ПЕТРО КОНДРАТОВ
Народився в 1938 році. У 1960 році закінчив радіотехнічний факультет Львівського політехнічного інституту за спеціальністю інженер-радист. З 1975 року – кандидат технічних наук за спеціальністю «Обчислювальна техніка», старший науковий співробітник. Працює у Львівській політехніці з 1960 року. Пройшов шлях від інженера до завідувача лабораторії. З 1995 року і дотепер старший науковий співробітник НДКІ ЕЛВІТ. Ветеран праці. Автор численних наукових праць і 98 авторських свідоцтв та патентів. Фахівець у галузі оптоелектронної обробки зображень.
Оптичне розпізнавання символів (англ. optical character recognіtion, OCR) – це механічне або електронне переведення зображень рукописного, машинописного або друкованого тексту в послідовність кодів, що використовуються в текстовому редакторі. – Вікіпедія
Сканер (англ. scanner) – пристрій для отримання комп’ютерного цифрового зображення. Процес отримання зображення називають скануванням. – Вікіпедія
Тепловізор (англ. infrared camera) – оптико-електронний прилад для візуалізації температури поля та вимірювання температури. – Вікіпедія
Початок шляху
Переступивши вісімдесятирічний рубіж, мимоволі замислюєшся над моментами, які визначили мою долю. Таким визначальним кроком стало рішення взятися за науково-дослідну роботу. В той час я був студентом 3-го курсу радіотехнічного факультету Львівського політехнічного інституту. Разом з однокурсниками Зеноном Гріцківим, Юрієм Чемерисом і студентом 4-го курсу Геннадієм Туркіновим ми влилися в дружний колектив створеного в 1959 році НДС-2 нашого факультету. Керував і спрямовував нашу діяльність талановитий учений і викладач, у майбутньому керівник мого дипломного проєкту – Костянтин Семенович Глиненко. За його задумом ми мали розробити схему, змонтувати вузли, налагодити і продемонструвати роботу кольорової телевізійної трубки виробництва США. Не зайвим буде нагадати, що в ті роки наше дозвілля скрашувало чорно-біле телебачення. У мене вдома стояв популярний апарат «Знамя-58», який я неодноразово ремонтував. Тепер відходять у небуття кольорові кінескопи. Їх замінили великі кольорові панелі з високою роздільною здатністю. А в той час побачити колір на екрані було межею наших мрій. Забігаючи наперед, скажу, що навіть сім кольорових смуг на екрані нашої американської трубки справляли на невибагливого глядача сильне враження.
Кожному зі студентів Костянтин Семенович виділив певний обсяг роботи. Мені з Юрієм випало спроєктувати, побудувати й налагодити блоки задаючого генератора і синхронізатора, Зенонові – блок розгорток, Геннадію – джерело високовольтного та низьковольтного живлення. За кілька місяців була знайдена і вивчена потрібна література, намальовані принципові схеми блоків, і перед нами постало питання їх практичного втілення. З цією метою за вказівкою керівника робіт на складі нам видали два алюмінієві листи відповідного розміру й товщини для виробництва шасі наших макетів. Оскільки в НДС-2 не було своєї слюсарної дільниці, за домовленістю нас із Юрієм скерували в НДС-1, де така дільниця була. Містилася вона у підвалі головного корпусу університету. Керівником НДС-1 у той час вже був Б.Й. Швецький. Так відбулася наша з ним перша зустріч шістдесят два роки тому. Вислухавши наше прохання, Борис Йосифович викликав слюсаря і попросив допомогти студентам. Треба було не тільки вирізати заготовки і зігнути шасі, а й просвердлити потрібну кількість отворів для закріплення панельок під радіолампи, які становили основу елементної бази для побудови наших вузлів у ті роки. Більшість використаних у наших схемах ламп становили лампи 6Н2П (подвійний тріод) для побудови тригерів, на яких збирали схеми лічильників. Для закріплення панельок під ці лампи треба було просвердлити велику кількість отворів діаметром 22 мм. Слюсар «просвітив» нас, що на дільниці таких свердел немає, а максимально велике свердло, яке можна знайти, – 19 мм. Для того щоб довести отвори до потрібного розміру, він забезпечив нас напилком. Так ми на практиці дізналися, що безвихідних ситуацій немає. «Пиляйте, Шура, пиляйте, вони – золоті», – процитував класику Швецький, спостерігаючи за нашою «науковою» роботою.
Зате далі змонтувати панельки, підвести напругу і вставити потрібні лампи було справою техніки. Тому швидко наші шасі тішили око авторитетної комісії, яка прийняла «на ура» черговий етап роботи. Радіолампи світилися. Добре, що ніхто з членів комісії не захотів оглянути наші порожні блоки зсередини. Ми автоматично склали залік за фахом і продовжили свої дослідження. За два роки ми змогли продемонструвати на захисті диплома надзвичайно яскраві й насичені кольори на екрані американської трубки. Це викликало непідробний інтерес членів комісії із захисту дипломних проєктів, завдяки чому ми захистилися на відмінно. Серед членів комісії на захисті був присутній Борис Йосифович Швецький. Це багато в чому визначило мою майбутню долю.
