Устройство для считывания графической информации

 

Союз Советских

Социалистических

Ресттублии (И 1963014 к лвхоиском свидетельств( (61) Дополнительное к авт. свиа-ву К 744660 (22) Заявлено 23.06.80 (21) 2945036/18 — 24

{53}M. Кл . с присоединением заявки М

G 06 К 11 06

9еударстнтнный комитет

СССР

an делам изабрвтеккй к вткрнткй (28) Приоритет

{ Я) УДК 681,327. .12 (088.8) Опубликовано 30.09.82. 6юллетень И 36

Дата опубликования описания 30.09;82 (72) Авторы изобретения

А. Г. Мамедов, Н. И. Мурашко и И. П. Кудерко (71) Заявитель

Институт технической кибернетики АН Белорусской (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документов, принцип действия которых основан на измерении времени ðàñпространении ультразвуковой волны в различных средах, и может быть использовано для преобразования слсакной графической информации (налример, топографических карт) s цифровую форму с последующим вводом в ЭВМ.

По основному авт . св. 8 744660 известно устройство для считывания графической информации, содержащее ланшет, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности и амплитудного дискриминатора, выходы которых соединены с одним из входов первого и второго триггеров, второй электровкустнческий преобразователь н звукоприемник, подключенные к блоку коррекции, первый. выход которого соединен с одним из входов первого, второго и третьего логического элемента И, а второй — с одним из входов третьего триттера, третий электроакустический преобразователь, расположенный на подвижном пульте ввода команд, акустически связанный с звукоприемником, блок управления, первый выход которого соединен с третьим злектроакустическим преобразователем и подключен то через последовательно соединенные третий тритгер и третий логический элемент И к входу вычитания первого счетчика кодов команд, второй — с первым электроакустическим пре. образователем и установочными входами перво"5 го и второго триггера, выходы которых подключены через первый и второй логический элемент И к суммирующим входам первого и второго счетчиков команд и к входам счетчиков координат, третий — с генератором экспоненциального напряжения, выходы которого подключены к каналам преобразования, а четвертый — с блоком коррекции, блок анали. за и блок формирования команд, один из вхо3 96301 дов которого соединен с выходом блока анализа, подключенные к выходам первого и второго счетчиков кодов команд, соединены соответственно с регистром запроса и с коммутатором, другие входы которого подключены к выходам счетчиков координат и к выходу блока обмена информацией, подсоединенного к выходу регистра запроса и к шинам подключения вычислительной машины, к другим шинам которой подключен выход коммутатора (.1).

Недостатком известного устройства является низкая точность считывания графической информации, вызванная недостатками работы блока коррекции и заключающаяся в необходимости изменения частоты генератора в зависимости or параметров воздуха, что в итоге приводит к нестабильности точности считывания графической информации. Кроме того, нестабильность точности считывания графической информации также характеризуется нестабильностью работы зле20 ментов самого генератора при изменении параметров окружающей среды, !

Цель изобретения — повышение точности считывания графической информации.

Поставленная цель достигается тем, что в 25 известном устройстве, содержащем планшет, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит нз после- 30 довательно соединенных согласующего усилйтеля, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности и амплитудного дискриминатора, выходы которых соединены с одним. из входов первого и второго триггеров, второй

