Устройство для считывания графической информации с экрана электронно-лучевой трубки Советский патент 1990 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству для считывания графической информации с экрана электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и может быть использовано в системах интерактивного взаимодействия человека с ЭВМ.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема блока формирования маркера; на фиг„3 - схема блока памяти; на фиг.4 - схема блока ceHCopHoi. o управления .

Устройство (фиг.1) содержит усилитель-ограничитель 1, компаратор 2, первую 3,4 и вторую 5, 6 группы элементов И, блоки 7 и 8 памяти, реверсивные счетчики 9 и 10, блоки 11 совпадения, триггер 12, блок 13 формирования маркр.ра, блок 14 сенсорного управления, съемник 15 координат, вы-

полненный в вид.е пера, блок 16 синхронизации, содержащий счетчик 17, генератор 18 :i счетчик 19, смеситель 2Q, блок 21 видеоконтроля и источник 22 видеосигнала,

Блок формирования маркера (фиг.2) содерясит формирователи 23 и 24 импульсов, инверторы-дифференциаторы 25 и 26, формирователи 27 и 28 импульсов , группу элементов ИЛИ 29, мультиплексоры 30 и З , группу элементов И 32 и 33,

Блок пакЕ-ТН (фиг.З) содержит дифференциаторы 34 и 35, ftopNMpOBaTenb 36 инверсного икпульса триггеры 37, 38 деимфратор 39,

Блок сенсорного управления (фиг.4) содержит 1СЛЮЧ 40,.первый 41 и второй 42 инверторы, форм1 рователь 43 сигналов .

Устройство работает следу1оц5зим обоазом S

с„.

о

ел СП

со

После включения сигналы на выходах блоков 7.и 8 отсутствуют, реверсивные счетчики 9 и 10 находятся в произвольном состоянии, а источник 22 видеосигнала начинает вырабатывать полный видеосигнал, кадровые и строчные синхроимпульсы. Последние поступают на вход тактового генератора 18 и счетчик 19 строк. После возбуждения тактового генератора 20 входным синхроимпульсом, он начинает вырабатывать импульсы, определяющие дискретизацию по оси X (в пределах строки) и посту- пакщие на вход счетчика 17 в момент совпадения цифровых кодов на выходах соответственно реверсивного счетчика 9 и счетчика 19 строк, реверсивного счетчика 10 и счетчика 17 на входах блоков 11 вырабатываются сигналы, оп- ределягацие начало формирования маркера по соответствукйцим осям и поступающие на входы блока 13 формирования маркера. На третий вход блока 13 поступает меандр, вырабатываемый триггером 12, на вход которого посредством подключения к соответствующе му выходу источника 22 видеосигнала, поступают кадровые синхроимпульсы. Таким образом, положительный уровень сигнала на входе блока 13 соответствует периоду нечетного поля стандартного телевизионного черезстрочного разложения.

Сигнал с выхода блока 11 совпадения по Y, постзшающий на вход формирователя 23, определяет начало формирования маркера в пределах кадра (по оси Y), формирователи 23 и 26 импульсов по Y, соединенные через инвертор-дифференциатор 25, формируют два импульса длительностью в че- тыре строки так, что начало первого из.них определяется приходом сигнала с выхода блока . 11 совпадения по Y, а его задний фронт определяет начало формирования второго импульса на выходе формирователя 27.

Таким образом, импульс на выходе формирователя 23 определяет верхнюю половину маркера, а импульс на выходе формирователя 27 - нижнюю. Оба этих сигнала объединяются элементом ИЛИ 29, сигнал на выходе которого определяет те строки телевизионного кадра, в пределах которьк должен формироваться маркер.

Сигнал с выхода блока 11, совпадения по X поступает на вход формирова0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

теля 24 импульсов по X и определяет начало формирования маркера в пределах строки (по оси X). Аналогично процедуре формирования маркер по оси Y, формирователи 24 и 28, соединенные через инвертор-дифференциатор 26, . формируют два импульса длительностью в восемь элементов так, что задний фронт первого из них определяет начало формирования второго, т.е. иштульс на выходе формирователя 24 определяет левую половину маркера, импульс на выходе формирователя 27 - правую. На управляющие входы мультиплексора 30 и 31 поступает меандр, определяющий четность поля черезстрочного телевизионного разложения, а информационные входы мультиплексоров 30 и 31 подключены к выходам формирователей 24 и 28 импульсов по X так, что при нечетном поле на выходе мультиплексора 30 вырабатывается сигнал, соответствующий левой половине маркера, на выходе мультиплексора 31 - правой поло вине маркера, а при четном поле: на выходе мультиплексора 30 - сигнал правой половины маркера, на выходе мультиплексора 31 - сигнал левой половины маркера, а процедуру формирования маркера завершают операции логического- умножения сигналов, определяющих его положение по строкам и столбцам посредством элементов И 32 и 33.

