Устройство для считывания графической информации Советский патент 1980 года по МПК G06K11/00 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам для считывания графической информации с последующей ее обработкой на электронных вычислительных машинах (ЭВМ) и может йлть использовано, например, для обработки карт, построенных в качестве моделей.иссле дования природных и социально-экономических явлений. Известно устройство кодирования и воспроизведения геофизических карт, позволяющее получать числовую модель функции двух переменных Z-f (Х.,У по исходной карте изолиний и перфорировать полученные дан ные для последующего ввода в ЭВМ. Устройство содержит развертывающий барабан, блок считывания.данных, блок управления перфорацией, считы ванием и движением барабана, блок определения и сравнения координат, блок печати, считывающее устройств и перфоратор и может работать в трех режимах перфорация, контроль, печать, Погролность определения координаты изоли нии весьма значительна (iO,5 мм), а разрешающая способность - рассто ние между соседними изолиниями 3-4 .1М. Среднее время считывания карты 20 мин 1 . Известно также устройство для считывания графической информации, содержаглее электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) с отклоняющей системой, оптически связанную через объектив, светоделительные зеркала и конденсоры с блоками фотоэлектронных умножителей, через блок формирования величины приращений и блокформирования значений функции соединенными с блоком управления выдачей координат, к другим входам которого (подключен соединенный с отклоняющей системой блок кодовой развертки. Между свотоделительными зеркалами и i конденсорами установлеto держатели с укрепленным на них набором производных графиков, размещенных в порядке возрастания присвоенных графикам номеров. Развертка изображений осуществляется лучом ЭЛТ под управлением блока кодовой развертки, в котором вырабатываются двоичные коды текущих значений координат, преобразующиеся,в отклоняющие токи 21 .;

Недостаток этого устройства состоит в том, что оптическая часть устройства довольно сложна в эксплуатации и юстировке.

Наиболее Слизким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для считывания графической информации, содержащее оптически связанные координатограф, источник излучения и оптоэлектронный блок преобразования, механически связанный с шаговым приводом и подключенный через последовательно соединенные дешифратор и блок формирования значений функции цветности изолиний к блоку вывода данных, соединенному через блок буферной памяти с блоками регистрации и накопления данных, и блок управления разверткой, подключенный к шаговому приводу и блоку вывода данных 3.

Данное устройство работает следующим образом.

Развертка карты производится не.прерывно. Сканирование осуществляется движущимся возвратно-поступательно растр-элементом, В блок вывода данных поступают сформированные в блоке управления разверткой текущие значения координат Хк, УК и из блока формирования значений функции -2к определяемое из выражения

.

ZQ - значение высоты в точгде

ке первого попадания растр-элемента на изолинию;.7 знак приращения Z в

к-ой точке;

AZ. - величина сечения по . В зависимости от цвета соседних изолиний знак приращенияд при переходе с одной изолинии на другую может иметь одно из трех значений: + 1; 0; - 1 (О - повторение цвета) , Световые сигналы от изолиний череэ оптоэлектронный блок считывания .поступают в дешифратор, по сигналу с которого осуществляется формирование текущего значения координаты Z и выдачи текущих координат , Уц и2 на ЭВМ или через буферный блок памяти на блоки регистрации. Устройство обладает высокой разрешающей способностью - 3 линии на мм/ и высокой точностью воспроизведения - noiTJauHocTb считывания изолинии не более 0,1 мм,

Основным недостатком всех перечисленных выше устройств является .ограниченные функционгшьные возможности.

Они предназначены для считывания информации об объектах или явлениях

область распространения которых может быть представлена некоторой трехмерной поверхностью и которые могут быть отображены способом изолиний ,

5 Для отображения многомерной инфорьвции все большее значение приобретает метод растровой дискретизации, позволяющий отображать информацию об объектах или явлениях, Q пространственное распространение которых может иметь вид ограниченных или частично ограниченных одно-, двух-, трех- и многосвязных облас. тей (в простейшем случае описываемых системой неравенств: 5 для F {Х,У) О 2 а

для FJ (Х,У) О Z а,

для Ff,(X,y) О Z an, где а,3,азг...,ап - качественные или количественные характеристики 0 объекта;

F; (Х,У) О - уравнения границ областей определения, а также связных областей, представленных в виде функции п переменных:

(1,Л,,,3. п-л).

При этом количественные характеристики объектов могут быть переданы толщиной линии растра или частотой линий, а качественные - сочетанием линий различного цвета в пре- делах контура.

При малом количестве качествен5 io различных объектов или явлений целесообразно показывать их различие сплошным цветным растром с тем, чтобы параметры по толщине и частоте можно было использовать для показа количественных характеристик. В этом случае каждая точка контура будет принадлежать четырехмерному пространству с координатами X, у, Z и t . При этом два первых гпарамет, ра X и У представляют плановое положение контура, а 2 и t - соответственно качественное и количественное значения

Ни одно из перечисленных выше устройств не может быть использовано для считывания информации об объекте, представленной в виде функции более чем трех переменных.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, т.е. обеспечение считывания информации, записанной в функции четырех переменных.

