Устройство для считывания графической информации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских"

Соцналнстнчесннк

Республик (ta) 744660 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

/ (s>)e. к. (22) Заявлено 130378 (21) 2589777/18-24

G 06 К 11/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300680. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 300680 (53) УДК 681.327..12(088.8) Е.М. Быстров, B.ß. Эенин, О.Г. Корзун, И.М. Кулинец, A.Ã. Мамедов, В.A Маслюков, В.П. Сыч и Н.A. Ярмош (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт технической кибернетики AH Белорусской CCP (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, принцип действия кбторых основан на измерении времени распространения ультразвуковой волны в различных средах.

Известны устройства для считывания графической информации, содержащие планшет, электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последо-15 вательно соединенных согласующего усилителя, амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним из входов логических элементов И, и блок управления, выход которого подключен к электроакустическому ripeобразователю и к установочным входам триггеров (1) . 25

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения координат и отсутствие воэможности ввода командной информации. 30

Наиболее близко к предлагаемому по технической сущности устройство для считывания графической информации, содержащее планшет,. первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, каналы преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, соединенного с соответствующим микрофоном, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности, амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И и счетчика координат, второй .электроакустический преобразователь и звукоприемник, подключенные к,блоку коррекции, первый выход которого соединен с одними из входов логических элементов И, генератор экспоненциального напряжения, выход которого подключен к управляющим входам согласующих усилителей, и блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора экспоненциального напряжения, второй — с первым электроакустическим преобразова- телем и установочными входами тригге744660 ров, а третий — с блоком коррекции (2) ..

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности прямого ввода в вычислительную машину символов и команд проблемно орйентированных языков, используемых в процессе ввода графической информации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности кодирования командной информацией,,10

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит третий электроакустический преобразователь, акустически связанный со звукоприемником, дополнительные триггер и логический 15 элемент И, первый и второй счетчики кодов команд, блок анализа, блок формирования команд, регистр запроса, блоК обмена информацией И коммутатор, причем третий электроакустичес- ф кий преобразователь подключен к соответствующему выходу блока управления и через последовательно соединенные дополнительный триггер, один из sxoдов которого соединен со вторым выходом, блока коррекции, и дополнительный логический элемент И, один из входов которого подключен к первому вйходу блока коррекции, ко входу вы"читания первого счетчика кодов команд, суммирующие входы первого и ЗО второго, счетчиков .команд соединены с выходами логическйх элементов И каналов преобразования, выходы счетчиков кодов команд соединены через блок анализа с регистром запроса и через блок формирования команд, один из выходов которого подключен и выходу блока анализа, с коммутатором, другие входы которого подключены к выходам счетчиков координат и выходу, 49 блока обмена информацией .

Кроме того, в устройстве третий электроакустический преобразователь расположей на подвижной консоли, свободно перемещаемой по рабочему полю 45 планшета.

На черетеже ripegcxавлена блок-схема устройства..

Устройство для считывания графической информации содержит планшет 1, gg первый электроакустический преобразоВатель 2, координатные микрофоны 3 и 4i согласующие усилители 5 и 6< фильтры 7, 8 верхних частот, селекторы 9 и 10 импульсов по длйтельностИ, амплитудные дискриминаторы 11 и 12 триггеры 13 и 14, логические элементы 15 и 16 И счетчики 17 и 18 координат, генератор 19 экспоненциальйого напряжения, блок 20 управ. ления, блок 21 коррекции, второй d0 электроакустический преобразователь

22 и звукоприемник 23, пульт 24 ввода команд, третий электроакустический преобразователь 25, триггер 26, логический элемент И 27, счетчики 28 и 65

29 кодов команд, блок 30 анализа, регистр.31 запроса, блок 32 формирования команд, коммутатор 33 и блок 34 обмена информацией.

Планшет 1 является рабочим полем устройства. Электроакустические преобразователи 2,22и25 генерируют короткие звуковые импульсы. Звукоприемники 3,4 и 23 преобразуют принятые звуковые импульсы в электрические сигналы. Усилители 5 и 6 выполнены по схеме четырехполюсника с управляемым коэффициентом передачи и имеют линейную зависимость коэффициента усиления от управляющего напряжения.

