Устройство для считывания графической информации Советский патент 1990 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам ручного считывания информации с последующим распознаванием, и может быть использовано для автоматизации ввода графической информации в ЭВМ.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности определения координат сложных изображений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства;на фиг. 2 - схема блока определения координат; на фиг, 3 - схема блока согласования; на фиг.4 - схема блока оптико-электронного преобразования; на фиг. 5 - схема све- тоделительного блока и формирователей видеосигналов; на фиг. 6 - логическая схема логического фильтра цветности; на фиг. 7 - схема интерполятора; на

.фиг. 8 - схема блока вьщачи координат.

Устройство содержит блок I оптико- злектронного преобразования сигналов, вьтолненный в виде оптической головки, первый счетчик 2, генератор 3 импульсов, блоки 4 и 5 определения координат, блок 6 согласования, интерполятор 7, блок 8 выдачи координат и блок 9 индикации.

Блок определения координат (фиг.2) содержит элемент 10 задержки, первую 11, 12, вторую 13, 14 группы элементов И, элемент ПК 15, первый элемент И 16, первый элемент ИЛИ 17, первый триггер 18, диф4)еренцирующий элемент 19, второй 20 и третий 21 триггеры, третью группу элементов 22, 23 И, второй элемент ИЛИ 24, регистр 25, первый сумматор 26, четвертую группу 27 элементов И, первьш счетчик 28,

05 О 65 X)

(Х

31606980

второй элемент И 29, элемент 30 задержки группы, четвертый триггер 3, элеЫент И 32 пятой группы, второй счетчик-33, мультиплексор 34, второй сумматор 35, элемент И 36 пятой группы, третий счетчик 37, шестую группу 38 элементов И, элемент 39 задержкио Блок согласования (фиг. 3) содержит первый 40 и второй 41 элементы И, ю первый элемент 42 задержки, элементы 43 и 44 з 1держки группы, счетчик 45, группу элементов И 46, сумматор 47, мультиплексор 48, сче г-чики 49 и 50 и элемент 51 задержки, вьтолненный 15 в виде распределителя импульсов.

Блок оптико-электронного преобразования (фиг. 4,) содержит светоделИ- тельный блок 52, формирователи 53 и 54 видеосигналов, фильтры 55 и 56, элемент ИЛИ 57, фильтры 58 и 59, пороговые элементы 60 и 61, элемент ИЛИ 62, триггер 63, элемент И 64, элемент НЕ 65 и ключ 66, выполненный в виде кнопочного выключателя.

Светоделительнь1Й блок (фиг. 3.) содержит объектив 67, светоделит(шь- ный элемент 68 (зеркало), отражательный элемент 69 (зеркало), фильтры 70 и 71 и линзы 72 и 73.30

Формирователь видеосигналов (фиг. 5) содержит фотозатвор 74, светочувствительные элементы 75, разрешающий затвор 76., сдвиговый регистр

20

25

по спектру на две спектральные комп ненты с разными длинами волн. Если формирователи 53 и 54 видеосигналов избирательно чувствительны соответс венно к спектрам вертикальных и гор зонтальных полос трафарета, то филь ры 70 и 71-не нужны.

Поскольку группы параллельных по лос транспаранта вьшолнены разными дветами, то каждый из фильтров в ре зультате дискретизации спектра проп кает изображения элементов линий од ной какой-либо группы полос и элеме тов графических изображений, имеющи широкие спектральные излучения.

Каждый из двух световых потоков направляется через линзы 72 и 73 на входы линейных формирователей 53 и видеосигналов соответственно.

На распределит.ель 79 импульсов о счетчика 2 подаются тактовые импуль сы, в результате чего схема управле ния вырабатывает на своих выходах, связанных с элементами линейного фо мирователя видеосигналов, импульсы, управляющие работой элементов форми вателя.

Световой поток, несущий информацию о считываемом графическом изображении и линиях координатной сетки проецируется на фотозатвор 74. При подаче на фотозатвор 74 разрешающег потенциала в светочувствительных

шающии затаир /v, ,i.-.t- , выходной элементов, распредели- 35 элементах 75 происходит накопление

., л-п trtJtTv Г о Ci T / TJf r tTnnfl - ГТПР.

тель 79 импульсов и усилитель ВО.

Логический фильтр (фиг„ 6) содержит пороговые элементы 81-84, элементы И 85-87, элементы ИЛИ 8В и 89.

Интерполятор (фиг. 7) содержит 40 регистры 90 и 91, сумматор 92,элементы И 93 и 94.

Блок выдачи координат (фиг. 8) содержит счетчики 95 и.96, группу элементов И 97.45

Устройство работает следующим образомс

Световой поток от носителя графического изображения и транспаранта направляется объективом 67 (фиг,, 5) на светоделительное зеркало 68, разделяющее световой поток на два потоки. Первый поток направляется на фильтр 70, второй - на зеркало 69, изменяющее направление падающего на . него светового потока и направляюще- го световой поток на фильтр 71. Фильт- .ры 70 и 71 осуществляют дискретизацию воздействующего на них

50

генерированных светоносителей. Посл завершения процесса накопления на решающий затвор 76 подают потенциал разрешающий одновременную передачу зарядовых пакетов всех элементов н электроды сдвигового регистра 77. ка длится следующий период накопле ния, сдвиговый регистр 77 под дейс вием поступающих на его входы от р пределителя 79 импульсов считьшает выдает на вход выходного элемента 78 поступившие в него зарядовые па кеты.- Считывание информации с выхо сдвигового регистра осуществляется подачей на выходной затвор выходно элемента 78 импульсов считывания с выхода распределителя 79 импульсов Записанная в регистр 77 информация выдается по тактам на выход выходн элемента 78, усиливается усилителе 80 и вьщается на выход линейного ф мирователя, связанного с входом электрического фильтра цветности 55 (56),

5

0

0

5

по спектру на две спектральные компоненты с разными длинами волн. Если формирователи 53 и 54 видеосигналов избирательно чувствительны соответственно к спектрам вертикальных и горизонтальных полос трафарета, то фильтры 70 и 71-не нужны.

