Устройство для ввода информации
Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам ввода информации цифровых систем обработки информации. Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности устройства. Устройство позволяет повысить быстродействие и достоверность ввода рукописных символов за счет учета их кинематических характеристик. Устройство для ввода информации содержит клавиатуру I с датчиками, блок II постоянной памяти, группу регистров 5, регистры 6 и 10, первый и второй блоки формирователей импульсов 2 и 7, блок 4 ассоциативной памяти, шифратор 8, элемент НЕ 9, распределитель импульсов 3. Распознавание вводимых символов ведется в процессе письма на основе анализа кинематических характеристик, то есть на основе анализа движения тупа при написании символов. В процессе письма также происходит автоматическая стабилизация символов с помощью бинарных признаков , что позволяет в большинстве случаен отсеивать особенности почерка. 7 ил. (О (О
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1381473 А 1 11 4 G 06 F 3/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ го, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4113861/24-24 (22) 01.09.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В. И. Корнейчук, А. П. Марковский, О. В. Масленников, Н. Д. Федотов и В. А. Но.виков (53) 681.327.11 (088.8) (56) Заявка Франции № 2220832, кл. G 06 F 3/02, опублик. 1974.
Авторское свидетельство СССР № 920689, кл. G 06 F 3/02, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА И НФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам ввода информации цифровых систем обработки информации. Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности устройства. Устройство позволяет повысить быстродействие и достоверность ввода рукописных символов за счет учета их кинематических характеристик. Устройство для ввода информации содержит клавиатур 1 с датчиками, блок 11 постоянной памяти. группу регистров 5, регистры 6 и 10. первый и второй блоки формирователей импульсов 2 и 7, блок 4 ассоциативной памяти, шифратор 8, элемент НЕ 9, распределитель импульсов 3. Распознавание вводимых символов ведется в процессе письма на основе анализа кинематических характеристик, то есть на основе анализа движения щупа при написании символов. В процессе письма также происходит автоматическая стабилизация символов с помощью бинарных признаков, что позволяет в большинстве случаев отсеивать особенности почерка. 7 ил.
1381473
Изобр<(ение относится к автоматике и вычислите,(ьной техник<, в чаетности к устройствам вв(>да информации, и предназначено для ввода произвольных символов в ЭВМ, инф()рмационно-поисковые системы, автомаii«ill)<>fiHf i истемы обработки информации. 1 ель изобретения — повышение быстродействия и надежности устройства. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для ввода информации; на (!)IIf. 2 и, 3 ст руктурная схема первого блока формирователей ил<пульсов; на фиг. 4 структурная схема второго блока формирователей импульсов; на фиг. 5 структурная схс л(а ячейки ассоциативной памяги; на фи(.. 6 структурная схема рар< :«.<и(с,>н ил>пъльсoB на фиг, 7 с lру.> !>«,I>f xi ма датчика клавиатуры. Усгройс»I<> для ввода информации (фиf I f О цр,+,иT клавиаTóðó 1, первый б" >к " ф<>рмпрователей импульсов, распре.liilH i,li> 3 ИЛ>иу>Ьс ОB, бЛОК 4 аССОцИатИВНОй fr I Mÿòè I руf1llу ()i I истров 5, первый регистр <, f f <)J)<>Il О.(ок 7 форл(ирователей импульсов, п(ифра >О() 8, элемент HE 9, второй регистр 10 и <>лок ! ii<)«i<)HIIHoH памяти. (l l (J) ii ()<)o >fr ) сr I)<»fir II;I н блоков 12 — 28. Кл,>(>и(>гура 1 представляет собой прямоу; ).