Система для обработки фильмовой информации Советский патент 1980 года по МПК G06T5/50 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в ядерной физике для обработки информации, содержащейся на фотоснимках треков элементарных частиц, полученных при экспериментах на больших пузырьковых камерах.

Известна система для обработки фильмовой информации, содержащая ЭВМ, регистр приема, регистр команды, блок управления, счетчик текущих координат, регистр текущих координат, блок поиска центра, блок обнаружения ложных сигналов и регистр вывода 1.

Данная система обладает недостаточной точностью и низкой производительностью, так как она позволяет обрабатывать .последовательно кадры только одной фотопленки.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система, в которую входят оптико-механическая часть, включающая измерительный стол, блок объективов, блок осветителей, стол-экран с пультом оператора и трекболом, лентопротяжный механизм; электропривод перемещения измерительного стола, содержащий электродвигатели, электронные блоки управления электродвигателями; электропривод лентопротяжного механизма; электронные блоки обработки данных фильмовой информации и управляющая ЭВМ. В этой системе имеется возможность появления дополнитепьной погрещности при работе в режиме вывода измерительного стола в заданную точку Кс.дра или при движении по треку события. Эта погрешность определяется наличием возможности формирования ложных счетных импульсов из-за дрожания платформы измерительного стола в результате приложе10ния внещних механических воздействий (вибрации, удары) либо из-за неравномерности работы привода платформы измерительного стола 2.

К недостаткам системы следует отнести J необходимость непрерывного участия ЭВМ в процессе разделения программным методом счетных импульсов, поступающих в ЭВМ от датчиков перемещения, и считывающих, импульсов, поступающих в ЭВМ как команда на считывание текущей координаты события. Это приводит к усложнению программ обработки информации, требует дополнительных затрат машинного времени и снижает, в конечном счете, производительность. Применение в системе телевизионно: о оборудования для получения увеличенно (: 11;ч)6ра/Кения участка кадра на экране виД1;..:|сг;нтр6.1ьного устройства (монитора) усложняет систему и, кроме того, позволяет осуществлять обзор лишь малого участка кадра, что затрудняет работу оператора и вынуждает его при обработке кадра постоянно переходить с изображения одного масштаба к изображению другого масштаба, что ведет к повышенному утомлению оператора и увеличивает время обработки кадра. Используемый в системе для перемешения платформы измерительного Стола электропривод, выполненный на двигателях постоянного тока с печатными обмотками, не позволяет перемещать платформу по координатам с высокой точностью, соответствуюш,ей точности работы каналов отсчета координат. Целью изобретения является повышение производительности, точности и удобства эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержашую ЭВМ, два электропривода, блок управления пневмоэлементами и освещением, оптико-механическое устройство, включающее лентопротяжный блок, блок формирования световых потоков, измерительный блок, первый выход которого через блок сменных объективов соединен со входом пульта оператора, входы измерительHoio блока подключены соответственно к выходам первого электропривода лентопротяжного блока и блока формирования световых потоков, вход которого соединен с выходом блока управления пневмоэлементами и освещением, вход лентопротяжного блока соединен с выходом второго электропривода, и устройство обработки данных, включающее блок сопряжения, соединенный двусторонними связями с ЭВМ и с блоком управления, который соединен двусторонними связями с блоком приема сигналов датчиков и с блоком формирования частотных сигналов, вход которого соединен с первым выходом блока приема сигналов датчиков, вход которого подключен ко второму выходу измерительного блока оптико-механического устройства, введены блок коррекции направления счета, блок временного разделения счетных и считывающих импульсов, блок формирования тормозного сигнала, генера- тор синхроимпульсов и электромеханический фиксатор шага, вход которого соединен с первымвыходом блока формирования тормозного сигнала, второй выход которого подключен ко входу первого электропривода, а вход соединен с выходом генератора синхроимпульсов, входа блока коррекции направления счета соединены соответственно со вторым выходом блока приема сигналов датчиков и выходом блока управления устройства обработки данных, выходы блока коррекции направления счета подключены к управляющим входам блока формирования частотных сигналов, входы блока временноГО разделения счетных и считывающих импульсов соединены соответственно со входом системы и с первым выходом блока приема сигналов датчиков, управляющий вход которого подключен к выходу блока разделения счетных и считывающих импульсов. На чертеже приведена блок-схема системы.