На розподілі мені запропонували працевлаштуватися в Інституті автоматики та електрометрії Сибірського відділення Академії наук СРСР, розташованому біля Новосибірська в академмістечку. Не маючи серйозних аргументів, щоб не погодитися з такою пропозицією, я поспішив «порадувати» своїх батьків перспективою потрапити до авангардних рядів радянської науки. Вони, звичайно, були проти, особливо мама, у якої я був єдиною дитиною. Мама разом зі мною, поки батько воював, стійко пережила всі тяготи евакуації і труднощі воєнного та повоєнного часу. Але «борги батьківщині» треба було віддавати, тому і я, і вони змирилися з майбутньою розлукою. Ось уже й готовий випускний альбом, у якому на тлі карти Радянського Союзу були вміщені маленькі портрети випускників у місцях їхньої майбутньої роботи. В районі Новосибірська серед групи осіб є і моя фізіономія. Однак усі мої плани й наміри були порушені телефонним дзвінком незмінного секретаря нашого факультету Зої Сергіївни Позднякової. Вона передала запрошення Бориса Йосиповича Швецького завтра терміново прибути о дев’ятій годині до його кабінету на серйозну розмову. Чи треба говорити про те, який я був заінтригований цим дзвінком та інтересом Швецького до моєї скромної персони. О дев’ятій годині я постукав у двері його кабінету. «Послухайте, Петре, чому вам так не подобається Львів, що ви готові віддати себе на поталу сибірському ведмедю взимку і комарам – улітку?» – такими словами зустрів мене майбутній шеф. «Львів – моє рідне й улюблене місто, але мене розподілили в Новосибірськ, куди я не рвуся, хоча мені обіцяли цікаву роботу», – відповів я. «Ну, роботою я вас забезпечу найцікавішою й у великій кількості. Так що виходьте на роботу просто завтра, а на поталу ведмедям і комарам нехай їде той, кому Львів не подобається», – сказав він насамкінець. Про відпустку, яка мені належала за законом, я згадати посоромився, тому, кивнувши на знак згоди головою, поспішив повідомити батькам радісну звістку. Пізніше я дізнався, що мене «обміняли» на іншого випускника, доля якого теж могла скластися інакше, якби він залишився працювати у Львові. Наступного дня я вже сидів у кабінеті начальника відділу кадрів НДС-1 і заповнював потрібні для вступу на роботу документи. Разом зі мною на роботу в «контору Швецького» потрапили мої однокурсники: Алік Агізім, Єжи Король і Ірина Богоявленська. За кілька днів був оформлений пропуск, і я став регулярно відвідувати затишну будівлю на вулиці Миру (тепер – вулиця Степана Бендери), яка стала мені рідною. Змінювалися неодноразово назва нашого закладу, вулиця і будинок, у якому він розташовувався, але незмінною була спорідненість душ людей, що працювали в його стінах. Я це відчував усі шістдесят років, які пропрацював там.
Двоє людей з потрійним прізвищем
Перед тим як розповісти про перші мої успіхи і невдачі як молодого спеціаліста, слід для розуміння суті сказати хоч кілька слів про батьків-засновників нашого інституту – О.О. Харкевича і К.Б. Карандєєва. З одним із них – Олександром Олександровичем Харкевичем – мені пощастило зустрічатись особисто. Видатний і талановитий вчений, визначний фахівець, він у той час керував московським Інститутом проблем передачі інформації Академії наук СРСР (ІППІ).
Водночас він стежив за розвитком свого дітища у Львівському політехнічному інституті. За домовленістю з Б.Й. Швецьким, у нас мали початися спільні роботи з автоматичного розпізнавання рукописних цифр на базі «слідкуючої розгортки» – одного з перших у Союзі сканерів рукописних знаків.
Для реалізації цих планів до нашої лабораторії відрядили двох молодих і перспективних співробітників ІППІ – В’ячеслава Переверзєва-Орлова та Володимира Полякова (Славу і Владика). «Двоє людей з потрійним прізвищем», – так надалі називав їх Швецький, великий прихильник і майстер гострого слівця. Працював я тоді в групі Євгена Пантелеймоновича Соголовського – мого безпосереднього керівника. Людиною він був небагатослівною, але мав основні риси справжнього керівника – створювати сприятливий клімат у колективі, заохочувати ініціативу підлеглих і не давати їх скривдити. Наступного дня я познайомився зі Славою і Вадиком та їхнім творінням. Творінням був макет у формі трьох блоків з великою кількістю змінних резисторів на передніх панелях. Після нетривалого складання й налагодження, що полягало у встановленні за допомогою згаданих вище потенціометрів відповідних режимів зібраних на радіолампах вузлів, макет був готовий до демонстрації. Об’єктом для простеження слугували рукописні, точніше – «рукодільні», цифри з дроту, які треба було покласти на плоский екран передавальної електронно-променевої трубки – «дисектора». Його особливістю була наявність точкової діафрагми, що давало змогу здійснювати колове сканування перетвореного фотонного потоку від зображення за допомогою відхилювальної системи. Під час колового сканування фіксувався момент перетину апертурою дисектора з контуром або лінією цифри, а фазова прив’язка до напруг, що формує таке сканування, забезпечувала можливість формувати сигнали, які переміщують центр кругової розгортки вздовж контуру або лінії цифри. Демонстрація макета викликала значний інтерес у наших керівників – Швецького і Соголовського. У мої обов’язки входило за короткий час навчитися керувати цим дивом техніки. З огляду на те, що Слава і Владик збиралися відбути до столиці наступного дня, часу було обмаль. Залишок поточного й початок наступного дня були витрачені переважно на екскурсії Львовом і коротку розмову про те, як демонструвати макет. Довелося замалювати всі робочі положення шліців більш ніж двадцяти потенціометрів, щоб налаштувати потрібний режим сканування. Так, за влучним висловом шефа, я став невіддільним додатком макета і до певної міри факіром – «воно без мене не працювало». Водночас ми з моїми керівниками розуміли, що треба значно модернізувати такий сканер. Він має сприймати звичайні графічні зображення, написані звичайним олівцем або ручкою на паперовому носії. Вирішили в ініціативному порядку опрацювати всі потрібні зміни й розробити новий оптоелектронний вузол за схемою «біжучій промінь», а крім того, максимально використати у схемах макета не лампи, а транзистори. Результати цих досліджень запропонували оформити у формі доповіді на семінарі в О.О. Харкевича в ІППІ. За місяць новий варіант «слідкуючої розгортки» було розроблено і схвалено, а мене – відправлено у перше в моєму житті відрядження до Москви. Вдало виступивши на семінарі, я був представлений Харкевичу, який після обговорення технічних питань жваво цікавився станом справ у не чужому йому науковому підрозділі Львівської політехніки. Хоч би де працював цей видатний учений – «живий класик», там завжди панувала атмосфера доброзичливості, допомоги й уваги до молодих наукових кадрів. Дружньою і плідною на довгі роки стала моя співпраця зі Славою і Владиком, володарями «потрійного прізвища», а потім і з їхніми учнями – Андрієм Кукіновим і Олегом Огановим.
