Устройство для считывания графической информации Советский патент 1987 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано в качестве средств счи-г тывания графической информации с фотоносителей (микрофильма, микрофиши) в информационных и .информационно-поисковых системах, а также для ввода информации в ЭВМ или для передачи на устройство отображения.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - траектория движения луча электронно-оптического преобразователя, где цифрам, расположенным по диагонали кадра, соответствует содержимое счетчиков строк и кадров (для показанного случая счетчика четырехразрядные) .

Устройство для считывания графической информации (фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, первый элемент ИЛИ 2, первый элемент 3 задержки, второй элемент ИЛИ 4, первый триггер 5, дешифратор 6, первый элемент И 7, счетчик 8 строк, второй элемент И 9, счетчик 10 кадров, второй и третий элементы 11 и 12 задержки, сумматор 13, третий и четвертый элементы ИЛИ 14 и 15, первый цифро- аналоговый преобразователь 16 (ЦАП) второй и третий .триггеры 17 и 18, второй ЦДП 19, четвертый элемент 20 задержки, третий коммутатор 21, первый и второй коммутаторы 22 и 23, счетчик 24 импульсов, формирователь 25 сигнало в, первый координатньй усилитель 26, электронно-оптический преобразователь 27, второй координатный усилитель 28 и регистр 29,

Преобразователь 27 содержит электроннолучевую трубку 30, первый обьек ТИБ 31, носитель 3 информации.(микрофильм) , второй объектив 33, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 34 и усилитель-формирователь 35.

На фиг. 1 обозначены вход 36 устройства, второй вход 37 устройства и выход 38 устройства,

В устройстве для считывания графической информации первый триггер 5 соединен с первьм элементом ИЛИ 2, подключенным к второму входу 37 устройства и к дешифратору 6, с первым элементом 3 задержки, подключенным к второму элементу ИЛИ 4, и с первым элементом И 7, подключен

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ным к генератору 1 импульсов, к счетчику 8 строк, к четвертому элементу ИЛИ 15 и к третьему элементу 11 задержки. Счетчик 8 строк соединен с первым элементом ИЛИ 2, с вторым элементом 9, подключенным к счетчику 10 кадров, с третьим элементом 12 задержки, подключенным к второму триггеру 17, с вторым элементом ИЛИ 4, с четвертым элементом ИЛИ 15, подключенным к третьему триггеру 18 и к четвертому элементу 20 задержки, с первым ЦАП 16 и с регистром 29.

Счетчик 10 кадров подключен к дешифратору 6 и к сумматору 13, соединенному с вторым ЦАП 19, с регистром 29 и со счетчиком 24 импульсов. Третий элемент ИЛИ 14 подключен к первому и второму элементам 3 и 11 задержки и к формирователю 25 сигналов, соединенному с электронно-оптическим преобразователем 27, который подключен к первому и второму координатным усилителям 26 и 28 н рег ист- . ру 29, выход которого является выходом 28 устройства. Лервый и второй коммутаторы 22 и 23 соединены с первым и вторым ЦАП 16 и 19, с вторым триггером 17, подключенным к второму элементу И 9 и соответственно с первым и вторым координатными усилителями 26 и 28. Третий коммутатор 21 подключен к третьему триггеру 18, к четвертому элементу 20 задержки и к счетчику 24 импульсов. Первый вход 36 устройства соединен с вторым элементом Р1ПИ 4, с вторым и третьим триггерами 17 и 18, со счетчиком 24 импульсов и со счетчиками 8 и 10 строк и кадров.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал включения, появившийся на входе 36, сбрасывает в исходное (нулевое) состояние счетчик 8 строк и счетчик 24 импульсов, устанавливает в состояние О триггеры 17 и 18, по установочному входу записывает единицу в старший разряд счетчика 10 кадров и через элемент ИЛИ 4 поступает на вход элемента 3 задержки. В результате занесения единицы в старший разряд содержимое счетчика 10 (код 100...0) поступает на один из входов сумматора 13, на другой вход которого подается содержимое счетчика 24. Так как в исходный момент содержимое счетчика 24 равно нулю, а триггер 17, управляющий коммутаторами, находится в состоянии О, то код 100,..О проходит на выход сумматора 13 без изменения и через ЦАП 19 к коммутатор 23 поступает на вход координатного усилителя 19, который устанавливает отклоняющий ток

по координате Y, равный половине мак-iQ ствием которого усилитель 28 увели15

20

симального значения (максимальное значение отклоняющего тока соответствует коду 111...1 счетчика 10).