35 злектроакустический преобразователь и звукоприемник, подключенные к блоку коррекции, соединенному с одними входами первого, второго и третьего элементов И и с входом триггера, третий электроакустический преобразова40 тель, акустически связанный с звукоприемником, блок управления, подключеннь1й к третьему электроакустическому преобразователю и к входу третьего триггера, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И, к первому электроакустическому преобразовате45 лю и к другим входам первого и второго триггеров, выходы которых соединены с первым и вторым элементами И соответственно, к генератору напряжения, выход которого соединен с каналами преобразования, и к, блоку коррекции информации, первый счетчик, соединенный . c выходами второго и третьего элементов И, второй счетчик, соединенный с выходом первого элемента И, третий и четвертый счетчики, подключенные к выходам первого и второго элементов И соответственно и к входам коммутатора, соединенного с блоком формирования команд и с блоком обмена информацией, блок анализа, подключенный к блоку формирования команд, к первому и второму счетчикам, соединенным с блоком формирования команд, н к регистру, выход которого подключен к блоку обмена информацией, блок. коррекции информации содержит элемент ЗИ-ИЛИ, одни входы которого соединены с первым делителем частоты, подключенным к генератору частоты, выход которого соединены с пятым счетчиком, подключенным к первому дешифратору, селектор, входы которого соединены с формирова-. телем импульсов и с первым делителем часто,ты, а выходы подключены к другим входам элемента ЗИ вЂ” ИЛИ, четвертый триггер, входй которого соединены с селектором, а,выходы подключены к входам элемента ЗИ-ИЛИ, второй делитель частоты, соединенный с выходом элемента ЗИ вЂ” ИЛИ, реверсивный счетчик, подключенный к второму делителю частоты, и последовательно соединенные . шестой счетчик, вход которого подключен.к второму делителю частоты, второй дешифратор, узел сравнения, другие входы которого подключены к шестому счетчику, к первому дешифратору и к формирователю импульсов, а выходы подключены к реверсивному счета.ку, пятый триггер и четвертый элемент И, другой вход которого подключен к второму делителю частоты.

На фиг. 1 представлена блок — схема устройства; на фиг, 2 — блок коррекции.

Устройство содержит планшет 1, первый электроакустический преобразователь 2, акустически связанный с координатными микрофонами 3 и 4, каналы 5 и 6 преобразования, каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности и амплитудного,дискриминатора

{не показаны}, первый 7 и второй 8 триггеры, второй электроакустический преобразователь 9 и эвукоприемннк 10, подключенные к блоку

11 коррекции, первый выход которого соединен с одним нэ входов первого 12, второго 13 и третьего 14 элементов И, второй — с одним из входов третьего триггера 15, третин электроакустический преобразователь 16, расположенный на подвижном пульте 17 ввода команд, акустически связанный с звуколриемником 10, блок

18 управления, первый 19, второй 20, третий

21 и четвертый 22 счетчики, генератор 23 напряжения, например экспоненциального, блок 24 анализа, блок 25 формирования команд, регистр 26, коммутатор 27 и блок 28 обмена информацией, Блок 11 включает генератор 29 частоты, пятый счетчик ЗО, первый делитель 31 частоты, селектор 32 одиночного импульса, элемент

ЗИ вЂ” ИЛИ 33, четвертый триггер 34, второй

5 . 9630 делитель 35 частоты, реверсивный счетчик 36, шестой счетчик 37, узел 38 сравнения, первый дешифратор 39, четвертый элемент И 40, пятый триггер 41, второй дешифратор 42 и формирователь 43 импульсов, выполненный по, той же схеме, что и каналы 5 и 6 преобразования.

Устройство работает следующим образом.

Первый злектроакустический преобразователь

2 (сьемник координат) помещают на рабочем поле планшета 1 (в точку изображения, коор- 10 динаты которой необходимо определить, или точку пульта 17, соответствующую определенной команде) и нажимают кнопку на корпусе ! электроакустического преобразователя 2,. при этом блок 18 формирует нижеперечисленные 15 циклы работы устройства.

В. первом цикле запускается второй электроакустический преобразователь 9 н разрешается работа блока .11.

Блок 11 работает следующим образом., 20

При включении устройства генератор 29 частоты с кварцевой стабилизацией начинает генерировать импульсы с большой частотой (7 МГц), которые поступают на пятый счетчик

30 импульсов, который посредством первого 25 дешифратора 39 выделяет управляющие сигналы, на первый делитель 31 частоты, где формируется две последовательности импульсов (четная и нечетная), сдвинутые относительно друг друга на полпериода. Сигнал "Запуск", поступа- 30 юший от блока 18 на селектор 32, в случайный момент времени формирует одиночный импульс, по которому триггер 34 разрешает прохождение той последовательности через элемент ЗИ вЂ И 33, которая совпадает с

35 выделенным, одиночным импульсом. 3а счет выбора четной или нечетной последовательности импульсов величина максимальной погрешности отсчета координат вследствие асинхронного появления сигнала "Запуск" по- отношению к последовательности счетных импульсов будет меньше, чем половина цены младшего разряда счетчиков координат, Выбраиная последовательность импульсов с выхода элемента ЗИ вЂ” ИЛИ 33 поступает на вход управляемого делителя 35 частоты.

