Устройство для считывания графической информации Советский патент 1983 года по МПК G06K11/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для .считывания графической информации.

Известно устройство, содержащее считывакадий элемент, соединенный через пиковый детектор с управля-Ю1ДИМ входом блока выдачи данных, планшет с двумя системами взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к коммутатору, счетчик соединенный своим входом с выходом генератора импульсов, а выходами с входами коммутатора l .

Его недостаток состоит в невысокой точности устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее планшет с координатными шинами, подключенныг/ш через коммутатор к счетчику, соединенному с первым генератором импульсов, первый элемент ИЛИ, подключенный к съемнику координат, к одному датчику сигналов и к первому детектору, соединенному с ключом, фотоприемные элементы, оптически связанные с фокусирующим элементом и подключенные к регистру сдвига, соединенному с вторым генератором импульсов,, второй детектор, подключенный к второму датчику сигналов, распределитель импульсов, соединенный с генераторами импульсов, первую и вторую группы элементов И, входы одних из которых соедийенй с триггером, а выходы других подключены к входам сс|ответствуквдих сумматоров, выходы которых соединены с блоком выдачи данных,и ключ, подключен. ный к , фотоприемным элементам, и к одному детектору J .

Недостаток известного устройства заключается в недостаточно высоком быстродействии.

Цель- изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет,- выполненный в виде-двух систем взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к коммутатору вход которого соединен со счетчиком подключенным к первому генератору импульсов, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены со съемником координат и с первым датчиком сигна-лов, а выход подключен к первому детектору, соединенному с ключом, фотоприемныё элементы, одни которых оптически связаны с фокусирунлцим элементом, другие соединены с регистром сдвига, подключенным к второму генератору импульсов, а выходы соединены с ключом и блоком выдачи данных, выход которого является выходом устройства, второй детектор, подключенный к выходу второго датчика сигналов, распределител импульсов, соединенный с первым и вторым генераторами импульсов, первую группу элементов И, входы которых соединены с первым дeтeктopo.v1 и. со счетчиком, а выходы пoдключeньJ ,к одному входу соответствующих сум laTOpoB, второй вход которых соедине со счетчиком, а выход подключен к блоку выдачи данных, и вторую группу элементов И, входы которых соединены со счетчиком, с первым генератором импульсов и с выходом первого триггера, введены второй элемент ИЛИ, входы которого соединены с первым и вторым детекторами, а .выход подключен к входу первого триггера, цифроаналоговые преобразователи,, соединенные свыходами соответствукндих элементов И второй группы, второй триггер, входы которого подключены к первому и второму детекторам, а выходы соединены с соответствующими сумматорами, генераторы частоты, подключенные к выходам соответствующих цифроансшоговых преобразователей, и третью группу элементов И входы которых-соединены ссоответствующими генераторами частоты и с распределителем импульсов, а выходы подключены к соответствующим сумматорам.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство включает ключ 1, выполненный, например, в виде кнопочного переключателя, распределитель 2 импульсов,, первый генератор 3 импульсов., счетчик 4, коммутатор 5, планшет 6, выполненный в виде двух сиетем взаимно ортогональных координатных шин, съемник 7 координат, первый элемент ИЛИ 8, первый детектор 9, первую группу элементов И 10 и 11, сумматоры 12 и 13, блок 14 выдачи данных, второй элемент ИЛИ 15 первый триггер 16, вторую группу элементов И 17 и 18, цифроаналоговые преобразователи 19 и 20, первый 21 и второй 22 датчики сигнгшов второй триггер 23, второй детектор 24, фотоприемные элементы 25, выполненные, например, в виде фотоэлектрической линейки, генераторы 26 и 27 частоты, третью группу элементов И 28 и 29, второй генератор 30 импульсов, регистр 21 сдви-га, фокусирующий элемент 32, выполненный, например, в виде оптической головки.

Устройство работает в двух режимах: режиме считывания одиночных точек изображения с использованием съемника 7 координат и в режиме группового считывания с использованием фотоприемных элементов 25.

в первом режиме работы контакты ,кнопбчного переключателя 1 замкнуты

От распределителя 2 импульсов на вход генератора 3 импульсов подается разрешающий потенциал, и импуль-. сы с этого генератора поступают на вход счетчика 4, Числовые значения кодов счетчика пос.тупают на входы коммутатора 5, возбуждающего координатные шины планшета 6 в соответствии с кодами счетчика. Таким образом, в процессе работы осуществляется последовательный опрос всех координатных шин планшета.

При касании съемником 7 координат поверхности планшета в нем наводится электрический сигнал сп возбуждаемой под этим датчиком шины. Этот сигнал через элемент ИЛИ 8 поступает -на вход пикового детектора 9, вырабатывающего на.своем выходе Импульс в момент достиже- : ния амплитудой входного сигнала максимального значения. Импульс с выхода пикового детектора 9 поступает на входы элементов И 10 и 11, на вторые входы которых с выхода старшего разряда счетчика один раз в течение кадра подаются- разрешающие потенциалы.

