входом модулятора яркости луча проекционной электронно-лучевой трубки, выходы первого и второго счетчиков адресов подключены соответственно к второму входу первого коммутатора и третьему входу первого регистра, причем один торец световода оптически связан с соответствукнцей гранью светоделительного элемента,адругой является оптическимвходом устройства причем выход элемента НЕ подключен к второму -входу шестого элемента И.

1292020

Составитель В. Киселев

Техред Л.Олейник

Редактор А. Ворович

Корректор Н. Король

Заказ 274/50 Тираж 673

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,