С выхода элемента 3 задержки (задержка на элементе 3 необходима для того, чтобы луч успевал выйти в задаваемое счетчиком 10 место экрана ЭЛТ 30 прежде, чем он подсветится) сигнал включения проходит через элемент ИЛИ 14 в формирователь 25. В результате на выходе формирователя 25 появляется импульс подсвета, возбуждающий световой сигнал на экране ЭЛТ 30. Одновременно сигнал включения устанавливает триггер 5 в состояние 25 1, что открывает элемент И 7 для

Прохождения тактовых импульсов гене;ратора 1.

С выхода элемента И 7 тактовые импульсы поступают на счетный вход счетчика 8 строк, на вход элемента 11 задержки и на один из входов элемента ИЛИ 15, Возрастающее содержимое счетчика 8 поступает через ЦАП 16 и ком30

чивает отклоняющии ток по координате Y. Это вызывает перемещение луча ЭЛТ 30 на вторую строку растра(сканирующая строка 1, на фиг. 2). Одновремен но первьш тактовый импульс с выхода элемента 11 задержки проходит через элемент ИЛИ 14 в формирователь 25 и вызывает подсвет луча ЭЛТ 30.

Второй импульс с выхода элемента ИЛИ 15 изменяет состояние триггера 1 на противоположное, т.е. переводит его из состояния 1 в состояние О что приводит к переключению коммутатора 21 на вычитающий вход (-) счетчика 24. Поэтому второй импульс уменьшает содержимое счетчика 24 (код 00...01) на единицу, т.е. возвращает его в состояние О. В результате суммирования с нулем в сумматоре 13 содержимое счетчика 10 (код 100...0) проходит в ЦАП 19 без изменения и, следовательно, луч ЭЛТ 30 возвращается на первую строку растра. Этот же второй импульс проходи

мутатор 22 на вход координатного уси- ot- элемент 11 задержки, элемент ИЛИ 14

40

45

лителя 26 и вызывает возрастающий отклоняющий ток по координате X. Тактовые импульсы с выхода элемента ИЛИ 15 поступают на вход элемента 20 задержки и на счетный вход триггера 18, изменяя (с каждым импульсом) его состояние на противоположное. Первый импульс устанавливает триггер 18 в состояние 1, так как в исходный момент он находился в состоянии О.

В результате коммутатор 21 подключается к суммирующему (+) входу счетчика 24 и первый импульс с выхода элемента 20 задержки через коммутатор 21 поступает в счетчик 24 и под- gQ считывается им. На выходе счетчика 24 устанавливается код 00...01 числа один, -который поступает на второй вход сумматора 13, где суммируется с содержимым счетчика 10 (кодом 100...0). Задержка на элементе 20 необходима для того, чтобы триггер 18 (а следовательно, и коммутатор 21) изменил свое состояние раньше, чем

55

и, поступив в формирователь 25, вызывает подсвет луча ЭЛТ 30. Описанный процесс занесения единицы в счетчик 24 и вычитания из него единицы, а также подсвета луча, повторяется до момента заполнения счетчика 8. В результате отклонения луча сначала по координате У, а затем по координате X, формируется строка сканирования, делящая поле изображения в горизонтальном направлении на две части, при этом растр- элемента этой строки поочередно располагаются то на первой, то на второй строке, расположенной рядом (сканирующая строка 1 на фиг. 2): четные - на первой строке, нечетные - на второй.

При заполнении счетчика 8 строк (все его разряды находятся в состоянии 1), триггер 18 находится в состоянии 1, так как счетчик 8 является двоичным и в него записывается нечетное число импульсов (в устройствах считывания всегда используются

13396054

поступит импульс на вход коммутатора 21. В результате суммирования содержимое счетчика 10, определяющего первую строку растра, увеличивается на единицу, и с выхода сумматора 31 новый код 100...01 поступает через коммутатор 23 в ЦАП 19, который преобразует его в напряжение, под дей5

0

5

0

чивает отклоняющии ток по координате Y. Это вызывает перемещение луча ЭЛТ 30 на вторую строку растра(сканирующая строка 1, на фиг. 2). Одновременно первьш тактовый импульс с выхода элемента 11 задержки проходит через элемент ИЛИ 14 в формирователь 25 и вызывает подсвет луча ЭЛТ 30.