Она содержит оптико-механическое устройство 1, состоящее из измерительного блока 2 с фильм-каналом, обеспечивающим фиксацию пленки в определенном положении относительно турели блока сменных объективов 3 и блока 4 формирования световых потоков с подвижным оптическим элементом в конденсаторе, пульта 5 оператора с трекболом и лентопротяжного блока 6. Электропривод 7 для перемещения измерительного стола блока 2 состоит из двигателей 8 постоянного тока, подключенных к узлу 9 управления двигателями 8, которые через редукторы связаны с платформами из.мерительного стола блока 2. Электропривод 10 предназначен для перемотки вперед или назад либо одной из трех, либо одновре.менно всех трех фотопленок, расположенных в фильмканале измерительного стола блока 2. Блоки 11 управления пневмоэлементами и освещением связаны как с пневмоэле.ментами, обеспечивающими вакуумный прижи.м фотопленок и поддув кабестанов лентопротяжного блока 6, так и с блоком 4, предназначенным для формирования световых потоков, просвечивающих фотопленки, расположенные на измерительном столе блока 2. Устройство 12 предназначено для обработки данных фильмовой информации и включает блок 13 сопряжения, б.ток 14 управления, блок 15 приема сигналов датчиков и блок 16 формирования частотных сигналов. Электронная вычислите тьная машина (ЭВМ) 17 подключена через блок 13 к блоку 14 управления.

В состав системы входят также электромеханический фиксатор 18 шага, генератор 19 синхроимпульсов, блок 20 формирования тормозного сигнала, блок 21 коррекции направления счета и блок 22 вре.менного разделения счетных и считывающих и.мплльсов. 5 Система предназначена для поочередной обработки трех одновременно на.чодящихся на измерительном столе блока 2 фотопленок, на каждой из которых изображена одна из трех проекций события, зафиксированного при помощи любых трех фотокамер из шести, установленных на пузырьковой камере.

Оператор, находящийся во время обработки фильмовой информации за пульсом 5 оператора, при помощи ком.мутирующих элементов, расположенных на пульте операJ тора, устанавливает освещение нужной проекции, воздействуя через блок 11 на блок 4 формирования световых потоков. Блок 4 содержит подвижный оптический элемент конденсатора в канале фор.мирования светоBoro потока, просвечивающего фотопленку, что позволяет сохранять постоянную освещенность и качество изображения кадра, наблюдаемого опер атором при смене масщтабов увеличения изображения кадра. Система позволяет наблюдать изображение кадра при увеличении в 16 и в 70 раз. При помощи трекбола (щара перемещения), расположенного на пульте 5, оператор, воздействуя на систему импульсных датчиков перемещения (на чертеже не показаны), связанных с электроприводом 7, может перемещать платформы измерительного стола блока 2 по двум координатам в горизонтальной плоскости, выбирая при этом интересующий его участок кадра. Система может работать в автоматическом режиме при управлении от ЭВМ, работающей по заданной программе. При этом измерительный стол блока 2 перемещается по обеим координатам в заданные точки кад ра, например по реперным крестам, либо совершает перемещение в режиме автосопровождения вдоль интересующего трека элементарной частицы, зафиксированного на фотопленке. В этом режиме работы системы ЭВМ по заданной программе выдает в виде двоичного кода информацию о величине, направлении перемещения измерительного стола блока 2 по координатам и ряд управляющих информационных сигналов. Через блок 13 сопряжения информация поступает в блок 14управления, в котором формируются служебные командные сигналы, обеспечивающие нормальный порядок функционирования отдельных узлов и всей системы в целом. Полученная через блок 14 управления блоком 16 кодовая информация перерабатывается в этом блоке в частотные сигналы, поступающие из него в узел 9 управления двигателями для перемещения платформ измерительного стола блока 2. При перемещении платформ измерительного стола с дифракционных импульсных датчиков линейного перемещения сигналы поступают в блок 15и после него в блок 16. Блок 16 содержит реверсивные двоичные счетчики с возможностью параллельного занесения информации, в которые кодовая установка перемещения платформ измерительного стола блока 2 заносится одновременно во все разряды из блока управления. Счетчики блока 16 работают преимущественно в режиме вычитания из занесенной в них информации импульсов, поступающих из блока 15. Блок 21 коррекции направления счета осуществляет в режиме обработки заданной уставки перемещения по каждой координате постоянный контроль за двумя параметрами, сигналом заданного направления движения и сигналом, несущим информацию о фактическом перемещении платформы, поступающим при движении платформы из блока 15. В с.лучае, есл:1 эти сигналы совпадают по своему значению, каждый импульс; npisxo дящий на счетный вход счетчика ЛГ:, нкоординаты, хменьшает содержимое счст ка, т. е. счетчик работает в режиме зычи; .:.ния, если же. например, из-за посторонних механических воздействий (вибраций, неравномерности работы привода и т. п.) платформа в какп; -то момент смещается в направлении, противоположном заданному, то схема коррекции направления счета переключает счетчик на работу в режиме сложения и сформированный в этот момент счетный импульс увеличивает содержимое счетчика. При восстановлении режима перемещения платформы в соответствии с заданным направлением сформируется импульс, который при этом из-за воздействия с.хемы коррекции вычитается из содержимого счетчика. Таким образом, при возвращении платформы в то положение, в котором она находилась до появления посторонних механических воздействий, содержимое счетчиков возвращается к истинному значению, т. е. благодаря действию блока коррекции исключается возможность появления ощибок, вызванных посторонними механическими воздействиями на платформы измерительного стола. При выдаче данных о координатах точек треков интересующих событий числовое значение координат в виде двоичных кодов передается в ЭВМ из регистров блока 15, в которые информация заносится из реверсивных счетчиков блока 15 по сигналу «Считывание, поступающему от оператора или появивщемуся по инициативе ЭВМ. Сигнал «Считывание может практически появиться в любой момент времени, т. е. и тогда, когда на счетчик поступает очередной счетный импульс от дифракционных датчиков перемещения измерительного стола блока 2, и счетчик находится в переходном режиме. При этом в регистры со счетчиков может быть записана ошибочная информация. Блок 22 временного разделения счетных и считывающих импульсов исключает возможность занесения в регистры ошибочной информации, разделяя во времени счетные и считывающие импульсы при их совпадении, и обеспечивает считывание информации со счетчиков только тогда, когда они находятся в статическом состоянии. Для перемещения платсЬорм измерительного стола блока 2 испоЛ1)Зуются двигатели 8 постоянного тока, узел управления которыми получаст импульсные сигналы из блока 1б либо от импульсных датчиков трекбола. При подаче на двигатели 8 напряжения питания из узла 9 управления после перемещения платформь; на расстояние, равное дискретности шага (±2.5 мкм), генератор 19 синхроимпу,ьсов вырабатывает сигнал, который поступает на блок 20 формирования тормозного сигн;1ла. Из блока 20 блокирующий сигнал поступает в узел 9 управления, в результате чего снимается напряжение питания с двигателей 8 и исчезает их тяговое усилие и, кроме того, сигнал с блока 20 поступает на электромеханический фиксатор 18 шага, имеющий зубчатый ротор, связанный кинематически с механизмами перемещения платформ измерительного стола. В результате воздействия фиксатора щага платформа-устанавливается в положение, соответствующее перемещению на величину, равную дискретности щага.