Фильтры 7 и 8 верхних частот обеспечивают подавление сигналов нижних частот.

Селекторы 9 и 10 импульсов по длительности учитывают форму и длительность импульсов, получаемых от электроакустическнх преобразователей раз— личных типов. Амплитудные дискрнминаторы 11 и 12 служат для устранения ложных срабатываний устройства на шумы различной природы, близкие по своим характеристикам к полезному сигналу, но отличающиеся от последнего меньшей амплитудой. Триггеры 13, 14 и 26 совместffo с сooTBетствующими логическими элементами 15, 16 и 27 И преобразуют время распространения звуковой волны от электроакустических преобраэователей 2,22 и 25 до микрофонов 3,4 и звукоприемника 23 в серию тактовых импульсов. Счетчики

17 и 18 координат служат для фиксации кодов расстояний по осям Х и У

Генератор 19 формирует напряжение, нарастающее по времени по экспоненциальному закону. Блок 20 управления предназначен для координации работы всего устройства. Блок 21 коррекции устраняет влияние параметров воздушной среды на результаты измерений.

Второй электроакустический преобразователь 22 и звукоприемник 23 расположены на строго фиксированном расстоянии друг от друга и образуют эталонный канал для определения количества импульсов, подсчитываемых за время прохождения звуком строго фиксированного расстояния между ниМИ. (Пульт 24 ввода команд служит для ввода командной информации и расположен на подвижной консоли (на чертеже не указана) . Электроакустический преобразователь 25 совместно со звукоприемником 23 служат для определения координаты Х пульта 24 ввода команд. Счетчики 28 и 29 служат для определения кодов вводимой команды, причем счетчик 28 — реверсивный. Блок 30 анализа служит для определения типа вводимой информации: вводятся ли точки изображения или команд. Регистр 31 запроса служит для хранения запросов на выдачу

344660 в вычислительную машину командной информации и значений координат Х и У.

Блок 32 формирования команд служит для формирования условного кода команды, cooTBетствующей числам, находящимся в счетчиках 28 и 29 кодов команд. Коммутатор 33 коммутирует на выходные шины либо информацию со счетчиков Х и,Ч, либо код с блока 32 формирования команд. Блок 34 информацией разрешает выдачу информации после получения от вычислительной машины соответствующих сигналов управления.

Первый электроакустический преобразователь 2 акустически связан с координатными микрофонами 3 и 4, подключенными к каналам преобразования, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя 5 (6) с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот 7 (8), селектора 9 (10) импульсов по длительности, амплитудного дискриминатора 11 (12), триггера 13 (14), логического элемента И 15 (16) и начетчика 17 (18) координат. Генератор 19 подключен к первому выходу. блока 20 управления, н к управляющим входам согласующих усилителей 5 и 6.

Второй выход блока 20 управления под- 30 ключен к электроакустическому преобразователю 2 и установочнйм входам триггеров 13 и 14, а третий — к блоку 21 коррекции и второму электроакустическому преобразователю 22. 35

Блок 21 коррекции соединен с одним из входов логических элементов 15 и 16 И и подключен к звукоприемнику 23. Третий электроакустический преоб- .40 разователь 25 подключен к дополнительному выходу блока 20 управления и через последовательно соединенные триггер 26, второй вход которого соединен с дополнительным выходом бло- 45 ка 21 коррекции, и логический элемент И 27, второй вход которого подключен к основному выходу блока 21 коррекции, ко входу вычитания счетчика 28 кодов команд. Суммирующие входы счетчиков 28 и 29 соединены с выходами логических элементов 15, 16 И соответственно, выходы счетчиков 28 и 29 соединены через блок 30 анализа с регистром 31 и через блок

32 формирования команд, один из выхо- 55 дов которого соединен с выходом блока 31 анализа, .с коммутатором 33, другие входы которого подключены к выходам счетчиков 17 и 18 координат и к выходу блока 34 обмена информа- 60 цией, подсоединенного к выходу регистра 31 запроса и к шинам подключения вычислительной машины, к другим шинам которой подключен выход коммутатора 33. 65

Устройство для считывания графической информации работает следующим образом.

