Устройство для считывания графической информации Советский патент 1982 года по МПК G06K11/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

1

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, принцип действия которых основан на измерении времени распространения ультразвуковой волны в различных средах, и может быть использовано для преобразования сложной графической информации в цифровую форму с последующим введением ее в ЭВМ.

Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планщет, электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, подключенными -к каналам преобразования, выполненными в виде последовательно соединенных согласующего усилителя, амплитудного дискриминатора, триггера, элемента И и счетчика координат, генератор тактовых импульсов, подключенный к одним из входов элементов И, и блок управления, выход которого подключен к электроакустическому преобразователю и к установочным входам триггеров 1 .

Недостатком этого устройства является его низкая точность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее планшет, электроакустический преобразователь, тически связанный с координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, выходы которых соединены с однимиз входов первого и второго триггера, второй электроакустический преобразователь и звукоприемник, подключенные к блоку коррекции, первый выход которого соединен с одним из входов первого, вто10рого и третьего. элементов И, а второй - с одним из входов третьего триггера, третий электроакустический преобразователь, расположенный на подвижном пульте ввода команд, блок управления, первый выход 15 которого соединен с третьим электроакустическим преобразователем .и подключен через последовательно соединенные третий триггер и третий элемент И ко входу вычитания первого счетчика кодов команд, второй - с первым электроакустическим преобразователем и установочными входами первого и второго триггера, выходы которых подключены через первый и второй элементы И к суммирующим входам первого и второго счетчиков кодов команд соответственно и ко входам счетчиков координат, а третий - с блоком коррекции, блок анализа и блок формирования команд один из входов которого соединен с выходом блока анализа, подключенные к выходам первого и второго счетчиков кодов команд, соединенные соответственно с регистром запроса и с коммутатором, другие входы которого подключены ко входам счетчиков координат и к выходу блока управления выдачи информации, подсоединенного к выходу регистра запроса и к шинам подключения ЭВМ, а выход коммутатора подключен к шинам подключения ЭВМ 2. Однако это устройство характеризуется недостаточно высоким быстродействием при непрерывном считывании графической информации. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, первый электроакустический преобразователь. акустически связанный с координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, выходы которых соединены с одним из входов первого и второго триггеров, второй электроакустический преобразователь и звукоприемник, подключенные к блоку коррекции, первый выход которого соединен с одним из входов первого, второго и трет1гего элементов И, а второй подключен ко входу третьего триг гера, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И, подключенного к первому счетчику, формирователь сигналов управления, входы которого соединены с первым и вторым счетчиками, а выход подключен к первому регистру и к одному входу блока формирования команд, другие входы которого подключены к первому и второму счетчикам, а выход соединен с коммутатором, подключенным к третьему и четвертому счетчикам, распределитель импульсов, соединенный с первым электроакустическим преобразователем, с блоком коррекции и со входами первого и второго триггеров, выходы которых через первый и второй элементы И подключены к соответствующим счетчикам, блок сопряжения, соединенный с первым регистром и с коммутатором, и третий электроакустический преобразователь, введены второй и третий регистры, одни входы которых соединены с третьим и четвертым счетчиками соответственно, а выходы подключены к коммутатору, первый блок сравнения, соединенный со вторым регистром и с третьим счетчиком, второй блок сравнения, подключенный к третьему регистру и к четвертому