При наличии разрешаницего потенциала на входе элемента И 10 импульс с выхода пикового детектора 9 проходит на управляющий вход сумматора 12, разрешая занесение в него содержимого счетчика 4, соответствующего коду одной из координат (например х) считывающего элемента.

Аналогичным образом, при наличии разрешающего потенциала на входе элемента И 11 происходит занесение в сумматор 13 содержимого счетчика, соответствующего значению другой координаггы (например У) .

Импульсы с выхода пикового детектора через замкнутые контакты переключателя 1 поступают также на вход блока 14 вьщачи данных, который после некоторой задержки, разрешает передачу содержимого :умматоров 12 и 13, соответствующего значения координат точки касания считывающего элемента, в ЭВМ.

Сигнал с выхода пикового детектора 9 будет проходить и по другим цепям устройства, например, элемент ИЛИ 15, триггер 16, элементы И 17 и 18, счетчики 19 и 20, однако вследствие отсутствия разрешающего потенциала на втором выходе распределителя 2 импульсов, состояние сумматоров 12 и 13 не изменится.

При работе во втором режиме считьшание осуществляется последовательным перемещением оптической головки по полю чертежа.

В процессе такого перемещения в память или в ЭВМ будет занйситься .полоса изобретения, ширина которой равна проекции длины линейки на плоскости чертежа. Путем последовательного перемещения головки и некоторого перекрытия полос между собой считывается вся информация, расположенная на чертеже.

При работе в этом режиме съемник 7 находится в выключенном состоянии, кнопочный переключатель 1 в разомкнутом состоянии, а все триг0геры, сумматоры и счетчики в исходном состоянии обнулены.

Работа осуществляется в два Цикла. В первом цикле осуществляется определение местоположения оптической головки на поверхности планше5та, а во втором считывание информа- ции с линейки. Управление переключением циклов осуществляется распределителем 2 импульсов.

В первом цикле на выходе распре0делителя 2- импульсов, связанном с входом генератора 3 импульсов, имеется -разрешающий потен-циал. Импульсы с этого генератора поступают на вход счетчика 4, в результате че5 .го осуществляется последовательный опрос всех координатных шин планшета, В процессе опроса координатных шин. возбуждаются датчики 21 и 22. Датчик 21 является привязочной точкой,

0 совмещенной оптически с одним концом фотоэлектрической линейки 25, относительно которой осуществляется отсчет координат элементов изображения , осуществляемый при опросе

5 линейки фотоэлементов. Определение координат местоположения этого датчика ничем не отличается от только что описанного определения коорди.нат съемника 7, после прохождения . сигналом элемента ИЛИ 8 после воз0буждения датчика 21 в сумматоры 12 и 13 будут занесены текущие значения координат этого датчика.

Разница в обработке сигнала, поступающего с датчика 21, в отли5чие от сигнала, поступающего со съемника 7, состоит в следующем. Поскольку кнопочный переключатель разомкнут, сигналы на управляющий вход блока 14 выдачи данных с выхо0да пикового детектора 9 не поступают, и, следовательно нет передачи кодов в ЭВМ, Сигнал с пикового детектора 9 поступает на вход элемента ИЛИ 15, На второй вход это5го элемента через пиковый детектор 24 поступает сигнгш возвуждения датчика 22, оптически совмещенного с лругим концом фотоэлектрической лииейки 25, Далее обработка

0 сигналов осуществляется одинаково и состоит в следующем.

Первым сигналом, поступающим с выхода элемента ИЛИ 15 на счетный вход триггера 16, триггер перево5дится в единичное состояние, и разрешающий потенциал с его выхода поступает на входы элементов И 17 и 18, На. другие входы этих элементов поступают импульсы от генератора 3 импульсов и уровни разрешающих потенциалов с выходов старшего разряда счетчика 4. Длительность разрешающего потенциала, поступающего с выхода триггера 16, равна длительности временного интервал между поступающими в каждом из полукадров X и У сигналов возбуждения датчиков 21 и 22 к прямо пропорциональна величине проекций фотоэлектрической линейки на оси координат. Поэтому число импульсов, прошедшее в кгиадом из полукадров с генератора 3 импульсов через элементы И 17 и 18 соответственно на входы цифроаналоговых прет образователей 19 и 20, прямо пропорционально величине этих проекций.

Аналоговые сигналы с выхода цифроаналоговых преобразователей 19 и 20 поступают соответственно на входы генераторов 26 и 27 управляемой частоты, изменяя частоту генерирования в соответствии с величиной соответствующих проекций.

Во втором цикле работы разрешающий импульс на выходе распределителя 2 импульсов, связанном с входом генератора 3 импульсов, исчезает, поступление импульсов с выхода генератора прекращается, и прекращается, тем caivwM, опрос координатных шин. Одновременно с этим на втором выходе распределителя 2 импульсов появляется разрешающий потенциал, поступающий на входы эле ментов И 28 и 29 и генератора 30 импульсов. В результате этого на йЫходе генератора 30 импульсов появляются импульсы, поступающие на вход сдвигающего регистра 31. В одном из разрядов этого регистра записана единица, С приходом каждого сдвигающего импульса содержимое регистра сдвигается на один разряд.