Перший сканер
Через чотири місяці після повернення з Москви в 1962 році схема «слідкуючої розгортки», яку затвердив Є.П. Соголовський, зусиллями конструкторського відділу, механічної та монтажної дільниць була втілена в макет. Електронно-оптичний вузол був реалізований на електростатичній ЕПТ 13ЛО37А, 2-х ФЕУ31, об’єктива «Геліос-44» і дзеркала із зовнішнім покриттям. У площині фокусування об’єктива перебувала паперова картка з намальованими графічними фігурами. Після наполегливого двомісячного налагодження з участю Євгена Пантелеймоновича був досягнутий стабільний режим простеження центром «кола» контуру або лінії графічної фігури. Реалізація режиму слідкуючого сканування дала змогу одночасно з координатним аналоговим описом контуру зображення отримати векторне, що фіксує послідовність зміни напрямків переміщення центру «кола» сканування.
Ця особливість сканування у майбутньому була використана в розробленні «читаючих автоматів» і систем «світлового пера». Прилад «слідкуюча розгортка» був одним із перших у СРСР, і його тривалий час експлуатували в ІППІ АН СРСР, якому він був переданий у тимчасове користування. Удосконалюючи своє творіння, автори успішно запатентували дванадцять різних систем апертурного і безапертурного слідкуючого сканування. Серед перших авторських свідоцтв були АС СССР № 181392 «Способ поиска и прослеживания контура изображения тонким лучом» Кондратов К.А., Переверзев-Орлов В.С., Агизим А.М., Соголовский Е.П., АС СССР № 558285 «Устройство следящей развертки» Кондратов П.А., Соголовский Е.П. Подальшого розвитку такий принцип сканування набув у спільних розробках з ІППІ АН СРСР: «Цифрова слідкуюча система», «Робот» і «Робот-2».
Останній пристрій містив рекордну кількість тригерних схем – чотириста модулів, зібраних на базі транзисторів МП416Б. Показником їх спрацьовування слугували газорозрядні індикатори МП3 (400 штук), які для стабільної роботи потребували попереднього багатогодинного «тренування». «Роботи» поєднували в собі елементи растрового й колового сканування і давали змогу отримувати векторний опис графічного об’єкта для його подальшого розпізнавання. З метою реалізації алгоритму розпізнавання цифрова інформація передавалася в ЕОМ «Урал-14». Успішна робота «роботів» дала можливість розпочати розроблення малогабаритної читаючої машини, що розпізнавала десять рукописних цифр.
У ті роки в країні стала бурхливо розвиватися кібернетика, з’явилися серійні вітчизняні обчислювальні машини, перші автомати, керовані голосом. Таку «мишу», що реагує на команди «стій», «йди», змайстрував і Євген Соголовський. Цілими днями з його кабінету ми чули: «стій», «йди». Уперта «миша» не хотіла стабільно виконувати команди свого «батька», але приходив зацікавлений Юрій Юзевич, який прагнув дізнатися, на кого так кричить спокійний і небагатослівний Соголовський. Він підходив до об’єкта і тихесенько свистів. На диво, «миша» починала підкорятися такій команді.
Роботи з оптичного розпізнавання символів проводили не тільки в Радянському Союзі. В 1974 році американець Реймонд Курцвайл (Raymond Kurzweil) створив компанію «Курцвайл Комп’ютер Продактс» і став працювати над розвитком системи оптичного розпізнавання символів, здатної розпізнавати текст, надрукований будь-яким шрифтом. У 1976 році він представив машину читання для сліпих, яка поєднувала технології планшетного сканера і синтезатора мови, а в 1978 році розпочав продаж комерційної версії комп’ютерної програми розпізнавання символів. У 1980 році його компанію купила відома у світі фірма «Ксерокс». Перший ручний монохромний сканер тайванської фірми MUSTEK для персонального комп’ютера з’явився на ринку тільки 1989 року.