Указанная цель достигается тем, что устройство содерткит последовательно соединенные время-импульсный преобразователь и счетчик, управляющий вход которого подключен к одному из выходов дешифратора, а выход - к соответствующему входу блока вывода данных, а вход время-импульсного преобразователя соединен с одним из входов оптоэлектронного блока преобразования.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устрбйство содержит координатограф 1, оптически связанный с источником 2 ультрафиолетового излучения и оптоэлектронным блоком 3 преобразования, один из выходов которого соединен с дешифратором 4, в состав которого входит блок формирования знака приращения функции Один из выходов дешифратора 4 соединен с блоком 5 вывода данных, другой - с блоком 6 формирования значений функции цветности изолиний подключенным к блоку 5 вывода данных, два других входа которого подключены к блоку 7 управления разверткой, через шаговый привод 8 соединенный с оптоэлектронным блоком 3 преобразования. Последний через последовательно соединенные время-импульсный преобразователь 9 и счетчик 10 импульсов соединен с блоком 5 вывода данных, к которому через блок 11 буферной памяти подключены блок 12 накопления данных и блок 13 регистрации (например перфоратор), Один из выходов блока 5 вывода данных соединен со специализированным вычислительным устройством или ЭВМ 14,

Устройство работает следующим образом.

Карта устанавливается в координатографе 1 и освещается источником 2 излучения. Световые сигналы от линий поступают в оптоэлектронный блок 3, непрерывное возвратно-поступательное перемещение которого по плоскости координатографа 1 осуществляется от шагового привода 8, отрабатывсцощего сформированные в блоке 7 управления разверткой двоичные коды текущих значений Х и Уц точек пересечения линий развертки с линиями карты, С блока 7 управления разверткой текущие значения координат Х( и Уц поступают в блок 5 вывода данных, в которых с блока 6 формирования значений функции цветности изолиний поступает и сформированное с учетом знака приращения текущее значение координаты ZK .

Значение координаты 2 закодировано на карте цветом. Изменение координаты Z от начального значения ZQ, соответствующего значению координаты Z в точке первого попадания растр-элемента на линию, определяется последовательностью чередования цветов линий карты.

Световые импульсы, несущие информацию о цвете считываемой линии преобразуются в оптоэлектронном блоке 3 и адресуются для анализа в

дешифратор 4, где в бпоке формирования знака приращения вырабатывается код знака приращения, также, как и в устройстве - прототипе. Сигналы с оптоэлектронного блока 3 преJ образования одновременно поступают и во время-импульсный преобразователь 9, связанный через счетчик 10 с блоком 5 вывода данных.

Время-импульсный преобразователь Q 9 может быть выполнен., например, сочетанием элемента И, включенного между оптоэлектронным блоком считывания и счетчиком, с генератором синусоидальных колебаний, подклю- . ченным ко входам элемента И через формирователь импульсов (на черте же не указаны). На входы элемента И одновременно поступают импульс от оптоэлектронного блока 3 преобразования, длительность которого про0 порционсшьна ширине считываемой линии, и импульсы от генератора синусоидальных колебаний, Тогда на выход элемента И проходят импульсы от генератора в количестве, определяемом шириной импульса от оптоэлектронного блока 3 преобразования.

После окончания сканирования каждой линии с дешифратора 4 поступает сигнсш на счетчик 10, с которого на блок 5 вывода данных поступает текущее значение четвертой координа ты, закодированное на карте шириной составляющих карту линий. Одновременно с дешифратора 4 на блок 5 вывода данных поступает сигнал выдачи текущих значений координат Х, к либо в ЭВМ 14, либо в блек 11 буферной памяти и связанные с ним блок 12 накопления данных и 0 блок 13 регистрации.

Предлагаемое устройство может быть использовано для считывания, графической информации, записанной методами изолиний и растровой . 5 дискретизации, например, карт лесных угодий, содержащих сведения о площадях лесных массивов, составленных из одной или смешанных пород, при составлении которых учитывается и четвертая переменная - характеристика плотности древостоя.

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее оптически связанные координатограф, источник излучения и оптоэлектронный блок преобразования, механически

связанный с шаговым приводом и подключенный через последовательно соединенные дешифратор и блок формирования значений функции цветности изолиний к блоку вывода данных,

соединенному через блок буферной

памяти с блоками регистрации и накопления данных, к блок управления разверткой, подключенный к шаговому приводу и блоку вывода данных, отличающее ся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет фиксации ширины изолиний, оно содержит последовательно соединенные время-импульсный преобразователь и счетчик, управляющий вход которого подклю- . чей к одному из выходов дешифратора, а выход - к соответствующему входу блока вывода дешных, а вход

время-импульаного преобразователя соединен.с одним из входов оптоэлектронного блока преобразования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1.Петренко А.И. Автоматический ввод rpailoiKOB в электронные вычислительные машины. М., Энергия, 1968, с. 385-403.

2.Авторское свидетельство СССР 484538, кл, Q Об К 11/00, 1973,

3.Авторское свидетельство СССР 4,56283, П. Q 06 К 11/00, 1973

(прототип).