Первый-электроакустический преобразователь 2 (съемник координат) помещают на рабочем поле планшета 1 (в точку изображения, координаты которой необходимо определить, или в точку пульта 24 соответствующего определенной команде) и нажимают кнопку на корпусе преобразователя 2, при этом блок 20 управления формирует нижеперечисленные циклы работы устройства.

В первом цикле запускается электроакустический преобразовате) ь 22 и разрешается автоподстройка генератора тактовой частоты блока 2.1 коррекции (на схеме не;указай). После того как звуковой сигнал, излучаемый преобразователем 22, достигает эвукоприемника 23, на выходе последнего появляется сигнал, который осуществляет подстройку генератора тактовой частоты блока 21 коррекции, на чем цикл коррекции заканчивается и частота генератора соответствует текущим климатическим условиям.

Во втором цикле запускается злектроакустический преобразователь 25, расположенный на подвижном пульте 24, и триггер 26 устанавливается в единичное состояние, которой разрешает прохождение через логический элемент.

27 И тактовых импульсов от блока 21 коррекции на вход вычитания счетчика 28 для определения местоположения подвижного пульта 24. После того как звуковой сигнал, излучаемый преобразователем 25, достигает эвукоприемника 23, на его выходе появляется сигнал, который в блоке 21 коррекции формирует сигнал установки триггера

26 в нулевое состояние и тем самым прекращает прохождение тактовых импульсов на вход вычитания счетчика

28; число, находящееся к этому времени в счетчике 28, соответствует координате Х пульта 24 в обратном коде и второй цикл — цикл определения местоположения пульта 24 — заканчивается.

В третьем цикле блок 20 управления запускает преобразователь 2. Одновременно запускается генератор 19 экспоненциального напряжения и устанавливаются в единичное состояние триггеры 13 и 14, которые разрешают поступление тактовых импульсов иэ блока 21 коррекции,в счетчики 17 и 18 координат, и на суммирующие входы счетчиков 28 и 29,кодов команд через логические элемейты 15, 16 И. В момент, когда звуковой импульс достигает определенного звукоприемника 3 (4), на его выходе формируется сигнал, который пройдя усилитель 5 (6), фильтр 7 (8), селектор 9 (10), ампли744660 тудный дискриминатор 11 (12), устанав"ливает триггер 13 (14) в нулевое состояние и тем самым прекращает поступление тактовых импульсов через логические элементы 15 (16). И на входы счетчиков 17 (18), 28 (29) .

После того как звук достиг поверхности обоих микрофонов 3 и 4, заканчивается третий цикл — цикл съема координат точки изображения или цикл ввода определенной команды.

В четвертом цикле в блоке 30 ана- ® / лиза анализируется состояние и содержимое счетчиков 28 и 29. кодов команд.

Возможны следующие случаи.

В счетчике 28 содержится число со знаком минус . Это означает, что оператор с4вийул пульт 24 вправо и с ял координаты точки в части изображения, находящейся влево от пульта

24; после чего необходимо выдать в вычислительную машину содержимое с летчиков 17 и 18, т.е. координаты

Хи Y.

Содержимое счетчика 28 является ,положительным и не превышает числа, соответствующего ширине пульта 24. 25

Это означает, что оператор ввел с пульта 24 конкретную команду, и необходимо сформировать код команды, соответствующий .содержимому счетчйков 28 и 29, и выдать его в вьЖисли- 30 тельную машину.

Содержимое счетчика 28 является йоложйтельйым, но йревышает число, соответствующее ширине пульта 24. Это озиачает, что оператор сдвинул пульт 35 24 влево и снял координаты точки

Изображейия, находящейся справа от пульта 24, после чего необходимо выДать -содержимое счетчиков 17 и 18, т.е. координаты Х и Y.

В первом и третьем случаях блок 30 анализа выдает сигнал запроса, который через регистр 31 запроса и блок

34 управления выдачей информации вызывает прерывания в работе вычислительной машины. 45

Во втором случае блок 30 анализа выставляет сигнал запроса на прерывание и разрешает блоку 32 сформиро-..