У СРСР також наприкінці 1980-х років в Інституті автоматики та електрометрії СВ АН СРСР ініціативно був створений монохромний проєкційний сканер Uniscan, а в 1995 році Андрій Бризгалов заснував у Новосибірську одне з перших інноваційних підприємств ТзОВ «Уніскан», яке виготовляло проєкційні сканери. Якби в 1960-х роках у СРСР вже діяли стартапи і були умови для комерціалізації винаходів, то хтозна, яка була б доля нашої «слідкуючої розгортки», що народилася в тепер уже далекому 1962 році.
Читаюча машина і читаючий автомат
У процесі розроблення «читаючої машини», яка також мала ініціативний характер, вдалося розмістити слідкуючий сканер з оптичним вузлом і логічним розпізнавальним блоком приблизно в габаритах осцилографа С1–19. Таких компактних розпізнавальних пристроїв у СРСР ще ніхто не будував. Відомі кореляційні читаючі автомати, як-от «ЧАРС» Київського інституту кібернетики та литовська «Рута 701», займали кілька шаф з апаратурою і були призначені для сприйняття лише друкованого тексту. В той самий час з’явився попит на пристрої, які зчитують і розпізнають рукописні знаки. У цій ділянці техніки ми були піонерами. Незабаром перший макет «читаючої машини» був змонтований і налагоджений. Принцип, покладений в основу розпізнавання десяти рукописних цифр, складався з аналізу векторного опису траєкторії слідкуючого сканування, за якого визначалися кількість і розміщення в чотирьох квадрантах характерних елементів рукописних цифр, стійке до координатних і кутових варіацій при зміні манери письма в широких межах. Усе це сприяло поліпшенню надійності розпізнавання. У 1964 році на виставці досягнень науки в московському Політехнічному музеї автори Кондратов П.О. і Соголовський Є.П. були нагороджені «Золотою медаллю ім. О.С. Попова».
Для участі в роботі виставки я прибув у відрядження до Москви. Мій приїзд збігся з відставкою М.С. Хрущова і вшануванням на Красній площі космонавтів, що повернулися, яке він, звичайно, мав очолити. Як завжди, за рознарядкою, до місця урочистого мітингу були заздалегідь спрямовані трудящі московських заводів і установ. Випадково я потрапив у перші ряди багатотисячної колони. У зв’язку зі зміною чергового вождя зустріч скасували, але не встигли повідомити про це народ. Піший міліцейський наряд, який повинен був зупинити людей, не впорався із завданням і був зім’ятий. Становище врятувала викликана кінна міліція, яка підняла коней «на дибки». Колона була зупинена і розсіяна, а мені, після пред’явлення посвідчення про відрядження, дозволили пройти в Політехнічний музей. Читаюча машина, як і раніше прилад «скануюча розгортка», також була передана до ІППІ АН СРСР для дослідної експлуатації.
Наша ідея використання векторного опису рукописних знаків при їх слідкуючому скануванні для подальшого розпізнавання сприяла укладенню договору з НДІ ЦСУ СРСР на створення діючого макета читаючого автомата, що мав працювати зі спеціально розробленим багаторядковим статистичним документом, який містив до тридцяти знаків у рядку. Це сприяло розробленню нових науково-технологічних рішень і створило умови для збільшення кількості співробітників лабораторії. Вагомий внесок у роботу зробили с.н.с. В. Тарасов, в.к.р. В. Шлигін, конструктори С. Мачулін і В. Журиков. В оптичному вузлі автомата були застосовані виготовлена у СКБ «Кінескоп» електронно-променева трубка з високою роздільною здатністю та коротким післясвіченням і оригінальна відхиляюча система, розроблена в НДЛ-2 нашого університету. Для одержання стійкого відбитого сигналу була виготовлена світломірна куля Ульбріхта, яку ми з Валерієм Тарасовим повезли до Ленінграда на об’єднання ЛОМО для покриття внутрішньої поверхні кулі спеціальною фарбою, яка забезпечувала при багаторазовому відбитті однаковий світловий сигнал на фотокатодах чотирьох ФЕУ-16. Ця операція була успішно проведена завдяки стимулюванню фахівців об’єднання за допомогою відомих на весь Союз брендів: львівського пива і кількох коробок цукерок фабрики «Світоч». На шляху назад не обійшлося без пригод. Пильний провідник вагона, в якому ми везли нашу кулю, ймовірно, прийняв її за міну з «ріжками» – фотопомножувачами, що нагадували детонатори. На найближчій великій станції він викликав наряд міліції. Після пояснень і пред’явлення документів нам дозволили продовжити поїздку.