При перемещении платформ на больщие расстояния с максимальными скоростями воздействие на узел 9 управления двигателями, блок 20 формирования тормозного сигнала и электромеханический фиксатор 18 щага исключается. При подходе к заданной точке кадра скорость перемещения уменьщается и электропривод опять переходит в описанный выще режим импульсного управления.

Примененный в системе принцип импульсно-аналогового управления двигателями перемещения платформ измерительного стола блока позволяет использовать больщой диапазон скоростей и малую дискретность щага перемеи1ения.

Формула изобретения

Система для обработки фильмовой информации, солТ.ержащая ЭВМ, два электропривода, блок управления пневмоэлементами и освещением, оптико-механическое устройство, включающее лентопротяжный блок, блок формирования световых потоков, измерительный блок, первый выход которого через блок сменных объективов соединен со входом пульта оператора, входы измерительного блока подключены соответственно к выходам первого электропривода лентопротяжного блока и блока формирования световых потоков, вход которого соединен с выходом блока управления пневмоэлементами и освещением, вход лентопротяжного блока

соединен с выходом второго электропривода, и устройство обработки данных, включающее блок сопряжения, соединенный двусторонними связями с ЭВМ и с блоком управления, который соединен двусторонними связями с блоком приема сигналов датчиков и с блоком формирования частотных сигналов, вход которого соединен с первым выходом блока приема сигналов датчиков, вход которого подключен ко второму вхрду измерительного блока оптико-механического устройства, отличающаяся тем, что, с целью повыщения производительности, точности и удобства эксплуатации, в нее введены блок коррекции направления счета, блок временного разделения счетных и считывающих импульсов, блок формирования тормозного сигнала, генератор синхроимпульсов и электромеханический фиксатор щага, вход которого соединен с первым выходом блока формирования тормозного сигнала, второй выход которого подключен ко входу первого электропривода, а вход соединен с выходом генератора синхроимпульсов, входы блока коррекции направления счета соединены соответственно со вторым выходом блока приема сигналов датчиков и выходом блока управления устройства обработки данных, выходы блока коррекции направления счета подключены к управляющим входам блока формирования частотных сигналов, входы блока временного разделения счетных и считывающих импульсов соединены соответственно со входом системы и с первым выходом блока приема сигналов датчиков, управляющий вход которого подключен к выходу блока разделения счетных и считывающих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 506848, кл. G 06 F 3/04, 1974.

2.J. Altaber а. о., ADAM + EVA, а Universal Seanniiig and Measuring Machine for Rim from the large Bubble Chambers. CERNDATE, HANDUNG DIVISION, DD/DN/70/7, (прототип).