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

1--

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документов, принцип действия которых основан на измерении времени рас- . I пространения ультразвуковой волны в различных средах, и может использовано для преобразования сложной графической информации (например, т.опогра;фичёских карт) в цифровую форму с последующим вводом в ЭВМ. По основному авт. св. N° 744660 известно устройство для считьшания графической информа1До1, содержащее планшет, первый злектроакустический преобразователь, акустически связанный с координатными микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждый из KOTopbix состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя с управляемым коэффициентом передачи, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности и амплитудного дискриминатора, вь1ходы которых соединены с одним из входов первого и второго триггеров, второй электроакустический преобразователь и звукоприемник.

подключенные к блоку коррекции, первый- выход которого соеданен с одним из входов первого, второго и третьего логического элемента И, а второй - с одним из входов третьего триггера, третий злектроакустический преобразователь, расположенный на подвижном пульте ввода команд, акустически связанный с звукоприемником, блок управления, первый выход которого соединен с третьим электроакустическим преобразователем и подключен через последовательно соединенные третий триггер и третий логический элемент И к входу вычитания первого счетчика кодов команд, второй - с первым электроакустическим преобразователем и установочными входами первого и второго триггера, выходы которых подюпочены через первый и второй логический элемент И к суммирующим входам первого и второго счетчиков команд и к входам счетчиков координат, третий - с генератором зкспонен1шального напряжения, выходы которого подключены к каналам преобразования, а четвертый - с блоком коррекции, блок анализа и блок формирования команд, один из вхо396дов которого соединен с выходом блока анализа, подключенные к выходам первого и второго счетчиков кодов комавд, соединены соответственно с регистром запроса и с комму татором, другие входы которого подключены к выходам счетчиков координат и к выходу блока обмена информацией, подсоединенного к выходу регистра запроса и к игаиам подклю чения вычислительной мащинь, к другим шина которой подключен выход коммутатора 1. Недостатком известного устройства является низкая точность считывания графической инфор мации, вызванная недостатками работы блока коррекции и заключающаяся в необходимости изменения частоты генератора в зависимости от параметров воздуха, что в итоге приводит к не стабильности точности считывания графической информшу1И. Кроме того, нестабильность точнос ти считывания графической информации также характеризуется нестабильностью работы злементов самого генератора при изменении параметров окружающей среды. I Цель изобретения - повышение точности считывания графической информации. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем планшет, первый электроакустический преобразователь, акустически связанный с координатньгми микрофонами, подключенными к каналам преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилите: ля, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности и амплитудного дискриминатора, выходы которых соединены с одним. из входов первого и второго триггеров, второй электроакустический преобразователь и звукоприемник, подключенные к блоку коррекции, соединенному с одними входами первого, второго и третьего элементов И и с входом триггера, третий электроакустический преобразоваталь, акустически связанный с звукоприемником, блок управления, подключеннь1й к третьему электроакустическому преобразователю и к входу третьего триггера, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И, к первому электроакустическому 1Треобразователю и к другим входам первого и второго триг геров, вькоды которых соединены с первым и вторым элементами И соответственно, к генератору напряжения, выход которого соединен с кагалами преобразования, и KI блоку коррекции информации, первый счетчик, соединенный с выходами второго и третьег9 элементов И, второй счетчик, соединенный с выходом пер- вого элемента И, третий и четвертый счетчики, подключенные к выходам первого и второго :але1йентов И соответственно и к входам коммутатора, соединенного с блоком формирования команд и с блоком обмена информадаей. блок анализа, подключенный к блоку формирования команд, к первому и второму счетчикам, соединенным с блоком формирования команд, и к регистру, выход которого подключен к блоку обмена информацией, блок-коррекции информации содержит элемент ЗИ-ИЛИ, одни входы которого соединены с первым делителем частоты, подключенным к генератору частоты, выход которого соединены с пятьш счетчиком, подключенным к первому дешифратору, селектор, входы которого соединены с формирователем импульсов и с первым делителем часто,ты, а выходь подключены к другим входам элемента ЗИ-ИЛИ, четвертьш триггер, входь которого соединены с селектором, а .выходы подключены к входам элемента ЗИ-ИЛИ, второй делитель частоты, соединенный с выходом элемента ЗИ-ИЛИ, реверсивный счетчик, подключенный к второму делителю частоты, и последовательно соединенные шестой счетчик, вход которого подключен .