Устройство для считывания графической информации

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИДЬСТЮУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 555413(61) Дополнительное к авт. свид-ву Р525976 (22) Заявлено 24.04.75 (21) 2127602/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 04,77. Бюллетень № 15 (51) М. 1(л.о G06K11!00

G06К9 00

Государственный кот4итет

Совета Министров СССР по делаи изобретений, и отирытий (зз) YAK 681.327.12 (088.8) (46) Дата опубликования описании 01,Э6.77 (72) Авторы изобретения П. М. Чеголин, Б. И. Худомииский, В. Ф. Курочкин, Л. М, Жаврид, В. П. Сыч, В. А. Маслюков и В. Я. Зенин (71) Заявитель л; jj3P,,) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техтйтки и может быть использовано в устройствах поиска и кодирования дактилоскопической информации.

Известно устройство для считывания графической информации по авт.св. Р 525976.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку в нем осуществляется только считывание координат точек графического изображения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит блок хранения кодов, блок идентификации, блок формирования кодов, подключенный к выходам с мтчиков каналов преобразования, и последовательно соединенные функциональную клавиатуру элементов дактилоскопических отпечатков и шифpa Top, соединенный с блоком формирования кодов, подключенным к блоку идентификации непосред. сгвенно и через блок хранения кодов.

Кроме того, устройство содержит оптическую проакционную систему, а поверхность планшета выполнена в виде матового стекла, совмещенного с плоскостью проекции оптической проекционной системы.

B результате введения в известное устройство для считывания графической информации новых а . блоков и связей расширяются его функциональные

: возможности, так как обеспечивается возможность кодирования и поиска дактилоскопических отпечатков.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на

1О . фиг. 2 — функциональная схема известного устройства для считывания графической информации; на фиг. 3-5 — конструкция пабочего места оператора.

Устройство (см.фиг. 1) содержит планшет 1, оптическую проекционную систему, состоящую из и элементов 2.8; блок 9 формирования кодов, блок 10 идентификации дактилоскопических отпечатков, блок 11 хранения кодов отпечатков, электроакустическиц преобразователь 12, генератор 13 цикла измерения координат, линейные коороп динатные микрофоны 14, 15, каналы 16-18 преобразования, блок 19 коррекции координат, функциональную клавиатуру 20 элементов дактилоско-, пических отпечатков и дешифратор 21.

Элементы и блоки 12-18 входят в состав р5 известного устройства для измерения координат

555413 (см.фиг. 2). Три канала преобразования 16-18 этого устройства являются идентичными и состоят из усилите4 и 22-24. амплитудных дискриминаторов 25-27, триггеров 28-30, логических элементов

"И" 31«33 и счетчиков 34-36.

Блок 19 коррекции, кроме того, содержит дополнительный электроакустический преобразователь 37, микрофон 38 коррекции, генератор 39 цикла коррекции, схему 40 сравнения, блок 41 постоянной памяти, реверсивный счетчик 42, цифроиалоговый преобразователь 43 и генератор тактовых импульсов 44.

Планшет 1 служит экраном, на который с rioмощью источника света 2, отражателя 3, конденсатора 4, зеркал 5 7 и объектива 8 проецируется изображение отпечатка пальца, снятого на фотопленку. Планшет 1 выполнен из стекла, имеющего с верхней стороны матовую поверхность. Он установлен в проеме и может быть легко заменен планшетом из любого другого материала, предусматривающего известные методы крепежа носителя графической информации (с помощью кнопок, вакуумный, магнитный, электростатический и т.д.). Это позволяет обрабатывать документы, выполненные иа любых носителях графической информации, Оптическая система устройства построена так, что ее дианроектор (элементы 2-5 и 8) расположен справа от планшета (см.фиг. 1 и 3). Причем оператор имеет свободный доступ к объективу для фокусировки изображения и к сменной кассете, имеющей электрический привод и соответствующую схему управления последним.

Блок 9 формирования кодов содержит регистры для приема кодов координат и кодов шифратора 21, специализированный вычислитель для выполнения расчета расстояния Г между особенностямт4 элементов отпечатка ло их известным координатам Х1 У и Х с У с согласно выражению и схему управления.

Такой состав блока 9 обусловлен тем, что в качестве характеристик, инвариантных относительно преобразований сдвига и поворота дактилоскопического отпечатка на плоскости планшета, приняты расстояния между координатами идентификационных признаков. Это уетраняет центровку отпечатка. На входе блока 9 формируются коды наименований двух идентификационыых признаков и код расстояния между этими признаками.

Блок 10 идентифицирует запрашиваемый и искомый отпечатки по множеству тройных характеристик, первая н вторая из которых — это наименования, двух идентификационных признаков, а третья-численное значение расстояния между этими идентификационными признака ми, Блок 11 хранит коды множества тройных характеристик отпечатков и фактически является картотекой дактилоскопических отпечатков.

Электроакустический преобразователь 12 формирует кратковременные звуковые импульсы.