счетчику, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с блоками сравнения, а выход подключен к другим входам второго и третьего регистров, селектор, соединенный с распределителем импульсов, одновибратор, подключенный к селектору, элемент 2И-ИЛИ, входы которого соединены с распределителем импульсов и с селектором, а выход соединен со входами третьего триггера и электроакустического преобразователя, и последовательно подключенные первый формирователь сигналов, соединенный с одновибратором, элементы И группы, выходы которых соединены с распределителем импульсов, с другими входами элемента 2И-ИЛИ и с коммутатором, второй формирователь сигналов, входы которого соединены с распределителем импульсов и с одновибратором, а выход подключен к блоку формирования команд и к формирователю управляюш,их сигналов, элемент НЕ, четвертый элемент И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, и второй элемент ИЛИ, другой вход которого соединен с формирователем сигналов управления, а выход подключен ко входу первого регистра, На фиг. 1 представлена блок-схема пред лагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство для считывания графической информации содержит планшет Г, первый электроакустический преобразователь 2, акустически связанный с координатными микрофонами 3 и 4, подключенными к каналам 5 и 6 преобразования, выходы которых соединены с одним из входов первого 7 и второго 8 триггеров, второй электроакустический преобразователь 9 и звукоприемник 10, подключенные к блоку И коррекции, первый выход которого соединен с одним из входов первого 12, второго 13 и третьего 14 элементов И, а второй - с одним из входов третьего триггера 15, третий электроакустический преобразователь 16, расположенный на подвижном пульте 17 ввода команд, распределитель 18 импульсов, первый 19, второй 20, третий 21 и четвертый 22 счетчики, формирователь 23 сигналов управления, блок 24 формирования кодов команд, первый регистр 25, коммутатор 26, блок 27 сопряжения, первый формирователь 28 сигналов режимов работы, группу элементов И 29 и 30, второй формирователь 31 сигналов разрешения, элемент 2 И-ИЛИ 32, одновибратор 33 селектор 34, элемент НЕ 35, четвертый элемент И 36, первый 37 и второй 38 блоки сравнения, второй 39 и третий 40 регистры, первый 41 и второй 42 элементы ИЛИ. Устройство для считывания графической информации работает следующим образом. В устройстве реализуется два режима работы - дискретный и непрерывный. Режимы работы устройства задаются органами управления, условно показанными на фиг. ,1 кнопками Кн1 и Кн2 на входе формирователя 28. Дискретный режим работы устройства осуществляется включением кнопки К.н1, при этом кнопка Кн2 выключена. В непрерывном режиме обе кнопки включены. Рассмотрим работу устройства в дискрет ном режиме. Электроакустический преобразователь 2 (съемник координат) помещают на рабочем поле планщета 1 (в точку изображения, координаты которой необходимо определить или в точку пульта 17, соответствующую определенной команде) и нажимают кнопку Кн1, при этом из формирователя 28 в распределитель 18 поступает через элемент И 29 сигнал о работе устройства в дискретном режиме и распределитель 18 формирует перечисленные такты работы устройства (см. фиг. 2). В первом такте сигналом от его второго выхода запускается второй электроакустический преобразователь 9 и разрещается автоподстройка генератора тактовой частоты блока 11. После того, как звуковой сигнал, излучаемый вторым электроакустическим преобразователем 9, достигает звукоприемника 10, на выходе последнего появляется сигнал, который осуществляет подстройку генератора тактовой части блока 11, на чем такт коррекции заканчивается и частота генератора соответствует текущим климатическим условиям. Во втором такте происходит определение местоположения подвижного пульта 17 ввода команд. Сигналом с третьего выхода распределителя 18 через первый вход элемента 2И-ИЛИ 32 запускается третий электроакустический преобразователь 16 и триггер 15 устанавливается в единичное состояние, которое разрещает прохождение через элемент И 14 тактовых импульсов от блока 11 на вход вычитания счетчика 19. После того, как звуковой сигнал, излучаемый электроакустическим преобразователем 16, достигает звукоприемника 10, на входе последнего появляется сигнал