«>ну н) матрицу с датчиками 29„(i=1,è, / — 1,: ) р,i <мором и строк и (! столбцов, имитирун)шун> одну или несколько (в зависим<н ги >г f«>«e(>I;I) обычнь>х строк для письма (3flxoды д;ll ÷èêoí 29<, (i= !,и) у-го столбца < () (< дii If«ни эл< ментом ИЛИ ЗО, выход ко> <.J)ОI 0 я>>.;>iñ1«H ныxодОM 13, (J= 1,()) . Выходы д»гчикон 29» (>= l,i ) i-й строки обьедиffvffI,I э.«ме>гг<)м ИЛИ 3!,, выход которого я> .IH<. тся входом 12, клавиатуры ((=),и) . (! рный б.loê 2 формирователей импульс<»> (ф>» 2 н . 3> i Одержит шифраторы 32<, 32 и 3:3 < i «< тры 34i и 34, элементы ИЛИ 3, ),,), ) 36>) и, 36)<, схемы 37!, З7, 38> и 38> с(>,i»!« iri 1(>,, 1(>, л («нты И 41> 41<, элементы 1!.!1! 4",i -12,, i>rciчнки 4З< - 43», причел(ll< I>«I,I. r, flJ> i <>< iHH(i < l:(>кгов»,л<и входами регистров З4 и 7>-три(I < ров 40, <1 второй управляющий Hx() 27 уст ройс-.ва iоединен со входами i< ã;III<)III,If в нуль регH«Tpof>, 34 и через элел>< нт(,< 11. (1! 42 с< входами установки «пуль < «чиков 43. (>,i(к -1;«со«вотивной п((мятисодержит, »,"!; (> ll«р;>зря.T>ff>lx ячеек 4, (i=!,k, J= J,(I) I i > I I () >> li I « ) и (> (T И . Вг >р и (.«>K 7 формирователей импуль, >и ((J)HI -11 o<,:IHJ)ë HT элел(енть> HE 44, 41„. и -> «xc»rlл И 45> 45,> и 46>- 46„. >!>«йкн 4,(бл<)к;> 4 ассоциативной памяти со. «()ж;>г лел(< нты И-(JF 47 и 48, реаНОТо1 ы 1<> . 1, IIEET(>!<ники 52 и 53 напряжения, ),.< .r(» г JJ )4 ii пер< л».>чку 55, которая н (>!>; ((<< н )тонлеllHH интегральной схемы 55 может либо присутствовать, либо отсутствовать, в зависимости от того, записывается в ячейку 4 единица или ноль. Распределитель импульсов 3 (фиг. 6) содержит элемент ИЛИ 56, счетчик 57 и дешифратор 58. Датчик 29;, клавиатуры 1 содержит резистор 59 и фотодиод 60. Устройство предназначено для ввода рукописных символов в ЭВМ. Вводимую информацию «пишут», например, ручкой, пальцем или щупом на наборном поле клавиатуры. В щуп, например, могут быть встроены два контакта, которые замыкаются (размыкаются) при отрыве щупа от наборного поля таким образом, чтобы при этом на управляющем входе 27 устройства устанавливался уровень логической единицы. После написания каждого символа щуп должен быгь оторван от наборного поля. Распознавание ведется в процессе письма на основе анализа кинематических характеристик вводимых символов, т. е. на основе анализа движения щупа при написании символов. В процессе письма также происходит автоматическая стилизация символов, т. е. приведение их к некоторому стандартному виду с помощью следующих девяти бинарных признаков (рецепторов): P<> — — отрыв щупа (пера) от наборного полн (логическая «1» на входе 27); Pi — смещение щупа вверх на пороговую величину Л; Р— смещение щупа вниз на пороговую величину Л; Р) — смещение пера (щупа) вправо на пороговую величину Л; Р< — — смещение щупа влево на пороговую величину Л; Р,; смещение пера по биссектрисе угла между Pi и Р) на пороговую величину Л; Р, — — смещение щупа по биссектрисе угла между Р2 и Р4 на пороговую величиH» Л; Р7 -- смещение щупа по биссектрисе угла между Р2 и Р) на пороговую величину Л; Рн смещение щупа по биссектрисе угла между Р> и Р< на пороговую величиfr)< Л. Стилизация символов в процессе письма заключается в том, что криволинейные участки траектории движения пера (щупа) с помощью рецепторов преобразуются в прямолинейные отрезки стандартной длины с близкими к реальным, но фиксированными углами наклона, что позволяет в большинстве случаев отсеивать особенности почерка непосредственно на уровне рецепторов. Таким образом, любой символ преобразуется устройством в последовательность кодов рецепторов, сработавших во время его написания. Устройство для ввода информации работает следующим образом.! 