Устройство для считывания графической информации

Устройство для считывания графической информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и - È"1

OSPE

ИИЕ

НИЯ

CoI03 Соеетсиии

Социалистичесиии

Республии (iii 746613

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Занвлено 03.01.78 (21) 2566758/18-24 (5l )M. Кл. с присоединением заявки K(23) Приоритет5 06 К 11/00

6пударстввнньй комитет

СССР до делам изобретений и открмтий (53) УДК 681.32 7.. 1 2 (088.8) Опубликовано 07,07.80. Бюллетень Ж 25

Дата опубликования онисания 09.07.80

Б. С. Гузов, М.,Г. Иубров, Б. B. Тарасов и Л. Я. Фабрикант (72) Авторы изобретения

Институт технической кибернетики AH Белорусской CCP (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ

ИНФОРМА UHH

Изобретение относится к автоматике я вычислительной технике, в частности к области преобразования графических изображений в электрические сигналы, и может быть исттользовано в устройствах счнмвания рафиков, чертежей, карт.

Известий устройства дая считывания графической информации, основанные на методе следящей развертки, и содержащие электроннэ-лучевую трубку, входы которой соединены с выходами блока разверт то . as, генераторы, синусного и косинусного напряжений и регистры координат Pj.

Однако применение чисто электронных + Разверток на основе электронно 15 лучевых трубок бегутцего луча" ипи передающих телевизионных трубок не sessoлает с достаточно высокой точностью считывать графическую информацию с носителей большого формата — чертежей или карт, Наиболее близким к изобретению по теоцтич вской сущности валяется известное устройство для считывания графической

2 информации, содержащее фотоэлектрический преобразователь, механически связанный с приводами, соединенными с датчиками координат, первый и второй выходЫ которого подключены к входам фотоэлектрического преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока следятцей развертки, третий и четвертый выходы которого подключены к одним .из входов сумматоров, другие входы которых соединены с выходами датчиков координат, а выходы - с входами буферных регист ров, выходы которых подключены к вхсьдам блока обмена информацией (2).

В известном устройстве фотоэлектрический преобразователь перемептается вдоль края или оси отслеживаемой кривой по йекоторой леманой линии, параметры которой обусловлены характеристиками электромеханической следящей системы

aep emwss фотоэлектрического преобра зователя. При этом длина пути, проходимого фотоэлектрическим преобразователем дри отслеживании кривой, больше для рия 3 апертуры, диссектора граница раба® чей эоны 4 фотокатода диссектора (проекция на носитель 1) в исходном положении, центр 0» входная точка А пересечения кривой с границей рабочей эоны фотокатода, выходная точка B пересечения кривой с границей рабочей зоны фотокатОда, 1 раница рабочей зоны 5 фотокатода диссектора после первого поворота рабочей эоны фотокатода (поворачивают диссектор) вокруг входной точки А, 02- центр рабочей зоны, о Йходная точка А, выходная точка С, граница рабочей эоны 6 фотокатода диссектора после второго поворота. рабочей зоны фотокатода вокруг входной точки А, 03 центр рабочей-зоны, входная точка А, выходная точка Й, граница рабочей зоны

7 фотокатода диссэктора после перемещения центра рабочей зоны фотокатода (перэмещение диссектора) в направлении выкодной точки Д вдоль айпроксймирувпгезо го отрезка AQ, 04 — центр рабочей зоны, входная точка А, выходная точка F, 01, 02, 04 - траекторий движения диссектора йри отслеживании кривой 2 от точки

А до точки Р . Стрелками показаны движение сханиру10щей траект0ригг вдоль Оь слеживаемой кривой 1 и - движении апер туры диссектора йдоль аппроксимирующих отрезков АВ, АС, АД, А Р.

На фиг. 2-4 изображены корпус 8, прозрачная входная планшайба 9, линии

10 границы рабочей зоны, нанесенная на. планшайбу 9, Отслеживаемая кривая 1 1 на планшайбе 9, а, 8 - точки пересечения траектории сканирования с отслеживаемой

45 кривой, с,d- точки пересеченйя траектории сканирования с линией границы рабочей эоны; фотоэлектрический преобразователь . (диссектор) 12, ходовые вин гы 1 3 с гайками, приводы 14 координатных

Осей,. датчики 15 координат диссектЩЖ б л.- к 16 следяп1ей развертки, блок 17 аппро ксимации, интерполятор 18, квадратичный функциональный преобразователь 19, блок 20 дифференцирования, сумматоры

2l, буферные регистры 22, блок 23

Обмена информацией, преобразователи 24 ,.код-напряжение (ПКН), генератор 25 сканирующей траекг©рии, реверсивные 26:

4че гчики, узел 27 управления движением

746 ны атой кривой, а режим работы прйводов перемещения фотоэлектрического преобразователя реверсивный, причем, изме нение нанравлерия вращении и величины скорости вращения двигателей приводов определяется кривизной отслеживаемой кривой, точностью слакений и скоростью движения фотоэлектрического преобразова.теля вдоль отслеживаемой кривой и проис ходит с выеокой частотой даже при малыя сгоростях слежения, что ограничивает быстродействие при -считывании графической информации, Белью изобретения=авлиется повьййенйе быстродействия.