Счетчик 37 эталонного расстояния подсчитывает число импульсов, поступивших с выхо; да .управляемого делителя 35 частоты на его вход в первом цикле работы устройства.

После того, как звуковой са.нал, излучаемый вторым электроакустическим преобразователем 9, достигает звукоприемника 10, формируется микрофонный сигнал, который через формирователь 43 импульсов поступает на селектор 32 и узел 38 сравнения.

Селектор 32 формирует сигнал, который прекращает .поступление тактовых импульсов на вход управляемого делителя 35 частоты и на дешифраторе 42 определяется состояние счетчика 37. По сигналу, поступившему с формирователя 43 и в зависимости от состояния счетчика 37 узел 38 сравнения формирует один из сигналов — "Меньше", "Равно", "Больше".

Наличие сигнала "Меньше" означает, что за время прохождения ультразвуковой волны эталонного расстояния в счетчик 37 поступило меньшее количество импульсов, чем следовало бы, т. е. частота импульсов на выходе управляемого делителя 35 частоты меньше требуемой и, следовательно, содержимое реверсивного счетчика 36 должно быть увеличено, для чего этот сигнал заведен на вход сложения реверсивного счетчика 36.

Наличие сигнала "Больше" означает, что за время прохождения ультразвуковой волной элалонного. расстояния в счетчик 37 поступило больше импульсов, т. е. частота их на выходе управляемого делителя 35 частоты больше требуемой и, следовательно, содержимое реверсивного счетчика 36 должно быть уменьшено, для чего этот сигнал заведен на вход вычитания реверсивного счетчикa 36. Увеличение или уменьшение содержимого реверсивного счетчика 36 происходит на один импульс в каждом такте измерения.

Наличие сигнала "Равно" означает, что частота импульсов на выходе управляемого делителя 35 частоты соответствует требуемой.

Сигнал Равно" поступает на вход триггера 41 н устанавливает его в единичное состояние, ко- торое выдает разрешение на прохождение тактовых импульсов через элемент И 40.

Сигнал с единичного выхода триггера 41 означает, что первый цикл — цикл коррекции закончен и можно приступать к следующему циклу работы устройства.

Во втором цикле запускается третий электроакустический преобразователь 16, расположенный на подвижном пульте 17, и триггер 15 устанавливается в единичное состояние, которое разрешает прохождение через элемент И 14 тактовых импульсов от блока 11 на вход вычитания счетчика 19 для определения местоположения подвижного пульта 17. После того, как звуковой сигнал, излучаемый третьим электроакустическим преобразователем 16, достигает звукоприемннка 10, на выходе последнего появляется сигнал, который в блоке 11 формирует сигнал установки триггера 15 в нулевое состояние и тем самым прекращает прохождение тактовых импульсов на вход вычитания счетчика 19, число, находящееся к этому времени в счетчике

19, соответствует координате Х пульта 17 в обратном коде, и цикл определения местоположения пульта 17 заканчивается.

В третьем цикле блок 18 запускает первый электроакустический преобразователь 2, и триг7 9630 геры 7 и 8 устанавливаются в ециничное состояние, чем разрешается поступление тактовых импульсов из блока 11 в счетчики 21 и 22 и на суммирующие входы счетчиков 19 и 20 через элементы И 12 и 13. В момент, когда звуковой сигнал, излучаемый первым электроакустическим преобразователем 2, достигает определенного микрофона 3(4), на его выходе появляется сигнал, который, пройдя канал 5(6) преобразования, устанавливает триггер 7(8) to в нулевое состояние и тем самым прекращает поступление импульсов через элементы И 12(13) на входы счетчиков 19(20) и 21(22). После того, как звук достиг поверхности обоих микрофонов 3 и 4, заканчивается цикл считывания з координаты точки изображения нли пульта 17, соответствующего определенной команде.