Второй импульс с выхода элемента ИЛИ 15 изменяет состояние триггера 17 на противоположное, т.е. переводит его из состояния 1 в состояние О, что приводит к переключению коммутатора 21 на вычитающий вход (-) счетчика 24. Поэтому второй импульс уменьшает содержимое счетчика 24 (код 00...01) на единицу, т.е. возвращает его в состояние О. В результате суммирования с нулем в сумматоре 13 содержимое счетчика 10 (код 100...0) проходит в ЦАП 19 без изменения и, следовательно, луч ЭЛТ 30 возвращается на первую строку растра. Этот же второй импульс проходит

0

5

Q

5

и, поступив в формирователь 25, вызывает подсвет луча ЭЛТ 30. Описанный процесс занесения единицы в счетчик 24 и вычитания из него единицы, а также подсвета луча, повторяется до момента заполнения счетчика 8. В результате отклонения луча сначала по координате У, а затем по координате X, формируется строка сканирования, делящая поле изображения в горизонтальном направлении на две части, при этом растр- элемента этой строки поочередно располагаются то на первой, то на второй строке, расположенной рядом (сканирующая строка 1 на фиг. 2): четные - на первой строке, нечетные - на второй.

При заполнении счетчика 8 строк (все его разряды находятся в состоянии 1), триггер 18 находится в состоянии 1, так как счетчик 8 является двоичным и в него записывается нечетное число импульсов (в устройствах считывания всегда используются

двоичные счетчики (строк и каналов) Поэтому очередной тактовый импульс

И 7 вызывает перес выхода элемента

полнение счетчика 8 строк и одновременно через элемент ИЛИ 15, устанавливает триггер 18 в состояние О и, пройдя через элемент 20 задержки и коммутатор 21 на вычитающий вход счетчика 24, уменьшает его содержимое, т.е. обнуляет его,

В результате переполнения счетчика 8 на его выходе появляется импульс переполнения, который проходит через элемент ИЛИ 2 и сбрасывает триггер 5 в состояние О, что закрывает элемент И 7. Одновременно импульс переполнения поступает на входы элементов 12 и 3 задержки (через элемент ИЛИ 4) на вход элемента И 9 и на счетный вход триггера 18) через элемент ИЛИ 15, устанавливая его в состояние 1, и подсчитывается счетчиком 24. На выходе счетчика 24 вновь устанавливается код 00...01 числа один, который поступает в сумматор 13, Так как триггер 17 находится в состоянии О, то элемент И 8 будет закрыт для прохождения поступившего импульса переполнения. С выхода элемента 12 задержки (задержка необходима для того, чтобы триггер 17 изменял свое состояние на противоположное только тогда, когда кончится импульс переполнения) и шульс переполнения поступает на счетный вход -фиггера 17 и устанавливает его в состояние 1. Это приводит к переключению коммутаторов 22 и 13. Теперь выход ЦАП 19 через коммутатор 22 подключается к координатному усилителю 26, а выход ЦАП 16 через коммутатор 23 - к усилителю 28. При этом содержимое счетчика 10 кадров (код 100,..0) увеличивается на единицу в результате суммирования в сумматоре 13 и с его выхода через ЦАП 19 и коммутатор 22 поступает на вход усилителя 26 отклонения луча по координате 3 и устанавливает отклоняющий ток, соответствующий коду 10...01, В результате погашений луч перемещается от точки, делящей вертикальную сторону поля сканирования пополам, в сторону на один дискрет (сканирующая строка 2 яа фиг. 2),

С выхода элемента 3 задержки импульс переполнения через элемент ИЛИ 14 поступает в формирователь 25 и подсвечивает луч ЭЛТ 30, а также

13396056

вновь устанавливает триггер 5 в прежнее состояние, что открывает элемент И 7 для прохож;1;ения импульсов генератора 1. Описанный процесс работы устройства повторяется и в результате формируется вторая сканирующая стро10