Поскольку группы параллельных по- , лос транспаранта вьшолнены разными дветами, то каждый из фильтров в результате дискретизации спектра пропускает изображения элементов линий одной какой-либо группы полос и элементов графических изображений, имеющих широкие спектральные излучения.

Каждый из двух световых потоков направляется через линзы 72 и 73 на входы линейных формирователей 53 и 54 видеосигналов соответственно.

На распределит.ель 79 импульсов от счетчика 2 подаются тактовые импульсы, в результате чего схема управления вырабатывает на своих выходах, связанных с элементами линейного формирователя видеосигналов, импульсы, управляющие работой элементов формирователя.

Световой поток, несущий информацию о считываемом графическом изображении и линиях координатной сетки, проецируется на фотозатвор 74. При подаче на фотозатвор 74 разрешающего потенциала в светочувствительных

-элементах 75 происходит накопление

., л-п trtJtTv Г о Ci T / TJf r tTnnfl - ГТПР.

5

.

0

генерированных светоносителей. После завершения процесса накопления на разрешающий затвор 76 подают потенциал, разрешающий одновременную передачу зарядовых пакетов всех элементов на электроды сдвигового регистра 77. Пока длится следующий период накопления, сдвиговый регистр 77 под действием поступающих на его входы от распределителя 79 импульсов считьшает и выдает на вход выходного элемента 78 поступившие в него зарядовые пакеты.- Считывание информации с выхода сдвигового регистра осуществляется подачей на выходной затвор выходного элемента 78 импульсов считывания с выхода распределителя 79 импульсов. Записанная в регистр 77 информация выдается по тактам на выход выходного элемента 78, усиливается усилителем 80 и вьщается на выход линейного формирователя, связанного с входом электрического фильтра цветности 55 (56),

Оба линейных формирователя 53 и 54 видеосигналов работают синхронно, при этом тактовые импульсы сдвига информации в сдвиговом регистре 77 одного из формирователей подаются на входы блоков 4 и 5 определения координат (фиг. 1) и блока 6 согласования.

После выдачи информации из всех разрядов сдвигового регистра описанный процесс преобразования информации повторяется.

Электрические фильтры 55 и 56 цветности (фиг. 6) осуществляют ам10

го входа интерполятора, будут проходить на выход того или иного логического элемента И 93 и 94, на вход разрешения . передачи содержимого связанного с ним регистра 90 (91).Содержимое одного регистра 90 (91) переносится в сумматор 92 до тех пор, пока знак содержимого cy iмaтopa 92 не изменится на противоположньш, после чего в сумматор 92 будет переноситься содержимое другого регистра 91 (90) до следующего изменения знака содержимого сумматора 92 и т.д. до тех пор

плитудную селекцию сигналов с последу-15 пока на третий вход интерполятора бу- ющей их логической обработкой, позво- дут поступать тактовые импульсы ляющей выделить из видеосигнала сиг- Количество импульсов, появившихся налы, соответствующие считываемым элементам линий координатной сетки и элементам графического изображения. 20

При поступлении видеосигнала на входы пороговых элементов 81-84 и при превьпцении заданных уровней срабатывания этих элементов на их выходах по25

35

являются сигналы, поступающие на входы логических элементов И 83-87/ В зависимости от состояния сигналов на входах.этих элементов, вырабатываются импульсы, соответствующие чистым и комбинированным (смешанным) сигналам ЗО цветности. После распределения с помощью логических элементов ИЛИ 88 и

89сигналов по каналам на выходах этих элементов, связанных с входами фильтров 55 и 56 цветности, появляются сигналы, соответствующие сигналам считывания элементов координатной сетки и элементам графического изображения .

Входной информацией для интерполятора является величина проекций интерполируемого отрезка.

Перед началом работы регистры 90 и 91 (фиг. 7) и сумматор 92 обнуляются. Затем при подаче сигнала на пятый вход интерполятора в регистры

90и 91 вводятся значения проекций интерполируемого отрезка на оси координат. В зависимости от знака содержина выходах лопиеских элементов И 93 и 94 и на соответствующих им выходах интерполятора, будет пропорционально координате текутцей точки, лежащей либо на самом отрезке, заданном своими проекциями, либо Е ближайшей к отрезку узловой точке.

Перед началом работы на считываемое изображение накладывают прозрач- ньй транспарант с нанесенными па него двумя гругтами параллельных линий, образующих сетку с квадратными ячейками, при этом каждая HJ групп выполнена цветом, отличающимся от цвета другой группы линий, Транспарант закрепляется на носителе ипфогмации и сохраняет свое положение в течение процесса считывания.

40

мого сумматора 92 на одном из входов логических элементов И 93 и 94 присутствует разрешаюпщй потенциал. Если содержимое сумматора положительно или равно нулю, разрешающий потенциал присутствует на входе логического элемента И 93, если отрицательно - на входе логического элемента И 94, поэтому тактовые импульсы, приходящие на другие входы этих элементов с третьеВ процессе считывания информации считывающая головка перемещается вручную с помощью возвратно-поступатель- .ных движений без отрыва от поверхности транспаранта над cчитывae ым участком графического изображения. Перемещения осуществляются под углом 45 к оси координатной системы транс- 45 паранта с нанесенной на него сеткой с визуальным контролем допустимого угла отклонения, зависящего шага координатной сетки и величины проекции на транспарант рабочей части ли50 нейного формирователя ввдеосигналов, Возвратно-поступательные дв1даения появоляют перекрыть необходимую площадь считьшаемого участка графического изображения. Проекция одного из

55 концов линейного формирователя видеосигналов на поверхность носителя или транспаранта в месте первоначального касания считывающей головки является началом системы отсчета координат.