установки триггера 15 в нулевое состояние и тем самым прекращает прохождение тактовых импульсов на вхбд вычитания счетчика 19. Число, находящееся к этому времени в счетчике 19, соответствует координате X пульта 17 в обратном коде, и такт определения местоположения пульта 17 заканчивается. В третьем такте распределитель 18 запускает (сигналом с первого выхода) первый электроакустический преобразователь 2 и триггеры 7 и 8 устанавливаются в единичнре состояние, чем разрещается поступление тактовых импульсов из блока 11 в счетчики 21 и 22 координат и на суммирующие входы счетчиков 19 и 20 через элементы И 12 и 13. В момент, когда звуковой сигнал, излучаемый первым электроакустическим преобразователем 2, достигает определенного микрофона 3 (4), на его выходе появляется сигнал, который, пройдя каналы 5 (6) преобразования, устанавливает триггеры 7 (8) в нулевое состояние и тем самым прекращает поступление тактовых импульсов через элементы И 12 (13) на входы счетчиков 19 (20), 21 (22). После того, как звук достиг поверхности микрофонов 3 (4), заканчивается такт считывания координат точки. В четвертом такте в формирователе происходит анализ состояния и содержимого счетчиков 19 и 20. Возможны следующие случаи. 1.В счетчике 19 содержится число со знаком «минус. Это означает, что оператор сдвинул пульт 17 вправо и снял координаты точки в части изображения, находящейся слева от пульта 17, после чего необходимо выдать в ЭВМ Содержимое счетчиков 21 и 22, т. е. координаты X и У. 2.Содержимое счетчика 19 является положительным и не превыщает числа, соответствующего ширине пульта 17. Это означает, что оператор ввел с пульта 17 конкретную команду и необходимо сформирователь код команды, соответствующий содержимому счетчиков 19, 20 и выдать его в ЭВМ. 3.Содержимое счетчика 19 является положительным, но превыщает число, соответствующее щирине пульта 17. Это означает, что оператор сдвинул пульт 17 влево и снял координаты точки изображеяия, находящиеся справа от пульта 17, после чего необходимо выдать в ЭВМ содержимое счетчиков 21 и 22, т. е. координаты X и У. В первом и третьем случаях формирователь 23 выдает сигнал запроса, который через элемент ИЛИ 42, регистр 25 и блок 27 вызывает прерывания в работе ЭВМ. Во втором случае он выставляет сигнал запроса на прерывания и разрешает блоку 24 сформировать код команды, соответствующий содержимому счетчиков 19 и 20. Выдача информации по сигналу разрешения от ЭВМ происходит через коммутатор 26. Таким образом завершается четвертый такт - такт обработки и выдачи информации в ЭВМ. С окончанием четвертого такта устройство переходит в исходное состояние и готово к съему координат очередной точки изображения или к вводу очередной команды с пульта. В непрерывном режиме работы устройства оператор помешает электроакустический преобразователь 2 на рабочее поле планшета в начальную точку обводимого контура изображения и нажимает кнопки Кн1 и Кн2. При включенных кнопках Кн1 и Кн2 формирователь 28 формирует сигнал о работе- устройства в непрерывном режиме, который поступает через элемент И 30 В распределитель 18 и формирователь 31. В этом режиме электроакустический преобразователь излучает ультразвуковые волны непрерывно с определенной частотой. Распределитель 18 импульсов организует следующие циклы работы. Первый цикл работы состоит из четырех тактов описанных выше. Первый такт этого цикла аналогичен описанному, во втором такте - такте определения местоположения подвижного пульта 17 - местоположение пульта определяется при съеме координат только первой точки контура изображения. Это достигается тем, что сигнал с третьего выхода распределителя 18 поступает в селектор 34 выделения первого импульса из последовательности и через третий вход элемента 2И-ИЛИ 32 запускает третий электроакустический преобразователь 16 и устанавливает триггер 15 в единичное состояние, которое разрешает прохождение через элемейт И 14 тактовых импульсов от блока II на вход вычитания счетчика 19. Дальнейшая работа устройства во втором такте совпадает с вышеописанным. Третий такт работы устройства осушествляется также, как и в дискретном режиме. В четвертом - также, как в формирователе 23 происходит анализ содержимого счетчиков 19 и 20. Если оператор вводит команду с пульта 17, то формирователь 23 