Устройство для воспроизведения информации слепым Советский патент 1985 года по МПК G09B21/00 

Изобретение относится к средствам для восприятия графической информации слепыми.

Цель изобретения - повышение качества воспроизведения графической информации.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - пример конкретного выполнения блока считывания информации из памяти вывода на тактильный дисплей массива данных и соединение этого блока с другими блоками устройства; на фиг. 3 - функциональная схема записи графической информации в блок хранения информации.

Устройство для воспроизведения информации слепым содержит блок 1 хранения информации, тактильный дисплей 2, блок 3 преобразования графических символов в электрические сигналы со съемником 4 координат и блок 5 считывания информации из памяти и вывода на тактильный дисплей массива A(i, j), i X, X + 1, , ..., X + п; j Y, Y + 1, Y + 2, .... Y -f m (где X, Y текущие координаты расположения съемника 4 координат блока считывания графической информации; п и ш - число тактильных элементов тактильного дисплея по оси абсцисс и ординат соответственно).

Блок 1 хранения информации предназначен для хранения предварительно записанной в него графической информации. В ячейках памяти, адреса которых соответствуют координатам точек графического изображения, записаны «1, а в остальных - «О. Например, точке графического изображения («черному полю) с координатами Y 7, X 2 (в десятичной системе счисления) или соответственно 00000111 и 00000010 в двоичной системе счисления соответствует ячейка памяти с адресом 0000011100000010, в коfopoй записана «1. Если в ячейке памяти с адресом -0000010100000100 записан «О, то это означает, что в соответствующей точке читаемого графического изображения с координатами Y 5, X 4 будет «белое поле.

Блок 3, который имеет съемник 4 координат, предназначен для определения координат X и Y местоположения съемника координат на поле считывания и их одновременного вывода (по вырабатываемому блоком стррбирующему импульсу).

Блок 5 считывания информации из памяти и вывода на тактильный дисплей массива А (i, j), i X, Х+ 1,Х + 2, ..., Х + п; j Y, Y + 1, Y + 2, ..., Y + ш предназначен для считывания указанного двумерного массива A(i, j), начиная с адреса X, Y, поступающего на вход блока, и последующего его вывода на тактильный дисплей. Из сказанного следует, что массиву А (i, j) соответствует часть графического изображения, заключенного в прямоугольник п X пт, левый нижний угол которого имеет координаты X, Y.

Блок 5 содержит регистры 6 и 7, элементы И 8-13, элементы ИЛИ 14, 15 и 16, счетчики 17, 18 и 19, генератор 20 импульсов, триггер 21, формирователи 22 импульсов, линии 23 и 24 задержки, сдвигающий регистр 25 и элемент И 26.

Прямые выходы каждого разряда регистра 6 соединены с входами соответствующих элементов И 8, а инверсные выходы (на фиг. 2 они обозначены кружками) - с входами соответствующих элементов И 9. Выходы элементов И 8 и 9 соединены с единичным и нулевым входами соответствующих разрядов счетчика 7. Информация из регистра 6 переписывается в счетчик 17 чеJ рез элементы И 8 и 9 в парафазном коде. Прямые выходы регистра 7 каждого разряда соединены с входами соответствующих элементов И 10, а инверсные выходы - с входами соответствующих элементов И 11. Выходы элементов И Ш соединены с единичными входами соответствующего разряда счетчика 18, а выходы элементов И 11 - с нулевыми входами. Информация из регистра 7 переписывается в счетчик 18 также в парафазном коде. Один вход элемента И 12 соединен с выходом генератора 20 импульсов, другой вход - с выходом триггера 21, а выход - со счетными входами счетчика 17 и 19, с входом элемента ИЛИ 16 и сдвигающим входом регистра 25. Выход одного из разрядов счетчика 19 соединен со счетным входом счетчика 17 и входами элементов ИЛИ 14 и 15, выходы которых соединены с входами элементов И 10 и 11 соответственно. При п m 7 (в дальнейщем рассматривается этот случай) таким разрядом счетчика 19 будет четвертый младщий разряд. Старщий разряд счетчика 19 (в данном случае восьмой), формирующий сигнал переполнения, соединен с нулевым входом триггера 21, единичный вход которого соединен с выходом линии 23 задержки. Вход линии 24 задержки соединен с