Після року напруженої роботи наш автомат цілком задовільно зчитував і розпізнавав рукописні знаки: десять цифр і кілька букв кирилиці. Демонстрація автомата відбулась у Москві в НДІ ЦСУ СРСР. На мене велике враження справила сама будівля, в якій містилася ця установа. Її у тридцятих роках минулого століття побудували за проєктом знаменитого французького архітектора Ле Корбюзьє. Виконана у стилі модерн, вона й зовні справляла сильне враження завдяки величезній скляній фронтальній рамі й колонам, що підтримували конференц-зал, на тлі будинків «сталінського стилю», розташованих на вулиці Кірова. Не менш новаторським був стиль виконання всередині. Принцип «вільного планування» кабінетів із прозорими стінами, «американські ліфти», широкий пандус замість сходів – усе сприяло комунікації і швидкому доступу працівників до інформації, що передавалась. Пришвидшенню процесу оброблення документів мав сприяти і наш читаючий автомат. Його демонстрація відбувалась у згаданому конференц-залі й викликала великий інтерес як у присутніх керівників, так і в співробітників НДІ ЦСУ. Слід особливо відзначити керівника відділу, колишнього львів’янина Віктора Вайнштейна – автора цікавих проєктів з автоматизації роботи ЦСУ. Демонстрація нашого автомата загалом пройшла успішно і заслужила схвалення дирекції інституту. Водночас зазначили, що треба доопрацювати алгоритми («мізки») автомата, щоб підвищити надійність розпізнавання рукописних знаків. А поки що передбачалося зістикувати його з обчислювальною машиною «МІНСЬК 1», яка була в розпорядженні НДІ. На жаль, ці роботи не мали розвитку через брак фінансування. Хочу зазначити, що у тридцятих роках Ле Корбюзьє відвідав СРСР. На той час, заради «ущільнення» місця, забудували проїзд між колонами різними підсобними приміщеннями. Метр був глибоко вражений таким неподобством і ставленням до його творіння. Більше нічого для Країни Рад він не проєктував.
Спеціалізований перетворювач інформації «СПІН-1»
Досвід проєктування читаючого автомата був використаний у виконанні великої теми № 2882 на замовлення Головного науково-дослідного центру управління та інформації МВС СРСР. Було поставлене завдання розроблення й побудови пристрою растрового сканування і гомоморфної автоматичної обробки дактилоскопічної інформації, що містилася на фотоплівці, з метою її десятипальцевого кодування, створення банку даних і пошуку потрібного документа. Робота стосувалася дактилоскопії – розділу криміналістики, що вивчає будову візерунків шкіри рук для кримінологічної ідентифікації особи, а також для реєстрації й розшуку злочинців. Нині дактилоскопічний облік повністю комп’ютеризований, триває робота зі створення єдиного глобального дактилоскопічного реєстру, але тоді, у 80-х роках минулого століття, в Радянському Союзі тільки розпочинали роботи з автоматизації дактилоскопічної експертизи. Працювали спільно з ІППІ АН СРСР. Крім згаданих вище співробітників ІППІ до виконання теми були залучені Андрій Кукінов і Олег Оганов. Значний обсяг робіт дав і нам змогу збільшити число співробітників лабораторії. До її складу ввійшли: с.н.с. Валерій Тарасов, конструктор Юлій Спиридонов, монтажник Валерій Хороших. Подальше зростання особового складу відбувалося завдяки залученню випускників Політехніки: Радислава Беготи, Ігоря Боженка, Володимира Пуйди і Юрія Зеляновского. Успішно працювали в лабораторії студенти, які проводили наукову роботу і захистили дипломні проєкти з розроблення растрових сканерів: Ігор Фегецин, Олег Мєшков і Володимир Кльонов.
У 1975 році мені вдалося закінчити рукопис і захистити кандидатську дисертацію «Разработка и исследование автоматических устройств ввода в ЭВМ изображений, образованных линиями». Працювати над нею я почав з благословення Бориса Йосиповича Швецького, який опікувався нами не тільки в науковому, а й у життєвому плані. Зустрічаючи мене, він часто повторював одну фразу: «Петре, ви, напевно, думаєте, що розумніші за інших». Я ж, простак, думав, що він має на увазі тільки потребу пришвидшити роботу над дисертацією. Звичайно, така думка була присутня в цій фразі. Більшість тих, хто працював під керівництвом шефа, завдячують йому тим, що він буквально змусив їх поспішити із «захистом». Але зрозумів я всю глибину і мудрість його висловлювання, коли в нашому колективі з’явилася інженер-хімік, струнка блондинка – моя майбутня дружина, незабутня Зоєнька Дорошенко. Кажуть, що закоханий чоловік стає від кохання дурнішим. Я й справді виявився не розумнішим за інших. Тепер мені стала зрозумілою до кінця вся мудрість і глибина думки Бориса Йосиповича.
Роботи з розроблення растрового сканера для введення в ЕОМ пальцевих візерунків опікав начальник ГНДЦУІ МВС СРСР генерал-лейтенант М.М. Худомінський, який свого часу був одним із заступників головного маршала артилерії СРСР М.І. Недєліна, що загинув 24 жовтня 1960 року на 41-му майданчику космодрому Байконур під час вибуху міжконтинентальної балістичної ракети Р-16. Він належав до небагатьох, хто вижив у цій аварії. Його увага і підтримка багато в чому сприяла тому, що спеціалізований перетворювач інформації (СПІН-1) був розроблений і побудований у 1980 році за короткий час. Велику допомогу в роботі надав відділ ГНДЦУІ під керівництвом підполковника Володимира Івановича Лебедєва (АС СССР № 811299 «Устройство для считывания графических изображений» Кондратов П.А., Соголовский Е.П., Лебедев В.И., Лунев В.А.). Його співробітники зробили значний внесок у впровадження цієї й наступних розробок нашої лабораторії в експлуатацію. Комплектацію, потрібну для побудови СПІНу доводилося відшукувати і діставати по всій країні. У цьому нам також дуже допомагали зв’язки і статус наших замовників.
Наприклад, по дефіцитні мікросхеми мені довелося летіти з підполковником Лебедєвим до Єревана. У літаку поруч зі мною сиділа літня вірменка, яка, вислухавши моє захоплення з приводу краси гірських вершин, над якими ми пролітали, розповіла короткий анекдот: «От Хрущов сказав, що комунізм не за горами, а ми – за горами».