го входа интерполятора, будут проходить на выход того или иного логичес , кого элемента И 93 и 94, на вход разрешения . передачи содержимого связанного с ним регистра 90 (91).Содержимое одного регистра 90 (91) переносится в сумматор 92 до тех пор, пока знак содержимого cy iмaтopa 92 не изменится на противоположньш, после чего в сумматор 92 будет переноситься содержимое другого регистра 91 (90) до следующего изменения знака содержимого сумматора 92 и т.д. до тех пор.

пока на третий вход интерполятора бу- дут поступать тактовые импульсы Количество импульсов, появившихся

15 пока на третий вход интерполятора бу- дут поступать тактовые импульсы Количество импульсов, появившихся 20

25

35

ЗО

на выходах лопиеских элементов И 93 и 94 и на соответствующих им выходах интерполятора, будет пропорционально координате текутцей точки, лежащей либо на самом отрезке, заданном своими проекциями, либо Е ближайшей к отрезку узловой точке.

Перед началом работы на считываемое изображение накладывают прозрач- ньй транспарант с нанесенными па него двумя гругтами параллельных линий, образующих сетку с квадратными ячейками, при этом каждая HJ групп выполнена цветом, отличающимся от цвета другой группы линий, Транспарант закрепляется на носителе ипфогмации и сохраняет свое положение в течение процесса считывания.

В процессе считывания информации считывающая головка перемещается вручную с помощью возвратно-поступатель- .ных движений без отрыва от поверхности транспаранта над cчитывae ым участком графического изображения. Перемещения осуществляются под углом 45 к оси координатной системы транс- паранта с нанесенной на него сеткой с визуальным контролем допустимого угла отклонения, зависящего шага координатной сетки и величины проекции на транспарант рабочей части линейного формирователя ввдеосигналов, Возвратно-поступательные дв1даения появоляют перекрыть необходимую площадь считьшаемого участка графического изображения. Проекция одного из

концов линейного формирователя видеосигналов на поверхность носителя или транспаранта в месте первоначального касания считывающей головки является началом системы отсчета координат.

to

16069808 .

(фиг. 5)., которые по амплитуде поступающих на них с линейных формирователей 53 и 54 ввдеосигналов определяют принадлежность электрического сигнала их оптическому эквиваленту. В результате этого на выходах фильтров 55 и 56 цветности (фиг. 6), связанных с первыми входами блоков 4 и 5 опреде- ле;ния координат (фиг. ), появляются сигналы, вызванные элементами соот- В€;тствующей линии координатной сетки, а на других выходах - элементами счи- тьшаемого графического кзображения.

Устройство содержит два одинаковых блока 4 и 5 определения координат V и X начальной (опорной) точки линейного формирователя видеосигналов, принципы работы которых одинаковы, поэтому рассмотрим работу лишь одного блока.

В связи с тем, что в исходном состоянии в сумматор 47 (фиг; 3) занесена минус единица, на прямом выходе знакового разряда сумматора и связанном с ним входе логического элемента И 40 присутствует разрешающий потенциал, поэтому тактовые сигналы опроса светочувствительных элементов, посту15

20

от которого отсчитьшается перемещение

головки.

При касании считьшакяцей головки

поверхности транспаранта нажимается

концевой кнопочный выключатель 66

(фиг. А), контакты его замыкаются,

триггер 63 переключается в инверсное

состояние и сигналом с инверсного выхода (связи на схеме ие показаны)

устанавливает триггеры 18, 20 и 21 (фиг. 2), счетчики 28, 33 и 37, сунматоры 26 и 35 в состояние нуля, в

сумматоре 47 (фиг. 2) устанавливается

минус единица, в счетчике 45 во всех разрядах устанавливается единица, регистры и сумматор интерполятора 92 (фиг, 7) устанавливаются в нулевое состояние. В регистр 25 (фиг.2) перед началом работы должно быть занесено значение числа, равное удвоенному значению шага координатной сетки.

С помощью светочувствительной системы световой поток, поступающий че- рез объектив 67 (фиг. 5) от считывае-25 мого изображения и транспаранта, разделяется по спектру на два световых потока, каждый из которых проецируется ня с-кпю линейку светочувствительных - ifr :;.г f r:rr rJLго на каждом из светочувствительных элементов линейки происходит накопление генерированных светом носителей зарядов, причем в результате светоде-35 ления в одной линейке линейного формирователя ёидеоситналов накопление зарядов вызьшается фоном, элементами изображений и элементами линий координатной сетки, выполненных одним дО цветом, а в другой линейке - фоном, элементами изображения и элементами линий координатной сетки, вьшопненной другим цветом. Величина накопленных

кйго элемента И 40 проходят, через него счетчика 45, подсчитывающего количество поступающих на его вход импульсов, соответствующих числу опрошенных светочувствительных элементов линейки формирователя 53 видеосигналов.