Достигается это те4, чтО ояб содержят " интерполятор, квадратичный функциональный преобразователь, блок дифференпирования и блок апцроксимацйи, первый ixop оoттоорpооггоо соединен с выходом фотоэлектрического преобразователя, Второй вход-с пятым вь1ходом блока следящей развертки, третий: " и чгетвертый входы - с выходами буферных регйстров, йятйй и шестой входй - с вы " ходамм датчиков координат, а цйкодыс управляю1цими входами блока обмена йнформацией и с соответствую1цйми входа" -мгг" интерполятора, одйи из которьгх под"ключеньы к входам квадратичного функционального преобразователя, выход которого соединен с входом блока дифференпирова нйя, выход Которого подктпочен к другому

" жоду "ггнтерполятора, вйходы которого

" Ыед%нены соответственно с упрмжибщими

"" входами приводов и вторым входом олока следнпей развертки. Кроме того, в усг ройстве графической информации блок--апцроксймапии содержит коммутат ф; регистры координат, управлякиций триггер, " уэелсравнения- кодов исчетчик, одинвход которого соединен с первым входом упомя- ., нутого блока, второй вход которого под " ключай i др )гоьгу входу счетчйка и=одним

Ю входов узла сравйенйя кодов, другие " жодй к©торого соединены с выходами счетчика, а выход — с входом управляюпгего триттера, выходы ксмМутатора под"" =ЗФФЖены" к входам регисгт1ов координат, а щсбды соответственно к выходам узла

" " сфавйения к6дов, управляющего триггера, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока, вйходьг которого соединены с выходами узла сравнения кодов, управ лйкяцего триггера и регистров координат.

На фиг. 1 покмана траектория движения сканирующей апертуры фотоэлектрического преобразователя (дяссектора) относительно обслеживаемой кривой. на фиг. 2 - сх матично изображен диссектор.

613

4 на фкцб. 3 - определение координат точки пересечения отслеживаемой кривой с границей рабочей зоны фотокатода диссектора. на фиг. 4 изображена блок-схема устройства.

На фиг. 1 приняты следуюпгие обозначения: носитель информации 1, отслежи:ваемая . кривая 2, сканирующая траекто3

6 триггера 30 будет заблокирована выдача координат точек кривой 2 с блока 23 обмена информацией, координаты выходной точки В пересечения кривой 2 с границей рабочей зоны 4 с регистров 22 будут через коммутатор 31 переданы в регистр

32, а в третий регистр 32 будут переданы координаты центра рабочей зоны фотокатода диссекторв 12 с датчиков 15 координат диссекторв 12. Координаты точек А и B перийются в интерполятор 1.8 и квадратичный функциональный преобразователь 19. Кроме того, в интерполятор

18 передвютса координаты точки 01центра рабочей эоны фотоквтода диссектора 12. В квадратичном функциональном преобразователе 1 9 вычисляется квадрат длины

an проксимирующегоотрезка АВвсоотввтст2 пс виисвырвжением L (х -х,) (н -lg<), полученная в блоке 19 величина дифференнируетса в блоке 20 и по знаку производной определяется направление поворота диссвктора 12 вокруг входной точки А рабочей зоны диссектора 12. По координате входной точки А - центр вращения, координате пэнтрв рабочей зоны точка

-: 01 - начало дуги, постоянной величине

К.— радиусе рабочей зоны радиусе окружности и знаке производной длины аппроксимирующего отрезка в интерполаторе 18 формируются сигналы круговой интерполяции, поступающие на приводы 13. ,:Таким образом, центр рабочей зоны фото квтода движется по дуге 01, 02, радиуса ,. R .вокруг точки А с началом движения в точке 01. Это движвнйе эквивалентно повороту рабочей зоны фотокатода, вокруг входной точки А. Одновременно с движением диссектора 12 по дуге 01-02 интерполятор 18, управляемый потенциалом триггера 30 и Сигналом из узла 29 срав» кения кодов, в соответствии с введенными в него координатами точек А и В - входной и выходной, вьщает сигналы линейной интерполяции на блок 1 6 следящей развертки и через схему 27 управления движением апертуры, счетчики 26 и ПКН 24 перемещает апертуру диссектора вдоль отрезка AB иэ точки B в точку А до пересече ниа гранины 4 рабочей эоны фотокатода сканирующей фаекторией 3. В момент пересечения координаты точки пересечения по сигналам узла 29 и триггера 30 эаносатса В соответствующий регистр 32р а иэ него s интерполятор 18 и в квадратичный функтаоналъный преобразователь 19, Триггер 30 по сигналу из узла 29 изменит состояние по его потенциалу апертуры, в соответствии с сигналами иэ интерполя74661 апертуры, счетчик 28, узел 29 сравнения