При нечетном поле сигнал на выходе элемента И 32 определяет правую половину маркера, на выходе элемента И 33 - левую половину маркера. При четном поле сигналы на выходе элемента И 32 определяют левую половину маркера, на выходе элемента И 33 - правую половину маркера. Эти сигналы поступают на вход смесителя 20, третий вход которого подключен к источнику .видеосигнала 22. Посредством смесителя 20 сигналы на в11ходах элементов И 32 и 33 замешиваются в видеосигнал таким образрм, что сигнал на выходе элемента И 32 определяет подавление видеосигнала (зачернение экрана), а сигнал на выходе элемента И 33 - засветку экрана. Видеосигнал с замешанным сигналом маркера поступает на вход блока 21. При этом вместе с произвольным полутоновым изображением, определяемым источником видеосигнала 22 на экране блока 21 индицируется прямоух ольный маркер.

516

состоящий из левой и правой половин.. В пределах нечетного полукадра левая его половина светлая, правая - темная, в пределах четного полукадра засветка половин - инверсная. Такой маркер хорошо заметен на любом фоне, а его местоположение на экране определяется состоянием реверсивных счетчиков 9 и 10.

На съемнике 15 координат закрепляются два контакта. На первый подается нулевой потенциал, а второй соединен с входом ключа 40 вьтолненяог о в виде сенсорного переключателя. Сен-г сорный переключатель собран на полевом транзисторе по схеме с общим истоком. На исток этого транзистора подается постоянное отрицательное напряжение, которое также через сопротивление порядка нескольких мегаом подается на затвор. На сток транзистора, через сопротивление порядка нескольких килоом, подается постоянное положительное напряжение. Затвор этого транзистора соединен с вторым контактом съемника 15 координат, в исходном состоянии транзистор закрыт и на его стоке, который одновременно является выходом ключа 40, присутствует сигнал положительного уровня.

Сущность ускоренно1 о перемещения и съема координат заключается в следующем. При прикосновении пальцем одновременно к двум контактам, закрепленным на съемнике 15 координат, на затвор транзистора, на котором собран ключ 40, подается нулевой потенциал. Транзистор открывается и напряжение на его стоке, являющемся выходом ключа 40, меняется с положительного уровня до нулевого. Таким образом происходит переключение ключа 40. Наличие двух контактов исключает ложные срабатывания блока 14 в результате случайного прикосновения к одному из указанных контактов, поэтому введение нового блока практически не снижает надежность работы устройства.

Поскольку после включения устройства реверсивные счетчики 9 и 10, оп- редёляю1цие местоположения маркера на экрана ЭЛТ, находятся в произвольном состоянии, маркер соответственно занимает произвольное положение на экране ЭЛТ. Для перемещение маркера tв .точку начала съема информации необходимо поднести съемник 15 координат к этой точке и одновременйо коснуться

0

7596

пальцем контактов, закрепленных на нем, Си1 нал на выходе съемника 15 к6- ординат, появившийся в момент прохождения луча ЭЛТ в области его аперту ры, поступает на вход усилителятогра- ничителя 1 и посредством компаратора 2 он преобразуется в бинарный сигнал, пригодный для обработки логическими блоками. Этот сигнал подается на второй вход формирователя 43 сигнала ; перезаписи на другой вход которого через инвертор 41 подается сигнал ключа 40, а на третий через инвертор

5 42 сигнал тактового генератора 18. Назначение этого сигнала заключается в том, чтобы разрешить прохождение формируемого сигнала перезаписи в тот момент, когда счетчики 9 и 10 находят0 ся в установившемся состоянии. Выходной сигнал формирователя 43 разрешает перезапись состояния счетчиков параллельным кодом в реверсивные счетчики 9 и 10, определяющие координаты мар5 кера на экране ЭЛТ, Таким образом

во время следующего кадра маркер отобразится на экране в месте нахождения съемника 15 координат. Ввиде того, что состояние счетчиков 9 и 10 опре0 деляет координаты маркера, сигналы с выходов последних могут быть использованы для ввода в ЭВМ.

Процедура определения направления перемещения маркера проста, так как в случае отклонения апертуры съемника 15 координат от центра маркера в горизонтальном направлении, его апертура соответствует либо правой, либо левой половине маркера, а на выходе компаратора 2 присутствует сигнал лишь в период одно1 о из полей (четного или нечетного) через строчной развертки. Если сигнал присутствует в пределах нечетного поля, то на выходе

г- элемента И 5 вырабатывается сигнал смещения влево, и наоборот, если сигнал на выходе компаратора 2 присутствует в период четного поля, то на выходе элемента 6 И вырабатывается сигнал смещения вправо, так как вторые входы элементов И 5 и 6 подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера 12. Блок 8 реализует хранение управляющих сигналов смеще- - ния маркера до конца полного кадра и возбуждение прямого или инверсного входов реверсивного счетчика 10 в пределах кадрового синхроимпульса не- четного поля. Сигналы, поступающие