выходом элемента ИЛИ 16. Выход регистра сдвига 25 соединен с входами соответствующих элементов И 13 и 26, выходы которых соединены с первыми и вторыми входами соответствующих элементов И 13 и 26, выходы которых соединены с первыми и вторыми входами соответствующего формирователя 22 импульсов. Формирователь 22 импульсов предназначен для формирования импульсов тока положительной полярности при поступлении «1 на его первый вход и

Q импульсов отрицательной полярности при поступлении «1 на его второй вход.

Входами блока 5 являются входы регистров 6 и 7, входы элементов И 13 и 26, а также щина (по этой щине подается стробирующий импульс, вырабатываемый блоком 3) подключения к входам элементов И 8 и 9, ИЛИ 14, 15 и 16, линии 23 задержки, единичному входу младщего разряда регистра 25 (запись «1 в младщий разряд) и нулевым входам остальных его разрядов (установка их в состояние «О). Выходами блока 5 являются выходы счетчиков 18 и 19, задающие адрес ячейки памяти, подлежащий считыванию, и выходы формирователей 22 импульсов. С выхода блока 3 координаты местоположения съемника 4 координат подаются на входы регистров 6 и 7 соответственно, а стробирующий импульс подается, как было отмечено выше, на входы элементов И 8 и 9, ИЛИ 14, 15 и 16, линии задержки 23, единичный вход младшего разряда 25 (запись «1 в младший разряд) и нулевые входы остальных его разрядов (установка их в состояние «О). Выходами блока 5 являются выходы счетчиков 18 и 19, задающие адрес ячейки памяти, подлежащий считыванию, и выходы формирователей импульсов 22. С выхода блока 3 координаты X и Y местоположения съемника 4 координат подаются на входы регистров 6 и 7 соответственно, а стробирующий импульс подается, как было отмечено выше, на входы элементов И 8 и 9, ИЛИ 14, 15 и 16, линии задержки 23, единичный вход младшего разряда регистра 25 и нулевые входы остальных его разрядов. Выходы счетчика 17 подключены к одним входам дешифратора 27 блока 1 хранения информации, к другим входам которого подключены выходы счетчика 18. Выходы формирователей 22 импульсов соединены с тактильным дисплеем 2. Устройство также содержит триггеры 28, элемент И 29, элемент ИЛИ 30 и элемент НЕ 31. Входы элементов И 29 соединены с выходами дешифратора 27, а выходы подключены к входу элемента ИЛИ 30. Выход элемента ИЛИ 30 подключен к входам элементов И 13, а выход элемента НЕ 31 - к входам элементов И 26. Входы элементов И 29 соединены с выходом линии 24 задержки. Тактильный дисплей представляет собой матрицу из п X гп преобразователей электрического сигнала в тактильный. Если подать на вход одного из преобразователей электрического сигнала в тактильный (не показаны) импульс тока положительной полярности, то над плоскостью матрицы выступит и зафиксируется в этом положении штырь, воспринимаемый слепым осязанием. Если подать импульс тока отрицательной полярности, то штырь вернется в исходное положение (он не будет выступать над поверхностью матрицы). Тактильный дисплей 2 жестко связан со съемником координат X и Y при считывании графической информации. Съемник 4 координат может быть как лрикреплен к корпусу тактильного дисплея, так и соединен с ним разъемным сечением (если один и тот же съемник координат используется при черчении и чтении чертежа). Важно выполнение условия - обеспечение взаимнооднозначного соответствия между пространственным расположением съемника координат и тактильным дисплеем за счет жесткой связи между ними. Тактильный дисплей располагается на плоскости поля считывания блока 3 с возможностью перемещения по нему и сохранения параллельности сторон тактильного дисплея соответствующими осями координат поля считывания. Это может быть обеспечено прикреплением тактильного дисплея к одному из двух щарнирно соединенных параллелограммов (не показан), используемых для этой цели в кульманах. Запись графической информации в запоминающее устройство осуществляется зрячим сепаратором, как обычно, путем обвода съемником координат линий чертежа. Отличие заключается в том, что в запоминающее устройство записываются не сами значения координат Y и X, а «1 по адресу Y и X. Например, точке, лежащей на линии чертежа, с координатами Y 7, X 2 соответствует ячейка памяти запоминающего устройства с «1, адрес которой 000001110000010 (в двоичном коде). Координаты Y и X с выхода блока 3 поступают на дещифратор 28 (фиг. 3), выходы которого соединены с входами соответствующих элементов И 31. Одновременно с координатами Y и X с выхода блока 3 через линию 32 задержки на другие входы элементов И 31 поступает стробирующий импульс, который задерживается в линии 32 задержки на время, необходимое для окончания переходных процессов в дешифраторе 28. Таким образом «1 запишется лишь в триггер 33 (ячейку памяти), который соответствует координате Y, X (фиг. 3). Устройство после включения работает, следующим образом. Слепой помещает тактильный дисплей на гладкое поле планшета (не показан) блока считывания графической информации и начинает перемещать его на поле считывания, графической информации блока 3 соответствует часть графического изображения, которая выводится из запоминающего устройства на тактильный дисплей. Перемещая по полю тактильный дисплей, габариты которого (nxm) много меньше габаритов поля считывания блока 3, у слепого создается иллюзия того, что перед ним расположен весь рельефный чертеж, который он просматривает по участкам (процесс чтения чертежа в какой-то степени аналогичен чтению слабовидящим чертежа с использованием лупы). Информация, массив А (i, j), которая выводится на тактильный дисплей, соответствует местоположению (координатам X и Y) съемника 4 координат. Координаты местоположения съемника 4 задают начальный адрес массива А (i, j), по которому блок 5 осуществляет считывание массива А (i, j)