Rona, управляющий 30 триггер, коммутатор 31, регистры 32 координат входной и выходной точек и координат центра ðàбочей эойы фотокатода. Счетчик 28, узел

29 сравнения кода, управляющий триггер

30 образуют. схему фиксации коннов ап проксимируюшего отрезка.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии апертура диссектора 12, (см. фиг. 4) расположена so входной точке А (см. фиг. 1) пересечения отслеживаемой кривой 2 с границей 10 рабочей зоны фотокатода 4 (фиг. 2).

Координаты точки А занесены в один иэ регистров 32, координат. - По сигналам из блока 16 следящей развертки аперту-. ра перемещается вдоль отслеживаемой кривой 2. При этом генератор 25 скани- . рующей траектории через ПКН 24 выдает соответствующие напряжения на отклоняющую систему диссектора 12, например, синусно-косинусные напряжения в случае круговой сканирующей травктОриир узел управления движением anepTypbI 27 по сигналам из диссектора 12 с помощью счетчиков 26 и ПКН 24. перемвщаег центр сканирующей трактории 3 вдоль отслеживаемой кривой 2. Координаты .апертуры в подвижной системе координат днссвктора со счетчиков 26 откладываютcs s сумматорах 21 с координатами диссвктора 12, поступающими с датчиков 15 и иэ суьЫвторов 21, и поступают на буферные регистры 22, из которых через блок 22 обмена информацией координаты точек отслеживаемой кривой 2 передаются в ЖМ. При этом схема фиксации коннов аппроксимирующего отрезка, состоящая из счетчика 28 и узла 29 сравнения кодов и триггера 30 в блоке 17 аппроксимации, анализирует число точек пересечения сканирующей траектории с кривой 2: зн один цикл сканирования (число видеоимпульсов за один цикл сканирования).:

При слежении эа кривой 2 число видвоимпулъсов эв цикл равно двум: и узел 29 сравнения кодов нв выдает ситналв. После того, как апертура подойдет вдоль кривой

2 к границе 4 рабочей зоны фотоквтодаточкв В, число пересечений (видеоимпуль сов) эа один никл сканирования будет больше двух (см. фиг. 2). Таким образом„

:в момент нахожлвния апертуры диссектэрв 12 в точке В узел 29 сравнения сфор. мирует сигнал, по которому изменит состояние триггер 30 направления движений апертуры. По этому сигналу и потенциалу

7, 74661 3 8 тора 18, будет перемещачъся в обратном графической информации за счет сокраще: направлении от точки А в точку B. ния длины траектории движения диссектс

За арами перемещения апертур из ра по сравнению с длиной отслеживаемой ючки В в точку А и обратно вдоль отрез- кривой и за счет уменьшения кривизны ка прямой AB диссектор был повернут g траекторйи движения диесектора. Это

Вокруг точки A тж, что его центР пере- позволяет повысить быстродействие при местился нз О1 в 02 и выходной точкой считывании графической информации без стала точка С. Поэтому после прихода повышения характеристик элек громеханиапертуры В точку B по сигналу конца. ческой следящей системы перемещения фолинейного интерполирования из интерполя- hatt тоэлектрического преобразователя. Время т ра 18 схема 27 управления движением считыванйя графической информапии по апертуры осуществляет захват кривой 2, сравнению с. известными способами уменьотслвящвает кривую 2 от точки В до точ- щается в 2-3 раза в зависимости от сложки С - новой точки выход, при этбм Вен» . ности считываемой графической информатиль 23 открыт и разрешает выдачу коор- 15 пии. динат точек кривой 2 в ЗВМ. Посйе приХОДа апЕР Уры В ЧУ С снова йоРТРЯе" Ф о р м „ л а и з О б р е т е н и я ся движение . апертуры вдоль нового aii,проксимирующего отрезка АС от. С к Л . -: 1 У и Мратно до С и слежения от С к 5 при. 2о ч.ской пформаПий; содеращее фотоелек е движение диссектора ос ществлЯетсЯ -"" рийеский преЖраеователь,— механически ьа счет пово ра еж вокруг Вхо ой.жчч жманжуй с пржодами, соединенжп„и с