Тепер розумієш усю правоту її слів. На щастя, відповідні мікросхеми – мету нашого приїзду – вдалося відшукати. Можна було летіти назад, правда, так і не побачивши всіх красот Вірменії. Але тут допомогло почуття патріотизму наших гостинних господарів. Напередодні на нараді в директора об’єднання моїм сусідом виявився молодий чоловік. Ми розговорилися, і він, дізнавшись, що ми у Вірменії вперше, наступного дня рано-вранці чекав нас на особистому «жигульонку» біля готелю. До відльоту літака ми побували майже у всіх знаних містах цієї невеликої, але такої гостинної країни.
Оптико-електронна схема одержання відеосигналу при скануванні типу «біжучий промінь» передбачала використання електронно-променевої трубки з магнітним засобом відхилення променю розробки львівського СКБ «Кінескоп» і оригінальною відхиляючою системою, яку спроєктували «старі знайомі» з НДЛ-2 радіотехнічного факультету: З.Д. Гріцків, Г.А. Туркінов, В.І. Шклярський, А.М. Педан. Так починалася наша тісна співпраця, яка тривала багато років. Перший растровий сканер «СПИН-1» був успішно побудований, зістикований з ЕОМ «МІНСЬК 22» й у визначені терміни впроваджений в експлуатацію в ГНДЦУІ МВС СРСР. Слід зазначити, що паралельно нашій тематиці також успішно було виконано роботу в ІППІ Харкевича з відновлення пошкоджених ділянок пальцевого візерунку з використанням його периферійних зон.
Комплекс автоматичної обробки та кодування дактилоскопічної інформації «СПИН-2»
Подальший розвиток робіт із цієї тематики з ГНДЦУІ МВС СРСР передбачав розроблення й побудову комплексу автоматичної обробки та кодування дактилоскопічної інформації (СПИН-2), який крім модернізованого СПІНу мав у складі сучаснішу малу ЕОМ «М400», а також блоки гомоморфної обробки інформації, отриманої при зчитуванні пальцевих візерунків. Така обробка охоплювала процедури адаптивного зчитування відбитків із змінним вікном, перетворення одержуваного напівтонового зображення в бінарне та витоншення ліній. Результати обробки вихідної інформації передавалися в ЕОМ, що входила до складу комплексу, для кодування і створення банку даних. Великий внесок у розроблення й налагодження комплексу зробили співробітники лабораторії Володимир Пуйда, Олег Мєшков, Ігор Фегецин і конструктор Юлій Спірідонов. З 1977 року мені було доручено керівництво лабораторією «Системи обробки і виведення на екран графічної інформації». В 1982 році комплекс автоматичної обробки «СПИН-2» був побудований, налагоджений і впроваджений в експлуатацію в МВС СРСР. Робота комплексу була продемонстрована заступникові міністра МВС Ю.М. Чурбанову і заслужила позитивний відгук. У зв’язку з цим співробітники МВС СРСР, які брали участь у роботі, були заохочені в різні способи. Наприклад, лейтенантові, який віддав чітко рапорт під час візиту заступника міністра і відповів також чітко на його запитання про проблеми з житлом, дали квартиру поза чергою. Іншим учасникам була оголошена наказом по міністерству подяка і виплачена премія.
Колектив нашої лабораторії, який брав участь у налагодженні комплексу, був заохочений традиційно. Генерал, начальник ГНДЦУІ, розпорядився, щоб ніхто з нас тверезим з Москви не поїхав. Наказ генерала був без зволікань виконаний. Місцем товариської вечері стало сусіднє кафе «Ельбрус», яке люб’язно надало в наше розпорядження частину приміщення. Зсунувши кілька столів, ми дружно і весело відзначили успішну демонстрацію роботи нашого творіння.
Пригадую ще такий епізод із «криміналістичної» історії НДКІ ЕЛВІТ. Після реєстрації в компетентних органах і встановлення в НДКІ ЕЛВІТ міжнародного телексного зв’язку за якийсь час на наш телекс стали надходити з МВС СРСР «орієнтіровкі» про втечу злочинців з колоній та з інших місць позбавлення волі по цілому СРСР для організації робіт з їх пошуку. Оператор телекса, висококласна машиністка і керівник нашого машбюро Клавдія Сергіївна Новицька, спочатку думала, що це якась помилка, але кінця «орієнтіровкам» не було, телексний рулонний папір швидко закінчувався, і Клавдія Сергіївна забила на сполох. Припускаю, що наш директор спочатку пов’язав це з колишніми роботами моєї лабораторії для МВС СРСР, але після скарг і звернень в інстанції й після втручання у справу компетентних органів недогляди на львівському вузлі зв’язку були усунуті, папір нашого телекса і нервова система Клавдії Сергіївни були врятовані.