из запоминающего устройства и его вывод на тактильный дисплей.

Рассмотрим более подробно работу устройства.

Пусть съемник координат расположен на поле считывания блока 3 в точке с координатами X и Y. Тогда с выхода блока 3 на регистр 6 поступит координата Y, на регистр 7 - координата X одновременно со стробирующим импульсом, поступающим на входы элементов И 8 и 9, ИЛИ 14 и 15, линию 23 задержки, элемент ИЛИ 16, единичный вход младшего разряда регистра 25 и нулевые входы остальных его разрядов (фиг. 2). В результате этого координата Y через элементы И 8 и 9 в парафазном коде запишется в счетчик 17, координата X через элементы И 10 и 11 в парафазном коде запишется в счетчик 18, в младшем разряде регистра 25 будет записана «1, а в остальных его разрядах - «О. Координаты X и Y со счетчиков проходят через элемент ИЛИ 16, задерживаются линией задержки 24 на время, необходимое для прохождения координат X и Y на вход дешифратора 27 и окончания в этом дешифраторе переходных процессов, и поступают на входы элементов И 29, разрешая тем самым считывание содержимого одного из триггеров 28, соответствующего координате X, Y. Если в этом триггере 28 была записана «1, то она, пройдя через соответствующий элемент И 29, ИЛИ 30 и И 13, поступает на первый вход формирователя 22 импульсов, который соответствует младшему разряду сдвигающего регистра 25 (так как «1 в регистре 25 первоначально находится в младшем разряде). Формирователь импульсов 22 формирует импульс тока положительной полярности, который поступает на вход соответствующего преобразователя электрического сигнала в тактильный. Если в триггере 28 был записан «О, то «1 с выхода элемента НЕ 31 пройдет через элемент И 26, подключенный к выходу младшего разряда, на второй вход формирователя 22 импульсов, который вырабатывает импульс тока отрицательной полярности. После считывания из блока 1 содержимого ячейки памяти с адресом Y, X и вывода его на тактильный дисплей с выхода линии 23 задержки задержанный стробирующий импульс переводит триггер 21 в состояние «1,, разрешая тем самым прохождение импульсов генератора 20 импульсов через элемент И 12 на счетный вход счетчиков 18 и 19, сдвигающий вход регистра 25 и вход элемента ИЛИ 16. При этом первый импульс с генератора 20 импульсов сдвинет «1 в регистре 25 во второй младший его разряд, адрес в счетчике 18 увеличится на единицу. Теперь на входы дещифратора поступает адрес Y, X + 1. Следовательно, по импульсу с выхода линии 24 задержки содержимое ячейки памяти с адресом Y, X + 1 поступит аналогичным образом на второй формирователь импульсов 22 (так как во втором младшем разряде регистра 23 записана «1). Устройство будет работать аналогично до прихода с генератора импульсов 20 п + 1 импульса, т. е. до начала считывания из блока 1 хранения информации следующей строки массива А (i, j).