Nt A в соответствии co знакой и величи- . - AamttK H коордыат, блок слеп ей ра ной производной длинй аппРоксимирующего " вер йи, первый и gyppog þt„îttû „ тброг,, отрезка При РЙВенстве этой НРОизВодной 23 подключ ущ ко Входам фотОэл ектри ескОгО нулю диссектОР будет пеРемещат "Я в«ль -прйй разовател ; в в од которбго coettttaett

6ппРЬксЦРУМе™ МРюка по сй"валам г первь вход блока бредшей развер1линейной интерйолиыии, посЦ пающей йз ::: & т,етий и - -.е, вер,й. „.-„, "а „„-, -, интерполятОРа 1 8 на приВоды 1 4Э кентР : подклг ч ены -i Одйи „, . и, Входо.

Рабочей зоны переходит из ОЗ В 04» точказО ров, др т,ие Входы "комр Ф сое Ы еюй с

Выхода переходит из точки 5 в точ У Р ttstxott дат Иков, коорд ат, i В оды

Апертура tto сигналам линейной интерпо-: = - c Входам„--6 epttt@t реги,„тро, maH перемещаея из Очки Р вдо - -. - юбВЩ йомьчеи ко вхо б ока ж

oTp93Ka FA (см» фиГ 1)1 являющегося " мена информфпйей О т л и ч -а- ю

ttoc>ett™ проmcttMttp ttM o tÐeemoM» З5 с я теМ, что, с иещ ю йовпц ия бис в точку А, однако, в точке А произойпет "рьдейстия, оно -cottePttttti интерМЛЯтор, встреча .апертуры с границей рабочей:. юыратичнь,й ф„ нкпонмьщ,й пр образо зонь4 после чего по сигналу из схемы 29 те,„блок:дифф,ренп Р ван„.я и б „- а@ и триггера 30 координаты точки A - но- :прокс, п,-. „и „, й,-д О" -,, вой входной точки - точки пересечения . 46 нен с Выходом фо о=@ектр, коу, п1 об„, аппроксимирующей прямой с гранипей ра- - . Разователя, вюрой вход с шы и аходом бочей зоны фотокатода заносятся в соот- блока cttettttatea развертки, третий и че» ветствующий регистр 32, в интерполятор вертый ВЫудд с выход в@ю буферных рею. ,18 tt квадратичны" ФункциональttM" пре гистров, пятый и ttteczoi входы с вы)сода образователь 19. После этого диссектор <> ми датчиков координат, а выХоды д управ

12 снова будет пере мещаться за счет ляющими Входами блока Обмена инфбрмй.поворота вокруг точки А. Центр диссекто- цией и с соотве ствующими.вхoдами йнтйр ра 04 будет перемещаться по дуге.ОКРУм полятора, ОДНИ ИЗ Которых полкаОЧейЫ ко ности Радиуса R с пентром в точке "А ; Входам квадратичного функпиоив!ьного. в направлении, определяемом знаком прО™, преобразователя,- выход которого соединвн изводной величины аппроксимирующего с Входом блока дяфферерпярбвания, выход

ОтрЕЗка A g, поступакмпей из блока 20 .-, oporto подкЛЮчей ir, другому вхоДУ ИН дифференцировании на вход интеРФ лятора терполятора, Выходы которого соединены

18. соответственно с управляющими, входами и пай при считыф 1 приВОДОВ и TopbtM Входом блОка следи

СПособ прослеживания линий при счичы,1 ванин графической информации и устройсч щей развертки. во дпа его осуществления поЗволяют зна- a, Устройство по п. 1, о т л ичвтельно повысить скорость считывания ч а ю at е е с-я тем, что в нем блок

Q 746613 1О аппроксимации содержит коммутатор, ре- . гера, тречъему, четвертому, пятсМу и гистры координат, управляющий триггер, шестому входам блока, выходы которого уэел сравнения кодов и счетчик, один соединены с выходами уэла сравнения ковход которого соединен с первым входом дов, управляющего триггера и регистров упомянутого блока, второй вход которого координат. подключен « другому входу счетчика и Источники информатики, саням иэ входов уэла сравнения кодов, принятые во внимание при експертиэе другие входы которого соедйнены с выхь- 1, Поляков B. Г. Переверэев-Ор дами счетчика, à выход - с входом управ- до B. C. Электронные системы след@аей и лмпОп егО триГгера, выходы коммутатора <у раэвертки,- Я, Энергия, 1968. с. 10-3 ° подкл(очены ко входам регистров коорди- 2. Авторское свидетельство CCCP нат, а входы -- соответственно к выходам % 394821, кл. (3 06 К 11 OOå а уела сравиейия кодов, управлякипеГо триг" 1973 (прототип).