Поскольку в исходном состоянии во всех разрядах счетчика 45 записана .единица, то первьш из поступающих на вход счетчика импульсов вызывает его переполнение. Переполнение счетчика возникает также и в конце каждого

nnVFHM ИВетим. оеличипо t4..v..--„„„,,

в1т увствительньп.ш элементами заря-45 никла опроса линейки светочувстви- i,Bt;iu4yoi,iDr„,„„,,,.1 опрмрнтпт.. ИМПУЛЬС, возник

дов пропорциональна распределению освещенности, созданному, на поверхности линейки, при этом элементы лшшй разной цветности вызывают р азную величину накопленных зарядов, которьм со-50 ответствует разная величина амплитуды считываемого с линейки сигнала. Тактовая частота работы линейных формирователей 53 и 54 видеосигналов задаётся поступающими от генератора 3 55 (фиг. 1) через счетчик 2 импульсами. Дальнейшее разделение сигналов по .цветности осуществляется электрическими фильтрами 55 (56) цветности

тельных элементов. Импульс, возникаю- илий на выходе счетчика 45, устанавливает в сумматоре 47 значение числа, равное минус единице, счетчики 95 и 96 (фиг. 8), 49 и 50 (фиг. 3), регистры и накопительные элементы интерполятора (фиг. 7) устанавливаются этим 1г1мпульсом в нулевое состояние, а триггер 31 (фиг. 2) переводится в про- тив.оположное исходному состояние. Далее импульс переполнения поступает на шестые входы блоков 4 и 5 определения координат (фиг. -Он далее на входы логических элементов И П и 12

:;.г f r:rr rJLкйго элемента И 40 проходят, через него счетчика 45, подсчитывающего количество поступающих на его вход импульсов, соответствующих числу опрошенных светочувствительных элементов линейки формирователя 53 видеосигналов.

Поскольку в исходном состоянии во всех разрядах счетчика 45 записана .единица, то первьш из поступающих на вход счетчика импульсов вызывает его переполнение. Переполнение счетчика возникает также и в конце каждого

„„„,,

никла опроса линейки светочувстви- „,„„,,,.1 опрмрнтпт.. ИМПУЛЬС, возник

никла опроса линейки светочувстви- „,„„,,,.1 опрмрнтпт.. ИМПУЛЬС, возник

тельных элементов. Импульс, возникаю- илий на выходе счетчика 45, устанавливает в сумматоре 47 значение числа, равное минус единице, счетчики 95 и 96 (фиг. 8), 49 и 50 (фиг. 3), регистры и накопительные элементы интерполятора (фиг. 7) устанавливаются этим 1г1мпульсом в нулевое состояние, а триггер 31 (фиг. 2) переводится в про- тив.оположное исходному состояние. Далее импульс переполнения поступает на шестые входы блоков 4 и 5 определения координат (фиг. -Он далее на входы логических элементов И П и 12

(фиг о 2) и через элемент 10 задержки на вход логического элемента И 16 каждого из блоков 4 и 5 определения координат„

В зйвисимости от времени поступления сигналов на входы элементов И 11 и 12 (фиг. 2) с первого и шестого входов блока определения координа различают неодновременньй и одновре- менньй приходы сигналов,

При неодновременном приходе сигналов на входе логического элемента И 11, связанном через элемент НЕ 15 с входом логического элемента И 16, присутствует разрешающий потенциал, поэтому импульс, поступающий с шестого входа блока определения координат через элемент 10 задержки, через логический элемент И 16 на вход триг- , гера 18, переводит его в единичное состояние. В результате этого на выходе логического элемента И 22, свя- занном с прямым выходом триггера 18, появляется разрешающий потенциал и импульсы,.поступающие на второй вход логического элемента И 22 с второго входа блока определения координат, проходят через логические элементы И 2 и ИЛИ 2/ на вход регистра 25, разрешая передачу содержимого регистра 25 в обратном коде в сумматор 26, Последний суммирует поступающие на его вход коды до тех пор, пока на

30 переключает его в единичное состояние с выдачей разрешающего потенциала на разрешающий вход логического элемента И 14. Поэтому третий импульс, поступающий с выхода линейного формиров

вход триггера 18 с первого входа бло- теля 53 видеосигналов, проходит на

ка определения координат не придет сигнал, переводящий триггер 18 в инверсное состояние. При этом потенциал на прямом его выходе блокирует прохожвыход логического элемента И 14 и переключает триггеры 20 и 21 в нуле-вое состояние, в результате чего логи ческий элемент И 23 закрывается и

дение импульсов через логический эле-40 прекращается поступление импульсов на

мент И 22.

Перепад напряжения, возникающий на инверсном выходе триггера 18 при его переключении, преобразуется с помощью дифференцирующего элемента.19 в им- 45 пульсный сигнал, который поступает на вход логического злемента ИЛИ 17.

При одновременном приходе сигналов с первого и щестого входов блока опвходы регистра 25 и счетчика 28.

В процессе нахождения триггера 20 в единичном состоянии счетчик 28 заполняется импульсами, поступающими на его вход с выхода линейного формирователя 53 видеосигналов. Количество перенесенных в счетчик 28 импульсов и количество переносов за это е время содержимого регистра 25 в сумматор

,-,.i.«iu«4 .-i.jri4«- vci -v о yMMclltJ

ределения координат 4 (5) разрешающий JQ 26 пропорционально удвоенному значепотенциал на выходе логического элемента НЕ 15 и входе логического элемента И 16 исчезает, тем самым блокируя прохождение сигнала через логический элемент И 16.

Одновременный приход сигналов на входы логического элемента И 12 приводит к появлению на его выходе, а следовательно, и на входе логическонию отрезка, отсекаемого двумя линиями координатной сетки на проекции линейки светочувствительных элементов на поверхность транспаранта. Такое же 55 количество импульсов поступает и на вход регистра 25. Кроме того, за время нахождения триггера 18 в единичном состоянии на вход регистра 25 дополнительно поступает количество им1606980

10

го элемента ИЛИ 1 7, импульсного сиг. нала.