Світлове перо і реєстрація дрібних особливостей. Пристрій «Слід-1». Персональний комп’ютер ПК-01
Крім планової тематики співробітники нашої лабораторії виконали значну кількість ініціативних робіт зі створення на той час нової спеціальної техніки введення графічної інформації. Прикладом такої розробки може слугувати пристрій «Світлове перо» (АС СССР № 1171822 «Световое перо» Кондратов П.А.), в якому принцип слідкуючого сканування автор цих рядків використав для переміщення апертури «кола» за рухом «пера» в руці оператора по екрану ЕПТ. Це давало змогу на екрані трубки, що запам’ятовує, відтворювати траєкторію «пера» у вигляді малюнків або знаків для подальшого їх введення в ЕОМ. Було розроблено кілька нових алгоритмів стеження, захищених авторськими свідоцтвами, для «пера» з хрестоподібною апертурою. Пристрій «Світлове перо» з успіхом демонстрували на багатьох виставках. Його автор – П.О. Кондратов – був нагороджений «Золотой медалью ВДНГ СССР».
На основі проведених досліджень була розпочата робота з розроблення напівавтомата «Слід-1» на замовлення ГНДЦУІ МВС СРСР. Оператор за допомогою світлового пера відзначав «дрібні особливості» відбитка пальцевого узору – такі, наприклад, як «розгалуження ліній», «центр завитка», «кінці ліній» і т. д.
Послідовність цифрових кодів їх координат записувалася на перфострічку. Зібрана інформація з периферійних пристроїв вводилася в ЕОМ для організації пошуку «слідів», координати «дрібних особливостей» яких були б близькі до тих, що їх шукали. Робота була успішно закінчена в 1984 році у визначені терміни і впроваджена в експлуатацію в ГНДЦУІ МВС СРСР. Слід відзначити великий обсяг монтажно-налагоджувальних робіт, які виконали монтажник Зенон Червінко і в.к.р. Віктор Шлигін.
З 1979 року в ініціативному порядку починає розвиватися комп’ютерний сектор лабораторії під керівництвом майбутнього автора відомого персонального комп’ютера ПК-01 «Львів» Володимира Яковича Пуйди. Сектор для проведення робіт із розроблення і створення інтерактивних засобів введення даних обладнали малою ЕОМ «М400». У складі лабораторії кілька років над створенням спецпроцесора обробки даних працював к.т.н. Л.О. Малець. Досвід, набутий у процесі створення комп’ютерних систем, дав змогу співробітникові лабораторії В.Я. Пуйді зі студентами старших курсів та викладачами кафедри ЕОМ розробити і впровадити у виробництво на львівському об’єднанні «ЛОРТА» персональний комп’ютер ПК-01 «Львів». Серійні зразки цих комп’ютерів стали базовими під час створення перших навчальних комп’ютерних класів у Львівській політехніці. Історію створення ПК-01 «Львів» В. Пуйда детально виклав у цій книзі.
Оптоелектронна когерентна обробка зображень
Новим напрямом робіт лабораторії з 1983 року стає оптоелектронна когерентна обробка зображень. На замовлення московського Інституту точних приладів для блока керування крилатою ракетою розробляють комплекс запису оптичних спектрів на термопластичну мішень. Завдяки комплексу ракета точно визначала об’єкт, двомірний
спектр якого корелювався зі спектром, записаним на термопластичну мішень. Спеціальні зразки ЕПТ, що містить таку мішень, були виготовлені на львівському НДІ «Еротрон». Така трубка з термопластичною мішенню розміщувалася в оптоелектронному каналі. Він включав у себе когерентне джерело (лазер), а також систему лінз, що утворювали у площині аналізу двовимірний спектр Фур’є зображення, записаного на термопластичній мішені. Для досягнення належної точності позиціонування (близько 20–25 мкм) елементів комплексу потрібно було розробити і виготовити систему дуже точних мікрометричних систем. Таке завдання виконав створений у 1991 році в лабораторії сектор точної механіки під керівництвом к.т.н. С. Гордієнка. У ньому успішно працювали конструктори О. Крот та М. Трач. Виготовлений на дослідному виробництві НДКІ ЕЛВІТ зразок комплексу оптоелектронної когерентної обробки зображень підтвердив можливість створення на базі ЕПТ з термопластичною мішенню систем когерентного аналізу зображень.
Неохолоджуваний тепловізор на базі піровідикона
З ініціативи і з легкої руки професора Б.Й. Швецького, який завжди вмів відчути перспективність і важливість нових напрямів розвитку науки й техніки, перед лабораторією було поставлене завдання розроблення неохолоджуваної тепловізійної камери на піровідиконі. Розробка, як зазвичай, була ініціативною. Почалася вона з моєї доповіді Борису Йосиповичу про нашу з Юрієм Зеляновським участь у роботі московської конференції з проблем теплобачення. В результаті обговорення з’явилося рішення про кооперацію в цій тематиці з кафедрою електронно-променевих приладів Київського політехнічного інституту. Незабаром один із піонерів розвитку цієї тематики в Союзі – к.т.н. Валентин Рабишко – приїхав до НДКІ ЕЛВІТ для переговорів про початок спільних робіт. На той час кафедра КПІ вже мала можливість виготовляти дослідні зразки піровідиконів зі структурованою мішенню – неохолоджуваних детекторів теплового випромінювання. Велику допомогу в організації та матеріальному забезпеченню цих робіт надав заступник проректора з наукової роботи Сергій Олександрович Воронов, з яким автор цих рядків тісно співпрацював під час практичного розв’язання проблеми запису інформації на термопластичну мішень. На першому етапі з КПІ уклали договір про наукове співробітництво, внаслідок якого був розроблений і побудований макет однієї з перших у Союзі неохолоджуваної тепловізійної камери на піровідиконі зі синхронною обтюрацією теплового потоку. Тут мені хочеться відзначити значний внесок у вирішення проблемних завдань теплової візуалізації старшого наукового співробітника нашої лабораторії Юрія Євгеновича Зеляновського. Успішна демонстрація діючого макета неохолоджуваної тепловізійної камери на численних союзних і республіканських виставках сприяла укладенню договору № 3210 з НВО «Геофізика» на розробку і створення робочого зразка такої камери. Назва договору була конверсійна «Одержання псевдокольорового теплового портрету об’єкта вночі в районі бойових дій, визначення температури по шкалі, тепловий аудит житлових та промислових приміщень і будинків».