5

0

0

5

на вход блока 8 записываются в триггеры 37 и 38, Дифференциатор 34 выделяет передний фронт меандра поля с выхода триггера 12 и запускает формирователь инверсного импульса 36, который формирует в течение 5 телевизионных строк в пределах кадрового синхроимпульса нулевой потенциал на первом входе дешифратора 39, на осталь- ные входы которого поступают сигналы с выходов триггеров 37 и 38. Дешифратор 39 выполняет роль логического элемента, реализующего операцию возбуждения одного из входов блока 8 во время кадрового синхроимпульса, при условии, что второй выход возбужден быть не может. Точнее, если присутствует сигнал лишь на одном из выходов триггера 37 или 38, то соответствую- щий выход блока 8 возбуждается во время кадрового синхроимпульса. Если же состояние триггеров 37 и 38 одинаково- (световое перо вне зоны маркера или его апертура совпадает с центром маркера), сигналы на выходах блока 8 отсутствуют. Дифференциатор 35 вьще- ляет задний фронт инверсного импульса с выхода формирователя 36, посредством которого триггеры 37 и 38 уста- навливаются в исходное состояние.

Таким образом, при смещении апертуры съемника 15 координат относительно центра маркера влево, вследствие присутствия сигнала от съемника 15 координат только в одном из полей, состояние реверсивного счетчика 10 уменьшится на 1 и в следующем кадре маркер будет сформирован на 1 элемент левее.

Процедура управления маркером в пределах кадра (по оси У) полностью аналогична рассмотренной. При смещении апертуры съемника 15 координат, относительно центра маркера по вер- тикали сигнал на выходе компаратора 2 присутствует лишь во время формирования одной из половин (верхней или нижней).маркера, информащ1я о которых поступает в виде сигналов с соот- ветствукхцих выходов блока 13 формирования маркера, Напримед, если апертура съемника 15 координат смещена вверх относительно центра маркера, то сигнал на выходе элемента И 3 сме

щения вверх присутствует,- на выходе блока 4 смещения вниз - отсутствует. Состояние выходов .элементов И 3 и 4 записывается в блок 7, первый выход

О

0

5 д

5

которого в пределах кадрового синхроимпульса возбуждает инверсный вход реверсивного счетчика 9, Его состояние уменьшается на 1 ,и в следующем кадре маркер будет сформирован выше.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации с экрана электронно-лучевой трубки (.ЭЛТ), содержащее усилитель-ограничитель, вход которого соединен с первым выходом съемника координат, вход которого оптически связан с экраном ЭЛТ, а выход усилителя-ограничителя подключен к информационному входу компаратора, выход которого соединен с одними входами элементов И первой группы, другие входы которых подключены к соответствующим выходам блока формирования маркера, триггер, счетный вход которого является первым синхронизирующим входом устройства, а прямой выход подключен к управляющему входу блока формирования маркера, вторую группу элементов И, входы которых соединены с выходом компаратора и с соответствующими выходами триггера, блоки паг мяти, синхронизирующие входы которых подключены к выходам соответствукщих элементов И первой и второй групп, управляющие входы соединены с прямым выходом триггера, а выходы подключены к суммируюшим и вычитающим входам реверсивных счетчиков, выходы которых соединены с одними информационньми входами соответствующих блоков совпадения, другие информационные входы которых подключены к первому и второму выходам блока синхронизации соответственно, а вьЬсоды блоков совпадения соединены с информационными входами блока формирования маркера, выходы которого являются информационными выходами устройства, а тактиругадий вход блока синхронизации является вторым синхронизирующим входом устройства, отличающееся тем, тем, что, с целью повьш1ения быстродействия, оно содержит ключ, вход которого соединен с вторым выходом съемника координат, первьш инвертор, вход которого подключен .к выходу ключа,. формирователь сигналов, первый вход KOTopoi o соединен с выходом первого инвертора, второй вход подключен к выходу компаратора, а выход соединен с синхронизирующими входами реверсив9161575910

ньк счетчиков, информационные входы которого соецинен с третьим выходом которых подключены к первому и второ- блока синхронизации, а выход подклю- му выходам, блока синхронизации соот- чен к третьему входу формирователя ветственно, и второй инвертор, вход сигналов.

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству для считывания графической информации с экрана ЭЛТ, и может быть использовано в системах интерактивного взаимодействия человека с ЭВМ. Цель изобретения состоит в повышении быстродействия устройства. Поставленная цель достигается путем реализации возможности перемещения маркера в точку съема координат за время полукадра стандартного черезстрочного разложения, что обеспечивается введением ключа, двух инверторов и формирователем сигнала. 4 ил.

- г

8

Ю

i-j.

J-

ВыхЗ

Вл.1

25h-H 27

Bx.Z

2«

гв

L.

3

20

7/

5

шн

/5

ФиеЛ

Ц.Вых

/j;

29

3}

JJ

P-T-J

йб/х/ .г

Фиг.З

Ял.;

В}(.2

ВхЗ

Фиг.

3

Вш