15

20

25

30

ка, делящая поле кадра изображения в вертикальном направлении. При этом сканирующие строки не пересекаются. Очередной импульс переполнения устанавливает триггер 18 в состояние О, обнуляет счетчик 24, поступает (через элемент ИЛИ 4) на вход элемента 3 задержки и на вход элемента 12 задержки, а через элемент И 9 (так как триггер 17 находится в состояние 1) приходит на счетный вход счетчика 10 кадров и устанавливает в нем новое содержимое (код О10..,0), так как счетчик 10 считает со старших разрядов (для этого младший разряд двоичного счетчика, например К155ИЕ7, принимается за старший и т,д., а старший разряд - за младший). Код.010...О с выхода счетчика 10 проходит через сумматор 13 без изменения (содержимое счетчика 24 равно нулю) и поступает в ЦАП 19, который формирует соответствующее ему напряжение. Появившись на выходе элемента 12 задержки, импульс переполнения изменяет состояние триггера 17 на противоположное, т,е, переводит его из состояния 1 в состояние О, переключая тем самым коммутаторы 22 и 23 в исходное состояние. После формирования двух сканирующих строк (горизонтальной и вертикальной) для нового содержимого счетчика 10 (кода 010..,0) формируются сканирующие строки и для последующих его состояний (коды 110... 0,0010.. ,0, 1010. , ,0 и т.д,).

В процессе сканирования считывае- 45 мого кадра изображение подсвеченного светового пятна переносится объективом 31 с экрана ЭЛТ 30 в поле носителя 32 информации, а объектив 33 (конденсор).- формирует изображение 50 ВЫХОДНОГО зрачка объектива 31 на светочувствительной поверхности ФЭУ 34. Световой поток точечного пятна, модулированный плотностью почернения считываемого изображения, улавливает- 55 ся ФЭУ 34, усиливается усилителем- формирователем 35 и, если светово поток попал на изображение, преобразуется Б видеосигЕ1ал, который с выхода усилителя-формирователя 35 посту35

40

0

5

0

5

30

ка, делящая поле кадра изображения в вертикальном направлении. При этом сканирующие строки не пересекаются. Очередной импульс переполнения устанавливает триггер 18 в состояние О, обнуляет счетчик 24, поступает (через элемент ИЛИ 4) на вход элемента 3 задержки и на вход элемента 12 задержки, а через элемент И 9 (так как триггер 17 находится в состояние 1) приходит на счетный вход счетчика 10 кадров и устанавливает в нем новое содержимое (код О10..,0), так как счетчик 10 считает со старших разрядов (для этого младший разряд двоичного счетчика, например К155ИЕ7, принимается за старший и т,д., а старший разряд - за младший). Код.010...О с выхода счетчика 10 проходит через сумматор 13 без изменения (содержимое счетчика 24 равно нулю) и поступает в ЦАП 19, который формирует соответствующее ему напряжение. Появившись на выходе элемента 12 задержки, импульс переполнения изменяет состояние триггера 17 на противоположное, т,е, переводит его из состояния 1 в состояние О, переключая тем самым коммутаторы 22 и 23 в исходное состояние. После формирования двух сканирующих строк (горизонтальной и вертикальной) для нового содержимого счетчика 10 (кода 010..,0) формируются сканирующие строки и для последующих его состояний (коды 110... 0,0010.. ,0, 1010. , ,0 и т.д,).

35

40

В процессе сканирования считывае- мого кадра изображение подсвеченного светового пятна переносится объективом 31 с экрана ЭЛТ 30 в поле носителя 32 информации, а объектив 33 (конденсор).- формирует изображение ВЫХОДНОГО зрачка объектива 31 на светочувствительной поверхности ФЭУ 34. Световой поток точечного пятна, модулированный плотностью почернения считываемого изображения, улавливает- ся ФЭУ 34, усиливается усилителем- формирователем 35 и, если светово поток попал на изображение, преобразуется Б видеосигЕ1ал, который с выхода усилителя-формирователя 35 поступает в регистр 29 и записывает в него координаты (содержимое счетчика 8 и результат с выхода сумматора 13), соответствующие этому световому пятну.

При распознавании чертежа в любой из моментов времени на вход 37 устройства поступает сигнал выключения, который проходит через элемент ИЛИ 2 и устанавливает триггер 5 в состояние О, что закрывает элемент И 7. Таким образом, процесс считывания прекращается гораздо быстрее, чем окончится сканирование всего поля изображения.