В рассматриваемом устройстве .использованы два типа преобразователя: первый выполнен в виде авторучки, имеющей излучатель на основе искрово.го разряда, и позволяет измерять координаты с погрешностью 0,3-0,5 мм; второй выполнен в виде лупы с визиром и позволяет измерять координаты с погрешностью 0,1 мм. Оба преобразователя взаимоц1 заменяемы и подключаются к устройству через разъем.

Генератор 13 цикла измерения координат служит для подачи электрических импульсов на электроды преобразователя 12. Он может работать в режиме генерирования одиночного импульса в момент нажатия кнопки Кн, размещенной в преобразователе 12, либо в автоколебательном режиме с заданной частотой повторения цикла измерения, Микрофоны 14, 15 предназначены для преобразования принятой звуковой волны в электрические импульсы.

Каналы преобразования 16, 17 осуществляют преобразование времени распространения звуковой волны от электроакустического преобразователя до

«5 микрофона в цифровой код.

Блок 19 коррекции делает устройство измерения координат нечувствительным к изменениям параметров (температуры, влажности, давления, газового состава) воздушной среды.

ЗО Клавиатура 20 и шифратор 21 позволяют учесть наименование идентификационных признаков. Клавиатура 20 расположена слева от планшета 1 (фиг, 3 и 4), что позволяет одновременно со съемом координат правой рукой вводить идентификационный

@ признак левой.

Канал 18 преобразования идентичен каналам 16, 17 преобразования координат.

Микрофонные, усилители 22-24 согласованы по входу с высоким выходным сопротивлением кон,щ денсато ных микрофонов и обеспечивают на своих выходах амплитуду сигнала, необходимую для нормальной работы амплитудных дискриминаторов 25-27, Амплитудные дискриминаторы 25-27 служат

4я для устранения ложных срабатываний на сигналы малой амплитуды и обеспечивают формирование: импульсов останова счетчиков всегда по одному и тому же уровню микрофонного сигнала (например, половинному) относительно его максимальной

®> амплитуды, Триггеры 28-30 формируют прямоугольные амплитуды длительностью, равной времени прохождения звуком расстояния от электроакустического преЬбраэователя до соответствующего микрофона.

Логические элементы * K 31-33 служат для пропускания тактовых импульсов на входы сооТветствующих счетчиков 34-36.

Электроакустический преобразователь 37 излучает короткие звуковые импульсы для зондирова6О ния эталонного расстояния 1 эт.

555413

Микрофон 38 установлен на эталонном расстоя- 1 нии от злектроакустического преобразователя 37 и. предназначен для регистрации времени прохождения звуком эталонного расстояния.

Генератор 39 цикла коррекции работает в автоколебательном режиме, непрерывно подавая импульсы на электроды злектроакустического преобразователя 37. Этот генератор идентичен генератору 13 цикла измерения координат.

Счетчик 34 регистрирует число тактовых импульсов, укладывающихся во временном интервале от момента излучения звукового импульса до его приема.

Схема 40 сравнивает содержимое счетчика 34 с эталонным кодом блока 41 постоянной памяти и формирует сигналы управления ("больше", *меньше", "равно") для реверсивного счетчика 42, код которого с помощью цифроаналогового преобразователя 43 преобразуется в напряжение, управляющее частотой генератора тактовых импульсов 44.

Счетчики 35 и 36 по окончании цикла измерения фиксируют коды координат Х и У, Планшет 1 оптически связан с диапроектором (элементы2, 3, 4, 5, 8) через зеркала 6 и 7.

Электроакустический преобразователь 12 (съемник координат) подключен к генератору 13 и первым входам каналов 16, 17 преобразования. Он акустически связан с линейными координатными микрофонами, 14, 15, подкл оченными ко вторым входам каналов 16, 17 преобразования, третьи входы которыхподсоединены к блоку коррекции 19, а выходы — к блоку 9 формирования кодов. Последний связан с клавиатурой 20 через шифратор 21, а с блоком 10 идентификации непосредственно и через блок 11 хранения кодов. Электфоакустический преобразователь 37 подключен к генератору 39 и к первому входу канала 18 преобразования, второй вход которого связан с микрофоном 38, а третий— с выходом генератора 44.

Устройство для считывания графической информации в режиме кодирования и поиска дактилоскопических отпечатков работает следующим образом.

В лентопротяжный механизм диапроектора устанавливают кассету с отпечатками, выполненными на позитивной фотопленке. С помощью автоматической протяжки устанавливают в проекционном канале необходимый кадр, фокусируют его изображение на планшете и с помощью электроакустического преобразователя 12 осуществляют съем координат идентификационных признаков, предварительно указывая их наименования с помощью клавиатуры 20.

Для получения кодов координат пишущий стержень или перекрестие визира преобразователя 12 помещают в точку, координаты которой необходи+ мо определить, нажимают иа KHoIIKy Кн (путем

Нажатия на пишущий стержень в преобразователе первого типа). При этом генератор 13 формирует сигнал, поступающий на электроды электроакусти-

L5

Ж

55 ческого преобразователя 12 и входы триггеров 29 и 30. Счетчики 35, 36 начинают счет, а электроакустический преобразователь 12 излучает звуковой импульс. В моменты, когда звуковая волна,достигает плоскости чувствительных микрофонов 14, 15, на их выходах формируются сигналы, прекращающие поступление тактовых импульсов с выхода генера. тора 44 в счетчики 35, 36, При этом фиксируются координаты Хи У.