"„ вать код команды, соответствую:ций содержимому счетчиков 28 и 29. Выда- $Q ча информации по сигйалу разрешения происходит аналогично вышеописанному, лишь с той разницей, что выдается ййформацйя с блока 32, т.е. в вычислительную машйну поступает код коман- у ды, вводимой с пульта 24.

Таким образом завершается четвертый цикл — цикл обработки и выдачи информации (координат X, Y или ко манд) . : . 60

С окончанием четвертого цикла устройство "переходит в исходное Состоя"ние и готово к съему координат очередной точки изобраЖенйя илй "к вводу очередной команды с пульта. 65

Как показали проведенные исследования, среднее время ввода координат точки изображения составляет 2,5 с, а среднее время ввода команд со специальной планшетки, закрепленной в фиксированном положении на рабочем поле планшета, — 10 с (перемещение к планшетке, ввод команды, возврат к вводимой области изображения, поиск последней введенной точки).

В среднем на пять точек изображения приходится один ввод с планшетки.

Средняя скорость ввода координат в этом случае составляет 960 точек в час.

После введения в состав устройства подвижного пульта ввода команд время ввода команд равно времени ввода координат точки изображения и равно 2,5 с, В этом случае средняя скорость

Ввода равна 1440 точкам в час.

Таким образом, средняя скорость ввода координат возрастает на 50%.

Введение в сОстав устройства подвиЖного пульта ввода команд и блоков, расположенного на подвижной консоли и обеспечиваюЦего отделение командной информации от кодов координат, позволяет добиться лучшего использования рабочего поля устройства, обес печить значительные удобства оператору при вводе командной информации и за счет этого понизить утомляемость оператора, повысить скорость его работы и уменьшить количество допускаемых им ошибок. Предлагаемое устройство позволяет осуществлять ввод в вычислительную машину командной инфорМацйи непосредственно в виде кодов команд, что расширяет функциональные возможности устройства. формула изобретения

1. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, каналы преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего .усилителя с управляемым коэффициентом передачи, соединенного с соответствующим микрофоном, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности, амплитудного дискриминатора, триггера, логического элемента И, и счетчика координат, второй электроакустический преобразователь и звукоприемник, подключенные к блоку коррекции, первый выход которого соединен с одними из входов логических. элементов И, генератор экспоненциального напряжения, выход которого подключен к управляющим входам согласующих усилителей, 744660

Заказ 3820/16 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ

Филиал ППП Патент ., r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 и блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора экспоненциального напряжения, второй с первым электроакустическим преобразователем и установочными входами триггеров, а третий — с блоком коррекции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности кодирования командной информации, оно содержит третий электроакустический преобразователь, акустически связанный со звукоприемником, дополнительные триггер и логический элемент И, первый и второй счетчики кодов команд, блок анализа, блок формирования команд, регистр запроса, блок обмена инфбрмацией и коммутатор, причем третий электроакустический пресбразователь подключен к соответствующему выходу блока управления и через последовательное соединейные дополни тельный триггер, один из входов которого соединен со вторым выходом блока коррекции, и дополнительный логический элемент И, один из входов которого подключен к первому выходу блока коррекции, ко входу вычитания первого счетчика кодов команд, суммирующие входы первого и второго счетчиков команд соединены с выходами логических элементов И каналов преобразования, выходы счетчиков кодов команд соединены через блок анализа с регистром запроса и через блок формирования команд, один из выходов которого подключен к выходу блока анализа, с коммутатором, другие входы которого подключены к выходам о счетчиков координат и выходу блока обмена информацией.

2, стройство rro п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем третий электроакустический преобразова»

15 тель расположен на подвижной консоли, свободно перемещаемой по рабочему полю планшета.

Источники информации, 20 принятые во внимание при экспертизе

1. Звуковое перо-новое устройство для оперативного ввода данных, Экспресс-информация BHHHTH„ 8 B1, 1970, Р 45, реф. 136.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 517908 кл. 6 06 К 11/00, 1974 (прототип) .