Сигналы, поступающие с вькода логн- ческого элемента ШШ 17 на вход триггера 20, переключают его в единичное состояние, и на входах логических элементов И 13 и 23, связанных с прямым выходом этого триггера, появляQ ется разрешающий потенциал. В результате этого импульсы, поступающие на второй вход логического элемента И 23 с второго блока определения координат, начинают поступать на вход счетчика

5 28 и через логический элемент ИЛИ 24 на вход регистра 25, вызывая перенос содержимого регистра в обратном коде в сумматор 26. Поскольку с переключением триггера 20 в .единичное состояQ ние на входах логического элемента И 13, связанных с прямым выходом этого триггера и инверсным выходом триггера 21, присутствуют разрешающие потенциалы, то второй импульс, поступающий с выхода линейного формирователя 53 видеосигналов на первый вход блока определения координат и вход логического элемента И 13, проходит через этот элемент на вход триггера 21 и

0 переключает его в единичное состояние с выдачей разрешающего потенциала на разрешающий вход логического элемента И 14. Поэтому третий импульс, поступающий с выхода линейного формирова5

теля 53 видеосигналов, проходит на

теля 53 видеосигналов, проходит на

выход логического элемента И 14 и переключает триггеры 20 и 21 в нуле-вое состояние, в результате чего логический элемент И 23 закрывается и

прекращается поступление импульсов на

прекращается поступление импульсов на

входы регистра 25 и счетчика 28.

В процессе нахождения триггера 20 в единичном состоянии счетчик 28 заполняется импульсами, поступающими на его вход с выхода линейного формирователя 53 видеосигналов. Количество перенесенных в счетчик 28 импульсов и количество переносов за это е время содержимого регистра 25 в сумматор

,-,.i.«iu«4 .-i.jri4«- vci -v о yMMclltJ

26 пропорционально удвоенному значе26 пропорционально удвоенному значению отрезка, отсекаемого двумя линиями координатной сетки на проекции линейки светочувствительных элементов на поверхность транспаранта. Такое же количество импульсов поступает и на вход регистра 25. Кроме того, за время нахождения триггера 18 в единичном состоянии на вход регистра 25 дополнительно поступает количество импульсов, пропорциональное величине проекции отрезка линейки светочувствительных элементов на поверхность транспаранта от начала линейки до пе- ресечения с первой линией координатной сетки, ч каждый импульс, nocTyina- ющий на управляющий вход регистра 25, вызьшает перенос в обратном коде содержимого регистра, пропорциональ- ного удвоенному значению расстояния между линиями координатной сетки, в сумматор 26, в результате чего в нем накапливается некоторое отрицательное число, признаком которого является наличие сигнала-на прямом выходе знакового разряда cyi tMaTopa, соединенного с входом логического элемента И 29с

После перевода триггеров 18 и 20 в нулевое состояние на всех разреша- ющих входах-логического элемента И 29 присутствуют разрешающие пот:екцкагк, поэтому поступающие на вход логического элемента с генератора 3 импуль- сов (фиг« 1) и третьего входа блока 4 (5) определения координат сигналы проходят на его выход и поступают на управляющий вход группы 27 элементов И (фиг. 2), вызывая перенос содержимого счетчика 28 в. сумматор 26. При каждом таком переносе к отрицательному значен ш содержимого сумматора 26 доба.вляется положительное значение содержимого счетчика 28„ Этот процесс продолжается до тех пор, пока содержи мое о -мматора 26 не становится положительным и триггер знакового разряда сумматора не переключается в инверсное - нулевое состояние, что приводит к исчезновению разрешающего потенциала на входе логического элемента И 29, соединенном с прямым; выходом этого триггера, и прекращению переноса содержимого счетчика 28 в сумматор 26,,

Количество импульсов переноса, появившееся на выходе логического элемента И 29, пропорционально координате на:чальной точки линейки относително одной из линий координатной сетки При этом начальная точка проекции линейки на поверхность транспаранта, определяемая моментом касания считывающей головки поверхности транспаранта, принимается в дальнейшем за нулевую координату или за начало . системы отсчета координат. Подобная процедура определения координат начальной точки проекции линейки на

поверхность транспаранта повторяется в каждом цикле опроса всех элементов светочувствительной линейки.

Информация о значении координаты начальной точки в циклах опроса служит основной для определения величины перемещения начальной точки в период между двумя последовательными циклами, определяемой как разность координат в текущий и предыдущий моменты опроса. Сумма таких элементарных перемещений дает общую траекторию перемещения начальной точки. Осуществляется это следующим образом

Последовательность импульсов с выхода логического элемента И. 29 поступает на входы логических элементов И 32 и 36 и в зависимости от состояния триггера 31 проходит на выход одного из логических элементов и на соответствующие входы счетчиков 33 и 37. Поскольку перед началом кадра триггер 31 импульсом переполнения счетчика 45 (фиг. 3) переведен в нулевое состояние, разрешающий потенциал присутствует на входе логического элемента И 36 (фиг. 2) и импульсы, поступающие на его вход, проходят соответственно на суммирующий и вычитающий входы счетчиков 33 и 37. При поступлении на вход триггера 31 перед началом следующего цикла импульса переполнения со счетчика 45 (фиг. 3) триггер 31 (фиг. 2) переводится в единичное состояние и перепад напряжения, возникающий на единичном выходе триггера 31, поступает на управляющий вход мультиплексора 34, разрешает передачу содержимого счетчика 33 в сумматор 35 и после прохождения через элемент 30 задержк переводит счетчик 33 в нулевое состоние В конце первого цикла опроса линейки светочувствительных элементо линейного формирователя видеосигнало счетчик 45 (фиг с 3) переполняется и Зс1держанный сигнал с первого выхода распределителя 51 импульсов переводи тр1;1ггер 63 (фиг. 4) в единичное состояние. Перепад напряжения, возникающий при переключении этого триггера обнуляет содержимое сумматора 35 (фиг. 3),что соответствует установке нулевой начальной кс5ординаты начальной точки линейки светочувствителькь