Если же сигнал выключения не поступает, то по окончании процесса сканирования, кадра изображения, что соответствует коду 00...01 числа один (единица в младшем разряде) счетчика 10 кадров, на выходе подключенного к нему дешифратора 6 появляется сигнал, который также проходит через элемент ИЛИ 2 и сбрасывает в триггер 5. В результате считывание прекращается автоматически.

Использование предлагаемого устройства позволяет исключить погрешность считывания при определении координат с второй строки растра, кото- Q первого и второго координатных усирая имеет место в известном устройстве. Для этого осуществляется цифровое управление перемещением сканирующего растр- элемента с одной строки растра на другую при формировании сканирующей строки.

Кроме того, использование для этого одного и того же ЦАП 19 обеспечивает точность перехода растр- элемента при перемещениях, а следовательно, вход второго элемента И соединен с

и точность считывания.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее первьш 45 триггер, первый и второй установочные входы которого соединены соответственно с выходами первого элемента ИЛИ и первого элемента задержки, а выход подключен к первому входу gQ первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, счетчик строк, счетный вход которого подключен к выходу пер- |Вого элемента И и соединен с входом gg второго элемента задержки, а первый выход подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ и второго элемента И и к входу третьего элепервым выходом второго триггера, второй установочный вход которого, соединенный с первым управляющим вх дом устройства, подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого элемента задержки, третий вход первого элемента ИЛИ является вторым управляющим входом устройства, выхо дом которого является выход регистр отличающееся тем, что, с целью повьшения точности устройства оно содержит счетчик импульсов, чет вертый элемент задержки, третий ком мутатор и четвертьш элемент ИЛИ, вх ды которого подключены к выходу пер вого элемента И, и к первому выходу |Счетчика строк, а выход соединен с вторым установочным входом третьего

мента задержки, выход которого соединен с первым установочным входом второго триггера, третий элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго элементов задержки, а выход соединен с входом формирователя сигналов, электронно-оптичес0 кий преобразователь, модулирующий вход и первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к выходам формирователя сигналов и первого и второго координатных

5 усилителей, а выход соединен с входом записи информации регистра, счетчик кадров, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход соединен с входом дешифраQ тора, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, первый и второй коммутаторы, первые и вторые информационные входы и первые и вторые управляющие входы которых

5 соединены соответственно с выходами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с первьм и вторым выходами второго триггера, а выходы подключены соответственно к входам

5

лителей, сумматор и третий триггер, первый установочный вход которого является первым управляющим входом устройства и соединен с установочными входами счетчика кадров и счетчика строк, второй выход которого подключен к входу первого цифроаналого- вого преобразователя и к первому информационному входу регистра, второй

первым выходом второго триггера, второй установочный вход которого, соединенный с первым управляющим входом устройства, подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого элемента задержки, третий вход первого элемента ИЛИ является вторым управляющим входом устройства, выходом которого является выход регистра отличающееся тем, что, с целью повьшения точности устройства, оно содержит счетчик импульсов, четвертый элемент задержки, третий коммутатор и четвертьш элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходу первого элемента И, и к первому выходу |Счетчика строк, а выход соединен с вторым установочным входом третьего

триггера и входом четвертого элемента задержки, выход которого и выходы третьего триггера подключены к входам третьего коммутатора, выходы которого соединены с управляющими входами счетчика импульсов,- установочный вход которого подключен к первому управляющему входу устройства, а второй информационный вход регистра соединен с входом второго цифроаналогового преобразователя и выходом сумматора первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам счетчика импульсов и счетчика кадров,

Фцг.1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при считывании информации с графических носителей (например, микрофильма). Целью изобретения является повышение точности устройства за счет устранения погрешности при определении координаты в момент считьшания информации с второй строки растра. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, два элемента И, три элемента ИЛИ, три элемента задержки, счетчики строк и кадров, три триггера, дешифратор, сумматор, два цифроаналоговых преобразователя, два коммутатора, формирователь сигналов, два координатных усилителя, регистр, электронно- оптический преобразователь, введены четвертый элемент ИЛИ, третий коммутатор, четвертьй элемент задержки и счетчик импульсов. 2 ил. с (Л со со со О5 о ел

С,канирун1ща строка 3

Сканирующая строка /

Редактор А. Ворович

Составитель Т. Ничипорович

Техред В.Калар Корректор Н. Король

Заказ 4225/41Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уп, Проектная, 4

Снанир(/ющп строка 2

-Пврдая строка

растра Вторая строка

растра