В четвертом цикле в блоке 24 происходит анализ. состояния и содержимого счетчиков 19 и 20. 2О

Возможны следующие случаи.

1, В счетчике 19 содержится число со знаком "минус". Это означает, что оператор сдвинул пульт 17 вправо и снял координаты точки в части изображения, находящейся слева от 2$ пульта 17, после чего необходимо выдать в

ЭВМ содержимое счетчиков 21 и 22, т. е. координаты Х и У.

2, Содержимое счетчйка 19 является положительным и не превышает числа, соответствующе-щ го ширине пульта 17. Это означает, что оператор ввел с пульта 17 конкретную команду и необходимо сформировать код команды, соответствующий содержимому счетчиков 19, 20 и выдать его в ЭВМ..

3. Содержимое счетчика 19 является положительным, но превышает число, соответствующее ширине пульта 17, Это означает, что оператор сдвинул пульт 17 влево и снял координаты точки изображения, находящейся справа от пуль40 та 17, после чего необходимо вьщать в ЭВМ содержимое счетчиков 21 и 22, т. е, координаты Х и У.

В первом и третьем случаях блок 24 выдает сигнал запроса, который через регистр 2б и блок 28 вызывает прерывания в работе ЭВМ.

Во втором случае блок 24 выставляет сигнал запроса на прерывание и разрешает блоку 25 сформировать код команды, соответствующий содержимому счетчиков 19 и 20. Выдача информации по сигналу разрешения от ЭВМ происхо- 5О дит аналогично вышеописанному лишь с той разницей, что в ЭВМ выдается информация с блока 25, т. е. в ЭВМ поступает код команды, вводимой с пульта 17.

14 8

Таким образом, завершается четвертый цикл — цикл обработки и выдачи информации (координат Х, У или команд) в ЭВМ.

С окончанием четвертого цикла устройство переходит в исходное состояние и готово к съему координат очередной точки изображения или к вводу очередной команды с пульта.

Таким образом, применение и блоке 11 коррекции генератора 29 частоты с кварцевой стабилизацией,.унравляемого делителя 35 частоты и использование четной и нечетной последовательности импульсов:в зависимости от времени поступления сигнала "Запуск" позволяет повысить точность считывания графической информации предлагаемого ycrpoAcraa. При этом погрешность считывания координат составляет половину цены младшего разряда счетчиков координат. Применение .предлагаемого устройства

s системах оцифрования графической информа ции позволяет сократить трудовые затраты на оцифрование за счет повышения точности считывания, т. е. эа счет сокращения количества ошибочно считанных точек изображения.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации по авт. св. М 744ббО, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью новьппения его точности, в нем блок коррекции информации содержит элемент ЗИ вЂ” ИЛИ, одпи входЫ которого соединены с первым делителем частоты, подключенным к генератору частоты, выход которого соединен с пятым счетчиком, подключенным к первому дешнфратору, селектор, входы которого соединены с формирователем импульсов и с первым делителем частоты, а выходы подключены к другим входам элемента

ЗИ ИдИ, четвертый триггер, входы которого соединены с селектором, а выходы подключены к входам элемента ЗИ вЂ” ИЛИ, второй делитель частоты, соединенный с выходом элемента

ЗИ вЂ” ИЛИ, реверсивный счетчик, подключенный к второму делителю частоты, и последовательно соединенные шестой счетчик, вход которого подключен к второму делителю частоты, второй дешифратор, узел .сравнения, другие входы которого подключены к шестому счетчику, к первому дешифратору и к формирователю импульсов, а выходы подключены к реверсивному счетчику, пятый триггер и четвертый элемент И, другой вход которого подключен к второму делителю частоты.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 744ббО, кл. 5 Об К 11/Об, 1978 (прототип).