160698014

.Элементов. Поскольку триггер 63 линейки светочувствительных элементов. (фиг. 4) переключается один раз в -, Эти зпачени:я чисел последовательно конце первого цикла в начале процес- переносятся в сумматор 35, суммиру- са считывания информации, то и сумма- ются им к формир-уют значение текущей

координаты начальной точки линейки светочувствительных элементов в дан- й;й момент времени. Аналогичным образом формируемся значение г текущей t jQ координаты во втором блоке определения косрд1шат (фиг« I),

тор 35 (фиг, 2) также обнуляется один раз в начале процесса считывания:, В последующие моменты времени в нем идет накопление приращений координат, т.е. осуществляется последовательное отслеживание траектории перемещения начальной точки считывающей головки.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для автоматизации ввода графической информации. Цель изобретения состоит в расширении области применения устройства за счет возможности определения координат сложных изображений. Это достигается путем использования послойного сетчатого поля из ортогонально расположенных красных и синих полос, что достигается введением группы элементов И, группы счетчиков, второго счетчика, сумматора и четвертого элемента задержки. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

После переключения триггера 21 в единичное состояние разрешающий потенциал прикладывается к разрешающему входу ЛО1ГИЧЗСКОГО элемента И 38 и импульсы с выхода логического элемента И 29 проходят соответственно на вычитающий и суммирующий входы счетчиков 33 и 37,, В результате этог к концу второй серии импульсов, поступающей с выхода логического элемента И 32, в счетчике 37 находится разность между текущей и предыдущей координатами начальной точки линейки светочувствительных элементов. При переключении триггера 31 очередным импульсом, поступающим на его вход, перепад напряжения, возникающий на инверсном выходе триггера 3), поступает на управляющий вход мультиплексора 34 и приводит к переносу содержимого счетчика 37 s сумматор 35, После этого счетчик 37 обнуляется иМ пульсом, поступающим с элемента 39 задержки на его установочный вход, а содержимое сумматора 35 переносится в счетчик 95 (фиг. 6) блока 8 (фиг. 1) выдачи координат при поступлении на управляющий вход группы элементов И 38 (фиг. 2) импульса с второго выхода распределителя 51 им пульсов (фиг. 3). Этим же и myльcoм обнуляются счетчик 28 и сумматор 26, Подобная процедура переноса текущей координаты из сумматора 35 в блок 8 выдачи координат (фиг. 1) производится в конце каждого цикла опроса светочувствительных элементов линейки.

При последовательной коммутации пакетов импульсов на входы счетчиков 33 и 37 (фиг. 2) в этих счетчиках

соответственно к концу каждого нечет- 55 го содержш1ое на единицу. После усного и четного периодов коммутации триггера 3 накапливаются значения чисел, пропорциональные величине зле- ментаркьгх пер&мещен ; начальной точки

8

Блок 6 согласования осуществляет привязку oпpaшивae a X светочувствительных элементов линейки к работе интерполятора, используемого для опг раделения координат опрашиваемых элементов. Перед началом каждого цикла опроса линеЙАИ светочувст1;ительных элементов импульс переполнения счет- .;:1ка 45 (фиг. 3) устанавливает все накопительные элементы ( регистры 90, 91 и сумматор 92), интерполятор 7 и накопительные счетчики 95 и 96 блока

в нулевое состояние. После этог о импульсом, поступающ11м с первого выхода распределителя 51 импульсов (фиг, 3) на управляющий вход интерполятора 7 (фиГо ),связанный с входом разрешения приема в регистры 90 и 9 (фиг. 7) исходны : данных, в один иэ регистров 90 (91) интерполятора вводится значение содержимого счетчика 28 (фиг. 2) блока 4 (5) определения координат, после чего счетчик 28 блока 4 (5) обнуляется.импульсом, поступающим на установочнь й вход счетчика с второго выхода распределителя :-1мпульсов 5 (фиг. 3),а сам интерполятор после ввода в него исходных данных готов к работе.

Поскольку в исходном состоянии в сумматоре 47-устанавливается значение

45 числа, равное минус единице, на входе логического элемента И 40, соединенного с выходом знакового разряда сумматора 47, присутствует разрешающий потенциал, то импульс, совпадающий с

50 моментом считывания информации из светочувствительного элемента линейки и приходяпа1й на второй вход логического элемента И 40,,проходит через этот элемент на вход счетчика 45 и изменяет

тановления переход1а1х процессов в счетчике этот импульс через элемент задержки 42 поступает на втравляющий вход группы элементов И 46, разрешая

15

1606980

передачу удвоенного содержимого счетчика 45 в сумматор 47, Этот процесс, повторяется .каждый раз, если содерям- мое сумматора 47 отрицательно/Если при таком переносе, содерндамое сумматора 47 положительно шга равно нулю, разрешающий потешщал появляется на входе логического элемента И 41, связанном с инверсным выходом знакового .;. разряда триггера сум1 1атора 47., поэтому- импульс с выхода генератора 3 импульсов (фиг. 1) проходит через элемент на выход блока 6 согласования и на

вход.линейного интерполятора. Эти им- 15 нат (фиг. 1) значе гием координаты пульсы, поступающие на вход интер- начальной точки линейки и образуют

в каждьй момент времени значение те- ку1цей координаты опрашиваемого зле- мента относительно начальной точки 2G считывания в месте первоначального