381 1/3 Когда оператор чертит на наборном поле клавиатуры 1 символ, он последовательно затемняет некоторое множество датчиков 29. Любое движение щупа по наборному полю клавиатуры 1 приводит к последовательному появлению единичных сигналов на выходах, соответствующих местонахождению щупа, элементов ИЛИ 30 и 31. Сигналы с соответствующих текугцим координатам положения щупа выходов элементов ИЛИ 31(и 30, поступают соответственно на входы 12, шифратора 32(строк и шифратора 32> столбцов первого блока 2 формирователей импульсов. Сигналы кода координаты строки текущего положения щупа с выходов шифратора 32) строк поступают на первые группы входов схем 37I и 38, сравнения, а также на регистр 34I, где записан код предыдущей координаты строки. Этот код с выходов регистра 34(поступает на вторые группы входов схем 37(и 38( сравнения. Если значение текущего кода 20 координаты строки больше, чем предыдущее значение этого кода, записанное в pef.ff(..Tре 34I (щуп сдвинулся вверх), то появляется единица на выходе схемы 37(сравнения, если меньше, то единица появляется ны выходе схемы 38(сравнения (гцуп сдвинулся вниз). Любая из этих единиц поступает ны элемент ИЛИ 36(и с его выхода подается на управляющий вход разрешения записи регистра 34), следовательно, в регистр 34( записывается текущая координата строки (ffo переднему или заднему фронту синхроимпульса, подаваемого с управляющof() входа 26 устройства на синхровход регистра 34(), а с его выхода она поступает на вторые группы входов схем 37(и 38(сравнения, в результате чего ны выходах сх(м 37 и 38(сравнения появляется нуль. Таким образом, при передвижении щуlld вверх или вниз на расстояние одного датчика на выходах схем 37I или 38I сравнения формируется импульс, который поступает на инкрементирующие входы счетчиков 43 40 или 43;) соответственно. Лк)бой из выходов счетчика 43(может являться выходом рецептора Р(в зависимости от того, какук) величину смещения щупа приняли за пороговую величину Л. Следовательно, величиной порога ъ можно варьировать для «подстрой45 ки» устройства под боле(мелкий или более крупный почерк человека. Аналогично, любой из выходов счетчика 43) может являться выходом рецептора P . При отрыве щупа от наборного поля клавиатуры 1 конец написания символа на управляющем входе 27 устройства появляется уровень логической единицы, который поступает на вход установки в нуль регистра 34(. Элементы ИЛИ 35(и И 39(служат для того, чтооы в момент прикосновения 55 щупа к наборному полю клавиатуры 1 для написания очередного символа, нуль на нь(ходе элементы ИЛИ 35(блокировал бы схему И 39ь и импульс с выхода схемы 37I ср;)внения не проходил на инкрел(ентирующнй вход счетчика 43 . Полностью аналогично вышеописанной схеме обработки строк работает схемы обработки столбцов, состоящая из шифратора 32) стол6цoB, схем 37 и 38) сравнения, регисгра 34>, элементов ИЛИ 35 и 36 и 39). счетчика 43», выход которого является выходом рецептора Pl, и счетчика 43-„выход которого является выходом рецептора Р,. Если смещение щупа происходит не вертикально или горизонтально, а под какичлибо другим углом. то при этом одновременно снимаются импульсы с выходов одной из схем 37(или 38 сравнения, и одной из схем 37 или 38> сравнения. При этом, если смещение щупа происходит, напричер, llo биссектрисе углы между направлениями дсиствия рецепторов PI и Р), то импульсы сничак)тся «о схем 37(и 37 сравнения. Снимаечые импульсы через элемент И 41) поступают на инкрементирую(ций вход с.ч(тчика 43(„любой из выходов которо(о мож«T 6hITh выходом рецептора P-, Если же смещспие щупа происходит не по биссектрисе углы, например, между Р(и PI, то быстрее срабатывает T(т рецептор (PI или P)), ближе h которочу происходит траектория движения ièóïа. Полносгью аналогично рецептору P=, р;)6()тают рецепторы P,„P-, и Р)(. При cðdáàòf (H;Iíffè любого из рецепторов Р(Р» логичсскыя единица с выходы соответствуfofff(. го рецептору с гетчика 43, f«)(Ti ffd(.T на вход соотвс тствующего D-три(геры 40,, в результ;)те чего с прп.".