к второму делителю частоты, второй дешифратор, узел сравнения, другие входы которого подключены к шестому счетчику, к первому дешифратору и к формирователю импульсов, а выходы подключены к реверсивному счетч.ку, пятый триггер и четвертый элемент И, другой вход которого подключен к второму делител частоты. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг..2 - бдрк коррекции. Устройство содержит планшет 1, первый электроакустический преобразователь 2, акустически связанный с координатными микрофонами 3 и 4, каналы 5 и 6 преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя с управляемым коэффициентрм передачи, фильтра верхних частот, селектора импульсов по длительности и амплитудного даскриминатора (не показаны}, первый 7 и вторш 8 триггеры, второй электроакустический преобразователь 9 и звукоприемник Ш, подключенные к блоку 11 коррекции, первый выход которого соединен с одним из входов первого 12, второго 13 и третьего 14 элементов И, второй - с одним из входов третьего триггера 15, третий злектроакустический преобразователь 16, расположенный на ПОДВЙ5КНОМ пульте 17 ввода команд, акустически связанный с звукоприемником 10, блок 18 управления, первый 19, второй 20, третий 21 и четвертый 22 счет«шки, генератор 23 напряжения, например экспоненциального, блок 24 анализа, блок 25 формирования команд, регистр 26, коммутатор 27 и блок 28 обмена информацией. Блок 11 включает генератор 29 частоты, пятый счетчик 30, первый делитель 31 частоты,. селектор 32 одиночного импульса, элемент ЭЙ-ИЛИ 33, четвертый триггер 34, второй делитель 35 частоты, реверсивный счетчик 36, шестой счетчик 37, узел 38 сравнения, первый дешифратор 39, четвертый элемент И 40, ияты триггер 41, второй дешифратор 42 и формиро ватель 43 импульсов, выполненный по. той же схеме, что и каналь 5 и 6 преобразования. Устройство работает следующим образом. Первый электроакустический преобразовател 2 (съемник координат) помещают на рабочем поле планшета 1 (в точку изображения, координаты которой необходимо определить, или точку пульта 17, соответствующую определенной команде) и нажимают кнопку на корпусе электроакустического преобразователя 2, при этом блок 18 формирует нижеперечисленные циклы работы устройства. В. первом цикле запускается второй электроакустический преобразователь 9 и разрешается работа блока и. Блок 11 работает следующим образом. . При включении устройства генератор 29 частоты с кварцевой стабилизацией начинает генерировать импульсы с большой частотой (7 МГц), которые nocTynaipT на пятый счетчик 30 импульсов, который посредством первого дешифратора 39 выделяет управляющие сигналы, на первый делитель 31 частоты, где форми руется две последовательности импульсов (четная и нечетная), сдвинутые относительно друг Щ)уга на полпериода. Сигнал Запуск, поступ ющий от блока 18 на селектор 32, в случайный момент времени формирует одиночный импульс, по которому триггер 34 разрешает прохождение той последовательности через элемент ЗИ-ИЛИ 33, которая совпадает с выделенным .одиночным импульсом. За счет выбора четной или нечетной последовательност импульсов величина максимальной погрешност отсчета координат вследствие асинхронного по явления сигнала Запуск по отношении) к по следовательности счетньгх импульсов будет меньше, чем Половина цены младшего разряда счетчиков координат. Выбранная последовательность импульсов с выхода элемента ЗИ-ИЛИ 33 поступает на вход управляемого делителя 35 частотьь Счетчик 37 зталонного расстояния подсчитывает число импульсов, поступивших С ВЫХОда управляемого делителя 35 Частоты на его вход в первом цикле работы устройства. После того, как звуковой сигнал, излучаемый вторым электроакустическим преобразова телем 9, достигает звукоприемника 10, формируется микрофонный сигнал, который через формирователь 43 импульсов поступает на селектор 32 и узел 38 сравнения. Селектор 32 формирует сигнал, который прекращает поступление тактовых импульсов на вход управляемого делителя 35 частоты и на дешифраторе 42 определяется состояние счетчика 37. По сигналу, поступившему с формирователя 43 и в зависимости от состояния счетчика 37 узел 38 сравнения формирует один из сигналов - Меньше, Равно, Больше. Наличие сигнала МеньШе означает, что за время прохождения ультразвуковой волны эталонного расстояния в счетчик 37 поступило меньшее количество импульсов, чем следовало бы, т. е. частота импульсов на выходе управляемого делителя 35 частоты меньше требуемой и, следовательно, содержимое реверсивного счетчика 36 должно быть увеличено, для чего этот сигнал заведен jja вход сложения реверсивного счетчика 36. Наличие сигнала Больше означает, что за время прохождения ультразвуковой волной элалонного. расстояния в счетчик 37 поступило больше импульсов, т. е. частота их на выходе управляемого делителя 35 частоты больше требуемой и, следовательно, содержимое реверсивного счетчика 36 должно быть уменьшено, для чего этот сигнал заведен на вход вычитания реверсивного счетчик а 36. Увеличение или уменьшение содержимого реверсивного счетчика 36 происходит на один импульс в каждом такте измерения. Наличие сигнала Равно означает, что частота импульсов на выходе управляемого делителя 35 частоты