полятора 7, являются тактовыми импульсами, определяющими тактовую частоту или темп работы интерполятора 7,

В зависимости от,исходных данньк,

касания считывающей головкой поверхности транспаранта,

Начал.ьное значение счетчиков 95 и 96 перед началом каждого кадра

введенных в регистры интерполятора 7J последний на каждый входной импульс вырабатывает на своих выходах один или два импульса перемещения по координатам X и Y. Эти импзшьсы через эле-25 (цикл опроса светочувствительных зле- менты 43 и 44 задержки (фиг, 3) по- ментов лрп ейки) обновляется, ступают соответственно да суммирующие входы счетчиков 49 и 50 и накапливаются в них,, формируя текущее

Видеоимпульсы, возникающие при считывании элементов графических изоб ражений на первых выходах фршьтров

значение координаты опрашиваемого све™зо 55 (56) цветности (фиг. 4), через

точувствр1тельного элемента линейки. Эти же импульсы с выходов интерполятора 7 (фиг, 1) пост 1т:ают на управляющие входы мультиплексора 48 передачи

дашшх (фиг. 3) и разрешают передачу ходят на выход устройства, на управ- удвоенного значен,ья содержимого со- вход группы элементов И 97 ответствующего счетчика 49 и 50 в обратном коде в сумматор 475 причем им(фиг, 8),разрешая выдачу значения считываемой координаты считываемого графического элемента со счетчиков

пульс, поступаюший на вход элемента

(фиг, 8),разрешая выдачу значения считываемой координаты считываемого графического элемента со счетчиков

43 задержки и связанный с ним мульти- д 95 и 96 на выход устройства. Значения

плексор 48,, управляет переносом содержимого счетчика 49 а импульс, .поступающий на вход элемента 44 задержки и связанньш с ним мультиплексор 48, управляет переносом содержимого счетчика 50. В результате таких переносов знак содержимого сумматора 47 изменяется на противоположный, логический элемент И 41 закрывается открывается .логический элемент И 40 и описанный процесс повторяется снова.

После окончания опроса всех эле- линейки счетчикн 49 и 50 импульсом переполнения, возникающим на выходе счетчика 45, счетчики 95 и 96 (фиг, 8), 49 и 50, сумматор 47 и накопительные элементы интерполятора 7 (фиг. О устанавливаются в исходное с остояние. На ка;кдьй ж-птульс опроса

56

элементов ячейки интерполятор 7 выдает на своих выходах строго определенное число импульсов по координатам X и Y. Число импульсов по каждой координате в каж;:1;ьй момент времени соответствует значению текуп ей координаты опрашиваемой ячейки относительно начала линейки светочувствительных элементов с Импульсы, поступающие на входы счетчиков 95 и 96, суммир уются с предварительно введенным в них с сумматоров 35 (фиг. 2) первого А и второго 5 блоков определения коордикасания считывающей головкой поверхности транспаранта,

Начал.ьное значение счетчиков 95 и 96 перед началом каждого кадра

(цикл опроса светочувствительных зле- ментов лрп ейки) обновляется,

(цикл опроса светочувствительных зле- ментов лрп ейки) обновляется,

Видеоимпульсы, возникающие при считывании элементов графических изображений на первых выходах фршьтров

логический элемент ИЛИ 57 поступают на вход логического элемента И 64 и, если на остальных входах его входов имеются разрешающие потенциалы, проходят на выход устройства, на управ- вход группы элементов И 97

(фиг, 8),разрешая выдачу значения считываемой координаты считываемого графического элемента со счетчиков

координат считываемых элементов используются в качестве относительных адресов памяти, где формируется образ считываемого участка исходного графического изображения 5 а видеосигналы, поступающие на выход устройства, являются сигналами разрешения записи в эту память.

Импульсные сигналы, возникающие в

процесса считывания цветных линий оординатной сетки на вторых выходах фильт-ров 55 (.56) цветности (фиг, 4),, поступают соответств энно на входы сглаживающих фнпьтров 58 и 59 и преобразуются в аналоговые сигналы, поступающие соответствен,.о на входы пороговых элементов 60 и 61,

При нормальном угле расположения линейки относительно линий координатной сетки, при котором минимальная из двух проекций линейки на координатные оси пересекает не менее трех линий, уровень аналогового сигнала на входах пороговых элементов 60 и 6 оказывается достаточно высоким. Этот уровень потенциала приводит к включению (срабатыванию) пороговых элементов 60 и 61. Малому уровню аналогового сигнала на выходе одного из сглаживающих фильтров 58 и 59 соответствует большой угол отклонения линейки, в результате чего один из пороговых элементов не срабатывает и на его инверсном выходе появляется высокий уровень сигнала, свидетельствующий о большом угле отклонения линейки, в то время как на инверсном выходе другого порогового элемента высокий уровень сигнала отсутствует. Сигналы с инверсных выходов пороговых элементов 60 и 61 объединяются с помощью логического элемента ИЛИ 62 и поступают на входы блока 9 индикации (фиг. 1). При соответствукнцем выборе порога срабатывания пороговых элементов 60 и 61 (фиг.4) высокий уровень сигнала, возникающий на их инверсных выходах, свидетельствует о приближении угла наклона считывающей головки к предельному углу.

