Введение к работе
Актуальность теми. Широкое распространение метода фильмовой регистрации разных по физической сущности об^ектор и явлений р различных научнілс и прикладных исследованиях, большой объем информации, снимаемой в эксперименте, требуют создания артоматизи-роранннх систем обработки фотоизображений (АСОНЗ).
Все известные р настоящее рремя АСОКЗ предполагают интерактивный процесс обработки снимка, использующий интеллект оператора для помощи ЭВМ в сложных ситуациях, возникающих при его обработке. Это позволяет снизить требования к сложности технических средстр и программного обеспечения комплекса, сократить стоимость и сроки его разработки. При чтом участие оператора заложено р идеологию, реализацию аппаратных и программных средстр системы. Состав, функциональнче возможности, удобство пользования средствами диалога в значительной степени определяют рремя проведения взаимодействия, степень сложности графической информации, обрабатываемой в системе, и, в конечном счете, производительность АСОИЗ.
Важнейшей задачей р этом случае является исследование, разработка л создание высокоэффективных диалоговых средств оператора системы. Работы по данному напраеленига проводились в МЭИ в соответствии с Постановлением ГКНТ и АН СССР № 537/137 от 10.11.85 ( ОНТП 025. НТП 0.80.03, задание 06.Об.А).
Уникальные технические характеристики современных систем обработки фотоизображений предъявляют высокие требования к применяемым в качестве диалоговых средств оператора интерактирным графическим системам (ИГС). Специфика обработки снимка снижает эффективность использования для этих целей серийно выпускаемых ИГС с классической архитектурой, вопросам проектирования технических средств которых посвящены, в основном, псе известные публикации.
Вместе с тем, практически отсутствуют работы по проектированию специализированных систем, ориентированных на применение В АСОИЗ. Не определены типовые структуры, комплексные оценки для сравнения подобных систем, отсутствуют методики инженерного расчета отдельных блоков системы, нет рекомендаций по их практическому применению.
Цель работы и задачи исследований. Целью диссертационной работы является типизация архитектурно-структурных решений и разработка на их основе методик инженерного проектирования технических средств ИГС, а также практическая реализация диа-логовьк систем обработки графической информации для АСОИЗ.
Указанная цель предполагает решение следующих основных задач, таких как:
исследование и типизация технических средств диалого -вых систем на архитектурном и структурном уровнях;
выделение и формирование набора существенных параметров, позволяющих комплексно оценить структуры ИГС;
классификация технических средств растровых ИГС с использованием предложенных оценок;
разработка методик инженерного проектирования отдельных блоков растровой графической системы, в том числе блоков, определяющих эффективность проведения взаимодействия в графической система;
разработка технических средств функционального контроля, обеспечивающих требуемые показатели надежности работы системы;
разработка с использованием предложенных методик комплексов диалоговых средств оператора АСОИЗ включающих специа -лизироваччые ИГС.
Методы исследования. При исследовании и типизации технических средств ИГС в работе использовались элементы системотехники, алгебры логики и анализа, основанного на обобщении и классификации структурных решений, описанных в известных ра -ботах. При разработке средств функциональной диагностики ис -пользованы элементы теории надежности, при разработке специ -альчых блоков ИГС - математический аппарат теории автомати -ческого управления. Работа некоторых из предложенных струх -тур моделировалась с использованием ПЭВМ IBM PC.
Эффективность предложенных методик проверена при практической разработке и апробации двух ИГС с высоким коэффициен -том интерактивности, а также ряда других устройств.
Чауччап новизна работы заключается в следующем:
I. Выполнен анализ интерактивного взаимодействия в графической системе, выделен и сформирован набор существенных параметров для определения эффективности его организации и
прецложеч комплексный коэффициент интерактивности системы (КИ).
-
Проведена классификация технических средств ИГС на основе введенного коэффициента интерактивности, определены структурно-функциональные признаки систем и изменения архитектуры ИГС в выделенных классах.
-
Предложена обобщенная структурная схема растровой ИГС с высоким коэффициентом интерактивности, ориентированная на применение в АСОИЗ.
-
выполнен анализ известных технические решений, приме -няемых для построения модулей видеопамяти растровых графичес -ких систем и разработана совокупность типовых структурных схем с учетом следующих основных факторов:
универсальности предлагаемых структурных схем;
минимизация аппаратных затрат на реализацию модуля.
-
Предложен способ построения средств встроенного контроля (СЗК) для функциональной диагностики микропроцессорных систем в реальном масштабе времени.
-
Исследованы возможные варианты построения и предложены структурные схемы для проектирования специальных модулей ИГС
с высоким КИ.
Практическая ценность работы определяется тем, что в ней:
получены выражения для комплексной оценки архитектуры ИГС с точки зрения эффективности организации диалогового взаимодействия. Построены семейства графиков для быстрого опреде -ления предложенных параметров, что может применяться при про -ектировании технических средств систем с целью оценки раэлич -ных вариантов их реализации;
предложены новые функциональные схемы для построения отдельных блоков ИГС (некоторые решения защищены АС СССР на изобретение);
разработана методика инженерного проектирования модуля видеопамяти растровой ИГС с использованием предложенных типовых структур;
предложены оригинальные структурные решения для реализации СВК с использованием описанного способа (защищены АС СССР на изобретение).
Реализация результатов работы I. Результаты диссертационной работы использованы при создании двух систем с высоким КИ для комплекса диалоговых
средств оператора АСОКЗ АЗЛТ-2/І60 ( ОКЯИ, Дубна). Апробация приборов проведена на задачах обработки снимков глазного дна человека ( Московский центр микрохирургии глаза). Применение разработанных приборов позволило увеличить общую производительность работы комплекса АСОИЗ при первичной обработке изображения на 5-*? процентов.
-
Разработанные методики проектирования технических средств апробированы при создании адаптера ввода графической информации с электромиографа MG440 (Венгрия) в ГТПЭВМ "Искра-1030". Разработанные технические средства предназначены для интерактирной обработки изображений осцилограми изменения мышечных биопотенциалов человека. Применение описанню методик позволило минимизировать аппаратные затраты на реализацию технических средств адаптера и улучшить условия работы оператора системы.
-
Предложенные СВК микропроцессорных систем применены при создании системы управления автоматизированным контрольно-пропускным пунктом предприятия, что позволило увеличить надежность работы разработанного комплекса технических средств и снизить в среднем ка 70 процентов количество ошибок в выходных данных системы.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались: на областной конференции "Мккро ЭВМ и персональные компьютеры" ( Смоленск, 1985), на девятой Всесоюзной конференции " Планирование и автоматизация эксперимента в научных исследованиях" (Чосква, 1969).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в семи печатных работах, в их числе три авторских свидетельства СССР на изобретение.
Об^ем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 206 страницах, из них 117 страниц основного текста, 46 рисунков на 39 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 106 наименований и приложений.