При приходе (п 4- 1)-го импульса (в данном частном случае 8-го) на счетный вход счетчика 19 с его выхода (четвертого младшего разряда) «1 поступит на Счетный вход счетчика 17, увеличивая его содержимое на единицу, и через элементы ИЛИ 14 на выходы элементов И 10 и 11. В результате этого в счетчик 18 в парафазном коде перепищется из регистра 7 координата X. В счетчике 17 будет записана координата Y + 1. По следующим п импульсам из запоминающего устройства f на соответствующие формирователи импульсов будет поступать содержимое ячеек памяти с адресами (У+ 1, X), (Y + 1, X + 1), (Y + 1, X + + 2), ..., (Y + 1, Х+ h-1). Когда с генератора импульсов 20 на счетный вход счетчика 19 поступит (п + гп)-й импульс, сигнал переполнения счетчика 19 со старшего его разряда установит триггер 21 в «О, запрещая прохождение импульсов через элемент И 12 на счетчик 19. На этом считывание части графического изображения (массива А), соответствующего местоположению съемника координат в точке X, Y, и вывод его на тактильный дисплей заканчиваются.

Предложенное устройство позволяет слепым читать предварительно введенные в блок 1 хранения информации чертежи порядка 24-го формата (многократное чтение чертежа не ухудшает его качества). Благодаря соединению тактильного дисплея, перемещаемого слепым по полю считывания, со съемником координат облегчено уяснение слепым взаимного расположения элементов чертежа.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ СЛЕПЫМ, содержащее блок хранения информации и тактильный дисплей, отличающееся тем, что, с целью повышения качества воспроизведения графической информации, оно имеет блок преобразования графических символов в электрические сигналы со съемником координат графических символов и блок считывания информации из памяти, включающий элементы И, элементы ИЛИ, счетчики, генератор импульсов, триггер, узел формирователей импульсов, линии задержки, сдвигающий и информационные регистры, при этом выход блока преобразования графических символов в электрические сигналы соединен с входами сдвигающего и информационных регистров, первыми входами первых элементов И и первых элементов ИЛИ, входом первого элемента задержки и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки подключен к первому входу блока хранения информации, выходы первого информационного регистра связаны с вторыми входами первых элементов И, выходы которых соединены с входами первого счетчика, подключенного первыми выходами к вторым входам блока хранения информации, третьи входы которого связаны с выходами второго счетчика, второй выход первого счетчика соединен с вторыми входами первых элементов ИЛИ и управляющим входом третьего счетчика, выходы второго информационного регистра и выходы первых элементов ИЛИ подсоединены к соответствующим входам вторых элементов ИЛИ, подключенных выходами к первым входам второго счетчика, выходгенератора импульсов связан с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, выход третьего элемента И подключен к i синхровходам второго счетчика и сдвигающего регистра, второму входу второго эле(Л мента ИЛИ и информационному входу третьего счетчика, выход которого связан с первым входом триггера, соединенного вторым входом с выходом первого элемента задержки, выходы сдвигающего регистра свя-, заны с первыми входами четвертых и пятых элементов И, выходы которых через узел формирователей импульсов подключены к вхосо дам тактильного дисплея, причем первый выход блока хранения информации соедисо со нен с вторыми входами четвертых элементов И, а вторые входы пятых элементов И подключены к второму выходу блока хранения информации.

t/3

t

25

л. 3

L i

3tJ

(риг.З