соответствует требуемой. О1гнал Равно поступает на вход триггера 41 и устанавливаетего в единичное состояние, которое выдает разрешение на прохождение тактовых импульсов через элемент И 40. Сигнал с единичного выхода триггера 41 означает, что первый цикл - цикл коррекции закончен и можно приступать к следующему циклу работы устройства. Во втором цикле запускается третий электроакустический преобразователь 16, расположенный на подвижном пульте 17, и трттер 15 устанавливается в единичное состояние, которое разрешает прохождение через элемент И 14 тактовых импульсов от блока 11 на вход вычитания счетчика 19 для определения местоположения подвижного пульта 17. После того, как звуковой сигнал, излучаемый третьим электроакустическим преобразователем 16, достигает звукоприемника 10, на выходе последнего появляется сигнал, который в блоке П формирует сигнал установки триггера 15 в нулевое состояние и teM самым прекращает прохождение тактовых импульсов на вход вычитания счетчика 19, число, находящееся к этому времени в счетчике 19, соответствует координате X пульта 17 в обратном коде, н цикл определения местоположешш пульта 17 зшсанчивается. В третьем цикле блок 18 запускает первый электроакустический преобразователь 2, и триггеры 7 и 8 устанавливаются в единичное срстр яние, чем разрешается поступление тактовых им пульсов из блока 11 в счетчики 21 22 я на суммируюгще 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 канал 5(6) преобразования, устанавливает триггер 7(8) в нулевое состояние и тем самым прекращает поступление импульсов через элементы И 12 (1 на входы счетчиков 19(20) и 21(22). После того, как звук достиг поверхности обоих микрофонов 3 и 4, заканчивается цикл считывания координаты точки изображения или пульта 17, соответствуюп его определенной команде. . В четвертом цикле в блоке 24 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 счетвдков 21 и 22, т. е. координаты X и У. 2.Содержимое счетчика 19 является положи тельным и не превьпяает числа, соответствующе го ширигге пульта 17. Это означает, что оператор ввел с пульта 17 конкретную команду и необходимо сформировать код команды, соответствующий содержимому счетчиков 19., 20 и выдать его в ЭВМ. . 3.Содержимое счетчика 19 является положителыП)1М, но превыщает число, соответствующее щирине пульта 17. Это означает, что оператор сдаинул пульт 17 влево и снял координаты точки изображения, находящейся справа от пуль та 17, после чего необходимо выдать в ЭВМ содержимое счетчиков 21 и 22, т. е. координаты X и У. В первом и третьем случаях блок 24 выдает сигнал запроса, который через регистр 26 и блок 28 вызывает прерывания в работе ЭВМ. Во втором случае блок 24 выставляет сигнал запроса на прерывание и разрещает блоку 25 сформировать код команды, соответствующий содержимому счетчиков 19 и 20. Выдача инфор мации по сигналу разрещения от ЭВМ происходит аналогично выщеояисанному лишь с той разницей, что в ЭВМ выдается информация с блока 25, т. е. в ЭВМ поступает код команды, вводимой с пульта 17. Таким образом, завершается четвертый цикл - цикл обработки и выдачи информации (координат X, У или команд) в ЭВМ. С окотанием четвертого цикла устройство переходит в исходное состояние и готово к сьему координат очередной точки изображения ши к вводу очередной команды с пульта. Таким образом, применение в блоке 11 коррекции генератора 29 частоть с кварцевой стабилизацией,. управляемого делителя 35 частоты и использование четной и нечетной последовательности импульсов -в зависимости от времеш поступления сигнала Запуск позволяет повысить точность считьшания графической информации предлагаемого усгройствэ. При этом погрешность считывания координат составляет половину цены младшего разряда счетчиков координат. Применение -предлагаемого устройства в системах оцифрования графической информа ции позволяет сократить трудовще затраты на оцифрование за счет повышения точности считывания, т. е. за счет сокращения количества ошибовдо считанных точек изображения. Формула изобретения Устройство дпгя считывания графической информации по авт. св. № 744660, отличающееся тем, что, с целью повьпиения его точности, в нем блок коррекции информации содержит элемент Зй-ИЛИ , одни вход которого соедйнень с первым делителем частоты, подключен1{ым к генератору частоть, выход которого соединен с пятым счетчиком, подключенным к первому дешифратору, селектор, входы которого соединены с формирователем импульсов и с первым делителем частоты, а выходы подключены к другим входам элемента ЗЙ-ИЛИ, четвертый триггер, входы которого соединены с селектором, а выходы подключены к входам элемента ЗИ-йЛИ, второй делитель частоты, соединенный с вьгходом элемента ЗИ-ИЛИ, реверсивный счетчик, подключенный к второму делителю частоты, и последовательно соединенные шестой счетчик, вход которого подключен к второму де;штелю частоты,второй дешифратор, узел .сравнения, другие входы которого подключены к щестому счетчику, к первому дешифратору и к формирователю импульсов, а выходы подключены к реверсивному счетчику, пятый триггер и четвертый элемент И, другой вход которого подключен к второму делителю частоты. Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W 744660, кл. G 06 К 11/06, 1978 (прототип).

5 1

а

I 1

ш

а;.

L3

2