Выходы сдвигак)щего регистра связаны с входами линейки фотоэлектри-ческих датчиков, и при передвижении единицы из разряда в разряд опрашивается один из фотоэлементов фотоэлектрической линейки 25. Если на какие-либо фотоэлементы линейки спроекцированы элементы изображения, то при опросе этих фотоэлементов возникают сигналы, появляквдиеся на выходе фотоэлектрической линейки

Опрос фотоэлектрической линейки 25 осуществляется с конца оптичеки совмещенного с опорной или привяэочаой точкой, в которой распбложен датчик 21. При опросе элементов линейки изменяются координаты опрашиваемых точек относительно привяэочной точки, и, в соответствие с этим

изменением, необходимо корректировать координаты привязочной точки, чтобы они были равны текущим координатам опрашиваемых элементов.

Корректирующие импульсы .с генераторов -27 и 26 импульсов поступают соответственно через элементы И 28 и 29 на входы сумматоров 12 и 13, изменяя их содержимое, которое будет соответствовать текущей координате

опрашиваемого в фотоэлектрической линейке элемента. В результате этого, при поступл.ении на управляющий вход блока выдачи данных импульсов

5 возбуждения фотоэлементЪв линейки , связанных с наличием на этих элементах проекции элементов изображения, блок выдачи данных будет пере-, давать в ЭВМ значение содержимого

0 сумматоров, соответствующее координатам считываемых элементов .изображения..

В процессе считывания информации: 5 возможны отклонения датчика 22 от вертикальной оси, проходящей через центр датчика .21 в ту или иную сто-/ рону. Поэтому возникает необходимость изменять знак корр.ектирующих 0 импульсов относительно привязочной точки, совмещенной с центром датчика 21 и концом фотоэлектрической линейки 25, Изменение знака коррекции осуществляетей с помощью тригс гера 23, .соединенного своими выхода ми с входами сумматора-12, управляющими знаком арифметической операции суммировани или вычитания. Если пер вым на вход триггера 23 прииелим-, пульс с пикового детектора 9, это. значит (при опросе шин слева-напр во, что значение координаты X дат чика больше, чем у датчика 21, поэтому триггер 23 выдает разрешающий потенциал на вход сумматора,

5 управляющий суммированием. И, наобО рот, если первым на вход триггера пришел импульс с пикового детекто- ; . ра 24, то разрешающий потенциал подается на вход сумматора, переклю0 . наюгций его в режим вычитание.

Поскольку, в процессе считывания всегда учитывается текущее положа- ние линейки и осуществляется необ5 ходимая коррекция перекосов, то счи,тывание изображения сводится к про извольному перемещению оптической головки по полю чертежа с углами поворота относительно вертикальной оси не превышающими ±90,

Считывание изобргьжения может Осуществляться в любом порядке i справа - налево и слева - направо 5 и с любого места. Важно лишь, чтобы.

вся площадь вводимого изображения была перекрыта последовательностью, движений рабочей зоны оптической головкн..

Введение новых узлов и блоков, а также ногвых конструктивных связей позволило существенно повысить точность уо«-ройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЬШАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет, выполнен ный в виде двух i систем взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к коммутатору, вход которого соединен со счетчиком, подключенным к первому генератору импу дьсов, первый элемент ИЛИ, входы котЪрого соединены со съемником координат и с первым датчиком сигналов, а выход подключен к первому детектору, соединенному с ключом, фотоприемные элементы, одни входы которых оптически связаны с фокусирукщим элементом, другие соединены с регистром сдвига, подключенным к втррому генератору импульсов, а йыходы соединены с ключом и блоком вьщачи данных, выход которого является выходом устройства, второй детектор, подключенный к выходу второго датчика сигналов, расп зедели тель импульсов, соединенный с первым и вторым генераторами импульсов, первую группу элементов И, входил которых соединены с первым детектором и со счетчиком, а выходы подключены к одному входу соответствуквдих сумматоров, второй вход которых соединен со счетчиком, а выход подключен к блоку выдачи данных, и BTOPJTO группу элементов , входы которых .соединенЕл со счетчиком, с первым генератором импульсов и с выходом первого триггера, отличают е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй элемент ИЛИ, входы s которого соединены с первым и вторым детекторами, а выход подключен к входу первого триггера, цифроаналоговые преобразователи, соединенные с выходами соответствующих элементов И второй группы, второй триггер, входы которого подключены к . первому и второму детекторам, а выходы соединены с соответствуквдими су)«1аторами, генераторы частоты, подключенные к выходам соответствуюо :л ю :о щих цифроаналоговых преобразователей;, и третью пруппу элементов И, входы которых соединены с соответствующими генераторами частоты и с распределителем импульсов, а выходы |подключш1ы к соответствующим суммаTOpclM.