вырабатывает сигнал запроса на прерывания и разрешает блоку 24 сформировать код команды, соот-. ветствующий содержимому счетчиков 19 и 20, при этом сигнал разрешения с формирователя 31 через элемент НЕ 35 блокирует сигнал результата сравнения в блоках 37 и 38. Если оператор обводит контур изображения на рабочем поле планшета 1, то формирователь 23 вырабатывает сигнал, который через элемент ИЛИ 42, регистр 25 и блок 27 вызывает прерывания в работе ЭВМ. Выдача информации по сигналу от ЭВМ происходит через коммутатор 26, при этом сигнал, выработанный по результатам сравнения в блоках 37 и 38 содержимого счетчиков 21 и 22 и регистров 39 и 40, через элемент ИЛИ 41 разрешает перезапись содержимого счетчиков 21 и 22 в регистры 39 и 40. В последующих цикла съема координат такт определения местоположения подвижного пульта 17 отсутствует, так как селектор 34 не пропускает последующие сигналы запуска консоли. Кроме этого, после первого цикла съема координат сигнал с выхода формирователя 31 снимается, чем блокирует работу формирователя 23 и блока 24 в дальнейших циклах съема координат. Этим же сигналом разрешается прохождение сигнала результатов сравнения через элемент И 36, элемент ИЛИ 42, регистр 25 в блок 27, что вызывает прерывания в работе ЭВМ. При отпускании кнопки Кн1 одновибратор 33 формирует отрицательный импульс, который переводит селектор 34 и формирователь 31 в начальное состояние. При повторении съема координат в непрерывном режиме описанные циклы повторяются. Введение новых узлов и блоков, а также новых конструктивных связей позволяет в 17 раз сократить время, затрачиваемое на оцифрование кривых при непрерывном режиме работы устройства. Формула изобретения Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, выходы которых соединены с одним из входов первого и второго триггеров, второй электроакустический преобразователь и звукоприемник, подключенные к блоку коррекции, первый выход которого соединен с одним из входов первого, второго и третьего элементов И, а второй подключен ко входу третьего триггера, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И, подключенного к первому счетчику, формирователь сигналов управления, входы которого соединены с первым и вторым счетчиками, а выход подключен к первому регистру и к одному входу блока формирования команд, другие входы которого подключены к первому и второму счетчикам, а выход соединен с коммутатором, подключенным к третьему и четвертому счетчикам, распределитель импульсов, соединенный с первым электроакустическим преобразователем, с блоком коррекции и со входами первого и второго триггеров, выходы которых через первый и второй эле.вденты И подключены к соответствующим счетчикам, блок сопряжения, соединенный с первым регистром и с коммутатором, и третий электроакустический преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит второй и третий регистры, одни входы которых соединены с третьим и четвертым счетчиками соответственно, а выходы подключены к коммутатору, первый блок сравнения, соединенный со вторым регистром и с третьим счетчиком, второй блок сравнения, подключенный к третьему регистру и к четвертому счетчику, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с блоками сравнения, а выход, подключен к другим входам второго и третьего регистров, .селектор, соединенный с распределителем импульсов, одновибратор, подключенный к селектору, элемент 2И-ИЛИ, входы которого соединены с распределителем импульсов и с селектором, а выход соединен со входами третьего триггера и электроакустического преобразователя, и последовательно подключенные первый формирователь сигналов, соединенный с одновибратором, элементы И группы, выходы которых соединены с распределителем импульсов, с другими входами элемента 2ИИЛИ и с коммутатором, второй формирователь сигналов, входы которого соединены с распределителем импульсов и с одновибратором, а выход подключен к блоку формирования команд и к формирователю

управляющих сигналов, элемент НЕ, четвертый элемент И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, и второй элемент ИЛИ, другой вход которого соединен с формирователем управляющих сигналов, а выход подключен ко входу первого регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 744660, кл. G 06 К 11/06, 1976 (прототип).