Независимость результатов измерения координат от изменений параметров воздушной среды обеспечивается следующим образом.

В момент включения устройства начинает работать в автоколебательном режиме генератор 39 цикла коррекции, который возбуждает эталонный электроакустический иреобразовагель 37. Период повторения цикла коррекции выбирается превышающим время, необходимое для прохождения звуковой волной расстояния от электроакустического преобразователя 37 до микрофона 38.

В начале каждого цикла коррекции импульс с выхода генератора 39 поступает на преобразователь 37 и триггер 28, который открывает логичсский элемент "И " 31, разрешающий поступление тактовых импульсов на счетчик 34, В момент, кдгда акустическая волна достигает микрофона 38 (это происходит раньше, чем начинается следующий цикл), на его выходе формируется сигнал. поступающий через усилитель 22, амплитудный дискриминатор 25 на вход триггера 28, который возвращается в исхоф ое состояние.

При этом поступление тактовых импульсов с генератора 44 в счетчик 34 через логический элемент "И * 31 прекращается и в нем оказывается записанным некоторое число. Если это число по какой-либо причине (вследствие изменения температуры, влажности, состава воздуха и т.п.) оказывается не равным числу, записанному в блоке 41 постоянной памяти, схема 40 сравнения выдает на реверсивный счетчик 42 команду "больше" или

"меньше" и засылает в этот счетчик один импульс.

Код числа в счетчике 42 изменяется и благодаря цифроаналоговому преобразователю 43 изменяется величина напряжения на управляющем входе генератора 39, частота которого лри этом также изменяется.

Этот процесс повторяется каждый цикл до тех пор, пока частота генератора 44 ие установится такой, при которой измеренное с помощью счетчика 34 эталонное расстояние не будет соответствовать коду числа (расстояиня), хранящегося в блоке 41 памяти. При этом схема 40 сравнения выдает команду "равно" и в счетчике 34 остается прежний код.

Каждый цикл проверки соответствия измеренного расстояния эталонному продолжается и при изменениях параметров воздушной среды, приводящих к изменению скорости распространения звука, соответственно изменяется частота до некоторого значения, при котором измеренные с помощью

555413 счетчиков 35, 36 расстояния независимо от параметров среды будут истинными.

Ввемнные с помощью клавиатуры 20 наименования идентификационных признаков и полученные описанным способом их координаты представляют отпечаток в виде некоторого множества тройных характеристик вида А, В, Т, где А и  — координаты идентификационного признака соответственно по осн ОХ и ОУ а Т вЂ” наименование этого идентификационного признака. Если родовой признак отпечатка неизвестен, то Т нрннимается равным нулю.

Блок 9 преобразует такое представление mae.чатка в множество тройных характеристик следующего вида: первые два элемента тройной характеристики — это наименования двух идеитифнкацнон-! ных признаков, а третий элемент — численное значение расстояния между этими идентификационными признаками. Расстояние вычисляется по известной формуле расстояния между двумя точками на плоскости.

Сформированные таким образом коды отпечатков хранится в блоке 11 и при поступлении запроса идентифицируются в блоке 10 по следующему алгоритму. ,Цле произвольные тройныа характеристики считаются равными между собой, если первые два элемента одной характеристики равны соответствующим элементам другой (при равенстве нулю,. хотя бы одного элемента это условие нгнорнрует-! ся), если разность третьих элементов не превосходит но абсолютной величине некоторого выбранного (порогового) значения.

Запрашиваемый отпечаток М и искомый отпечаток К считаются отождествленными, если прн совпадении у ннх родовых признаков множество, соот ., ветствующее отпечатку М, содержится в множестве соответствующем отпечатку K.

Если окажется, что второму уелввию удовлетворяют несколько искомых отпечатков, то отож . дествленным считается тот, у которого среднее

;арифметическое отклонение окажется минималь,ным. Последнее есть отношение суммы разностей третьих элементов по абсолютной величине к количеству элементов множества, соответствующего 1© . защмшпшаемому опючатку.

Испытания опытного образца устройства для кодирования и нонска дактилоскопических отпежтков показали,.что адекватность модели даже при выборе небольшого количества точек в запраши-, ваемом отпечатке высока, а скорость поиска может быть доведена до 30 отпечатков в час.

Формула изобретения

1. Устройство для считывания графическбй ч«в информации поавт.св. 52597б,отлн чаю ще е ся тем что, с целью расширения функциональных возможностей Устройства, оио содержит блок хранения кодов, блок идентификации, блок формирования кодов, подклвяеипый к выходам с ктчи;@ ков каналов преобразования, и последовательно соединенные I функциональную клавиатуру элементов дактнлос1сопйчежих отпечатков и шифратор, соединенный с блоком формирования кодов, подключенным к блоку идентификации непосредственап,цо н через блок хранени» кодов.

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, .что оно содерхогг оптическую" проекционную систе- .. му, а поверхность планшета выполнена в виде .матового стекла, совмещенного с плоскостью, проекции оптической проекционной системы.