Этот сигнал воспринимается блоком 9 индикации (фиг, 1), который сигнализирует оператору звуковым или световы сигналом о возникновении подобцрй ситуации, в результате чего оператор может скорректировать положение считывающей головки относительно линий координатной сетки. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 62 (фиг, 4)поступ ет также на вход элемента НЕ 65, инвертируется им и поступает на разрешающий вход логического элемента И 64, Наличие сигнала на выходе элемента НЕ 65 свидетельствует о правильном расположении светочувствительной линейки, а отсутствие - о неправильном расположении. Следовательно, сигналы с выхода элемента НЕ 65, поступающие на вход логического элемента И 64, будут блокировать передачу видеосигналов от считываемых элементов графи™ ческих изображений через логический элемент И 64 на управляюций вход группы элементов И 97 (фиг. 8) и препятствовать выдаче информации на выход устройства. Процесс отслеживания начальной координаты линейки при

этом не нарушается, и при возвращении линейки в правильное положение процесс вьздачи информации на выходе устройства возобновляется. Утерянная за время неправ шьного положения линейки информация может быть выдана на выход устройства при повторном сканировании несчитанного участка изображения, но уже с правильным по ложением линейки относительно линии координатной сетки. Величина угла . поворота линейки относительно линий координатной сетки в пределах допустимого угла определяется изменением уровня срабатывания пороговых элементов 60 и 61 (фиг. 4).

Назначение триггера 63 определяется необходимостью введения начальной установки всех элементов схемы перед началом работы в исходное состояние и вьзделения первого цикла, необходимого для первоначального заполнения накопительных элементов уст- 5 ройства, в течение которого выдача информации на выход устройства не производится. После окончания первого цикла задержанным импульсом переполнения счетчика 45 (фиг. 3), поступающим с первого выхода распределителя 51 импульсов на прямой вход триггера 63 (фиг. 4), триггер включается и выдает на вход связанного с ним логического элемента И 64 разрешающий потенциал, поддерживаемый в течение всего процесса считывания.

5

0

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1, Устройство для считывания графической информации, содержащее первый счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с тактирующим входом блока оптико-электронного преобразования сигналов, информационный вход которого является информационным входом устройства, блоки определения координат, тактирующие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, информационные входы подключены к первому и второму выходам блока оптико-электронного преобразования сигналов соответственно, третий и четвертый выходы которого соединены с синхронизирующими входами блоков определения координат, блок выдачи координат, информационные входы которого соединены с первыми выходами блоков

определения координат, управляющий вход подключен к пятому выходу блока оптико-электронного преобразования сигналов, интерполятор, информационные входы которого соединены с вто- выходами блоков определения координат, первый элемент И, один вход которого соединен с третьим выходом блока оптико-электронного преобразования, второй элемент И, один вход которого подключен к выходу генератор импульсов, мультиплексор, первый, второй и третий элементы задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит группу элементов И, один вход которых соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого подключен к выходу первого элемента И, группу счетчиков, счетные входы которьЬс подключены к выходам второго и третьего элементов задержки соответственно, входы которых соединены с соответствующими выходами интерполятора, выходы счетчиков группы подключены к информационным входам мультиплексора, управляющие входы которого соединены с выходами интерполятора, второй счетчик, счетньм вход которого подключен к выходу первого элемента И, один выход второго счетчика соединен с другим входом элементов И группы, а другой выход подключен к установочным входам счетчиков группы блока определения координат, интерполятора и блока выдачи координат, сумматор, информационные входы которого соединены с выходами мультиплексора и элементов И группы, синхронизирующий вход подключен к второму выходу второго счетчика, а выходы соединены с другими входами первого и второго элементов И, и четвертый элемент задерж ки, первый выход которого подключен к управляющим входам блоков определе . ния координат, второй выход соединен с синхронизирующими входами блока оптико-электронного преобразования сигналов и интерполятора, управляющи вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выходы подключены к синхронизирующим входам блока вьщачи координат.

0 другому входу первого триггера, второй триггер, единичньй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, нулевой вход подключен к выходу одного элемента И второй группы, пря5 мой выход соединен с другим входом второго элемента И второй группы, третий триггер, входы которого подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы,.а выходы

0 соединены с другими входами элементов И второй группы, третья группа элементов И, один -вход которых является первым синхронизирующим входом блока, другие входы подключены к прямым выходам первого и второго триггеров соответственно, а выходы соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу регистра, первый сумматор, информационные входы которого соединены с выходами регистра и элементов И четвертой , синхронизирующий вход является управляющим входом блока, а выход подключен к одному входу

5 второго элемента И, второй вход которого является тактирующим входом блока, третий и четвертый входы подключены к инверсным выходам первого и второго триггеров, а выход соединен с

0 одним входом элементов И четвертой руппы, первый .счетчик, счетный вход которого подключен к выходу одного, элемента И третьей группы, нулевой вход соединен с управляющим входом

5 устройства, а выход подключен к другому входу элементов И четвертой группы, четвертш ; триггер, счетный вход которого соединен с -установочным входом блока, а выходы подключены к вхо5

0

дам элементов задержки группы соответственно, к одним входам элементов И пятой группы, другие входы которых соединены с выходом второго элемента И, второй и третий счетчики, счетные и синхронизирующие входы которых подключены к выходам соответствующих элевходам мультгашексора, управляющие входы которых подключены к выходам четвертого триггера, а выход подключен к информагщонному входу второго сумматора, синхронизирующий вход которого является вторым синхронизирующим входом блока, а выход соединен с одним входом элементов И шестой

ментов И пятой группы, установочные

входы соединены с выходами соответст- Q группы, другой вход которых подключен вующих элементов задержки группы, а к управляющему входу блока, а выход выходы подключены к информационным является выходом блока.

входам мультгашексора, управляющие входы которых подключены к выходам четвертого триггера, а выход подключен к информагщонному входу второго сумматора, синхронизирующий вход которого является вторым синхронизирующим входом блока, а выход соединен с одним входом элементов И шестой

С0иг.1

фиг.2

Фиг.

5)

I . I Л

Li I g2 |жш

J5W|

87

(iU&6

Фиг.8