идол(очсредного синхроич пульса с управляю;цегс) входа 26 устройства единица записывается в триггер 40, и через элемент ИЛИ 42, посту п()с ) Hd вход установки в нуль данногo счетчика 43,. С6рос сч Tчиков каждого из рецептор()н происходит также по сигналу P() (при отрыве щупы от наборного поля) или при сра6атывынии любого из соседних (двух) с данным рецептором. Для рецептора PI, наиричер, такичи будут Р, и Р;, В этом случы( сбр(гс осуществляется подачей через соогветствующую элемент ИЛИ единичного сигнала на вход установки в нуль данног() счетчика. Такич образом, в любой момент вр«мены единичный сигнал может быть ны выхо.)с только одного из рс цеf)T01)oB Pi — Р. С выходов счетчиков сигналы посту пык)т ны входы восьчивходовогo ц)ифр()тора 33, который производит кодировку сры6от(if)III< го рецептора для дальнейшей записи этог( кода в группу регистров 5. B процессе вво f;I символа сигнал с выхода счетчика лк)6ог(> срыботавшегo в какой-T() чомепт времени рец пторы через п(ифрытор 33 и трехи;()д() вой элсмеllT ИЛИ 56 по тупыет fin инкр( чептирук)(ций Hxo;I « I(T÷ffh;) 57, увели II) ff 1381473 с го (о. 1()HII>1(113 единицу. Код, с выхода с ц т >ик» 57»o(тупает на входы дешифра тор» 58, в результате чего единица появляется II» следующем (1+1)-ом его выходе. с. этого выхода дешифратора 58 логическая (fit>if»l;> 1>осту пает Н3 соответствук)щий вход > РЕГИ(тр»В 5, 3 таКжЕ На ВХОД уСтаНОВКИ в единицу (i+1)-го триггера 6 (i+1)-го регистры 6, н результате чего код сработавiIf(.i <> рс>>в»тора с шифратора 33 записыва- !О ется н (i+ ) -й регистр 5 (i+1) -й группы p(I H(тров 5, 3 (1+1) -й RS-триггер 6 (!+1)го регистры 6 маски устанавливается в единицу. !1ри дальнейшем движении щупа срабат tB;>cт очередной рецс птор и его код с шифторы 33 l;>tifi(ы(>иется в (1+2) -й регистр 5 (i+2)-й i руп»ь> регистров 5, à (i+2)-й RSтриггер () ((+ 2) ->.о регистра 6 устанавлиН3(1 < Я Н ((11 Il И I() И T 1. При о>рывс ц!хпа от наборного поли клани;1(хр>,1 1»(и<>сok»H единица с х<правляюIfi(I(> и, ).(fi " ) (>ройства поступает на вход ус>,>н<>ик,> чегчика 57 н нуль и счетчик сбраын;>(. I н B II) I lð» этoм появляется едини >ный сlti f>;tл н» м 131IIIEм выходе 15i деI.III<()J), >1»р; 58 ()н»ос гу»ает на вход разреfII(»ин >;»1»(и р ги Tð» 51 группы регистров 5 2 и уст;»1»н.if 1«;f(т Ii(. рный триггер 6! регистра t> н с (и»и>сi. Триг>с р 61 регистра 6 должен быль 11(Р. ) >ригt (po÷, 3 S-триггером, т. е. »J)ii (н>д;>÷ñ «х<>а»ого н»бора оН должен уста» 1нл и fl;f гься в ели 1 1 и»у. Таким образом, l) f)(>ffo >, си> I«). If () fotfk > к записи первого с f) fi6(>Tif f1»!(() р ll(1>гор» очередного сими(>л;! . T;>k»f)I <>бр»з<>м. в результате написания If(>6»I. I «>ми»лов B >< первых подрегистрах 5 5 (и I »clр;> 5»ризнака опроса будет fI;I x<>;>II f Iк я «ц. I(;t<>ff;> r(.rf üío(rü кодов срабо1;>iilfi,f . р(1(е» I<) f)()>f, > А»с рных три> перов t),i 1>„,„ i >i(iр,;1 6 t(f(kft 6y;iyT установлены B С. IH if if ii (1(llô(рх»>1(»я с f>fix»,toB 17 19 регистра 5 п(»13»;>к,f < ир<>с» и выходов 16 регистра 6 40 м>1 kl!» >сl у»» т н,l блок 7. Преобразование нх(>„,1)й Ifi!ф >рм»ции в блоке 7 производится с,цду ми»ил> )бр» 1<>м (рассмс>трил(1-й разряд с>.l<)k» 7, <)6 <у кив;>к>ц(ИЙ J-й подрегистр 5, рс I ис>р>1 5) II() ff:fffflkiI опроса): rfpH подаче е.,ини»«>«>, игн»,»; на вход 16,, блока 7 на 45 ег > вь>х >д»х 21) и 21„20 > i и 21, 1, 201 и 21, i »< ни, н>ся (<«>гв«тственно прямое и (>бра Гll()(lfi 18, и (!>, 6.1 )к,> (1=-3, 1=3). (IpH подаче ff).I(. )«1:)» н;> I;I I!,I Bxo,l, 16, блока 7 н3 всеx в I <);I f). 21(li 21» )являются нули, что исключ;>с 1 /-и;«> (рсги(тр 5)> регистра 5 признака ()I .р<« -i I )» р;1 (1>и сравнения. С:игll>f.ff,l (и>,>х<)д(>в 20, и 21, коммутатоJ)ki> 4, op<>fl>IHB3loTOЯ с их содерж и м ы л>, » н,>уч;1(совпадения аргументы н<>и(к;« ").I< (>H fff(f»fft ячейки 4„или при м; kир<>«;»<чи (г() р;«ря13 н3 выходе ячейки 4„формируется сигнал единичного уровня. Если при таком поиске для i-го слова накопителя не произойдет ни одного несовпадения в ячейках 4„(j= l,n), то на шине 22; поиска установится потенциал единичного уровня, что означает совпадение вводимого символа с эталоном, т. е, опознание символа. В этом случае единичный сигнал с i-й шины 22i поиска поступает на >-й вход шифратора 8 и код с его выхода принимается в регистр 10 адреса символа. При отрыве щупа от наборного поля по сигналу на управляющем входе 27 устройства воспрещается запись информации с выходов 23 шифратора 8 в регистр 10 адреса символа, а разрешается прием информации из регистра 10 на адресные BxoJhf 24 блока 11. На выходах 25 блока l f появляется настоящий код вводимого символа, например, в КОИ-7. Единственное требование к блоку 11: в нем должен быть записан по адресу 00 "0 код ошибки, т. е. отказ от распознания символа. Это происходит в случае несовпадения слова, записанного в регистре 5 признака опроса ни с одним из слов блока 4. Как уже указывалось выше, при отрыве or наборного поля 1 происходит установка на всех S-входах RS-триггеров регистра 6 маски, крол(е первого S-триггера 6i, нулевых сигналов, поступающих с выходов 15 дешифратора 58, а сдиничный сигнал с управляющего входа 27 устройства при этом поступает на входы установки в нуль всех триггеров регистра 6 маски и сбрасывает их в нуль, »одготавливая таким образом, регистр 6 к приему очередного символа. Для повышения надежности распознания вводимы символов можно в боке ассоциативной памяти иметь несколько вариантов эT»ëîHов на каждый символ (несколько слов накопителя). В этом случае нужно только соответствующие этим вариантам шины 22 поиска для каждого символа объединить по ИЛИ. Формула изобретения Устройство для ввода информации, содержащее клавиатуру, первый блок формирователей импульсов, первый и второй регистры, блок постоянной памяти, выходы клавиатуры соединены с информационными входами первого блока формирователей импульсов, отличак>щееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены блок ассоциативной памяти, шифратор, элемент НЕ, группа регистров, распределитель импульсов, второй блок формирователей импульсов, выходы первого блока формирователей импульсов соединены с информационными входами регистров группы, и распределитель импульсов, синхровход первого блока формирователей импульсов является синхровходом 1381473 устройства, входы сброса первого блока формирователей импульсов, распределителя импульсов, первого регистра, вход элемента НЕ стробирующий вход блока постоянной памяти объединены и являются управляющим входом устройства, выходы блока постоянной памяти являются выходами устройства, выходы распределителя импульсов соединены с информационными входами первого регистра и соответствующими входами записи регистров группы, выходы которых соединены с информационными входами второго блока формирователей ими лисов, выходы первого регистра соединены с управляющими входами второго блока форчирователей импульсов, выходы которого соединены с входами блока ассоциативной памяти, выходы которого соединены с входачи гннфратора, выходы которого соединеHbl с информационными входами второго регистра, выходы которого соединены «адреснычн входами блока постоянной начяти, выход элемента НЕ соединен с входоч записи второго регистра.! 381473 )7)g Фиг. 3 1381473 1381473 Z0J Zá 15rrr 143 Жг 141 фиГ 7 Составитель И. Карпова Редактор Л. Ренин Текред И. Верес Корректор В Бчтяга Заказ 843j43 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )K 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