Йшов 1988 рік. Війна в Афганістані добігала кінця, але бойові дії 40-ї армії і душманів ще тривали. Прикордонним військам в Афгані потрібні були малогабаритні автономні неохолоджувані тепловізійні камери з високою температурною роздільною здатністю для виявлення в горах на караванних шляхах верблюдів, на яких душмани контрабандою через кордон з Пакистаном везли зброю, зокрема ракети «Стінгер», якими вони збивали радянські гелікоптери. НВО «Геофізика» в той час виготовляло також тепловізійні камери для вертольотів, щоб була можливість вести бойові дії вночі без підсвічування району дій. У 1989 році війна в Афганістані закінчилась, і наші роботи з НВО «Геофізика» щодо тепловізора на піровідиконі, на жаль, не знайшли продовження в частині його військового застосування. НВО «Геофізика» в той час було одним з найбільших і найпотужніших об’єднань радянського військово-промислового комплексу і розташовувалось у Москві, в районі Сокільники на вулиці Строминка, 18. У буремні 1990-ті роки НВО «Геофізика» збанкрутувало. Нині в його приміщеннях міститься навчальний корпус Російського державного соціального університету (РГСУ). Попри банкрутство в 1990-х, НВО «Геофізика» не зникло з військово-промислової мапи Москви. На його кадровій і технологічній базі в Москві створено два сучасні високотехнологічні підприємства: ВАТ НВО «Геофізика-НВ» (оптичні приціли і прилади визначення координат цілей) та АТ НВО «Геофізика-Космос» (системи орієнтації та навігації космічних апаратів).
Але в часи незалежності України дві неохолоджувані тепловізійні камери на базі піровідикона в 1999 році за державним оборонним замовленням Головного управління розвідки Міністерства оборони України (ГУР МОУ) були виготовлені для об’єднаного інституту військової розвідки при Національній академії оборони України, який готував фахівців військової розвідки для ГУР МОУ та інших силових структур країни і піклувався про посилення й оновлення матеріально-технічної бази навчального процесу. Пригадую такий епізод із цим замовленням. Для комплектування наших камер сучасними германієвими інфрачервоними об’єктивами вирішили придбати в Росії на Азовському оптико-механічному заводі (АОМЗ) два тепловізійні комплекси, у складі яких були потрібні нам об’єктиви. Окремо цих об’єктивів АОМЗ не продавав. Виявилося, що під час розмитнення цих камер треба було отримати експертний висновок Львівської обласної СЕС із дозволом на ввезення імпортної продукції і про її нешкідливість для здоров’я. Наш працівник Володимир Михайлович Шабалін вирішив у відділі експертиз СЕС питання мінімальної вартості договору на таку, на наш, технічний, погляд, непотрібну експертизу, але йому пояснили, що експертний висновок таки потрібен і що печатку на цьому висновку Львівської обласної СЕС ставлять не у Львові, а в Києві у Міністерстві охорони здоров’я. Коли наш директор Віктор Федорович Ткаченко під час чергового відрядження до Києва зайшов у МОЗ України, то побачив, що за печаткою стоїть черга імпортерів з усієї України, і, щоб її поставити треба чекати на менш як місяць. Прохання прискорити оформлення висновку у зв’язку зі стислими термінами виконання державного оборонного замовлення результатів не дали. Клерк відповів, що потрібен час на розгляд уже готового висновку, що він цінує свою роботу й посаду, що нас багато, а він один, що під дверима в коридорі ковтає валідол підприємиця, у якої на кордоні застряг від’єднаний від електромережі рефрижератор з рибою і т. д. Мотивувати міністерського клерка бюджетному вишу було нічим на відміну від приватного бізнесу, який знав шляхи для скорочення терміну отримання печатки. Тоді В.Ф. Ткаченко зрозумів, що питання рятування термінів замовлення треба вирішувати інакше. Він сів у метро і за кілька годин привіз з ГУР МОУ листа на ім’я міністра охорони здоров’я, в якому пояснювалося, що печатка має бути поставлена МОЗ України в день отримання листа. Директор вручити клерку листа не зміг, попри його обіцянки бути на робочому місці, оскільки всі гуртом пішли святкувати День медичного працівника, а квиток на поїзд до Львова вже був у директора в кишені. Довелося залишити листа секретарці з проханням негайно вручити. Дзвінок працівника МОЗУ застав директора вже в поїзді, мовляв, питання вирішено, печатка поставлена і висновок можна забрати. Наступного дня передав його поїздом киянин і двоюрідний брат директора Андрій Ткаченко. От такі були цікаві часи, коли для розмитнення автомобіля вимагали висновку ветеринарної інспекції, за який треба було також заплатити.
На базі договору про співпрацю з Інститутом архітектури Національного університету «Львівська політехніка» за допомогою автономної тепловізійної камери співробітники лабораторії і доцент кафедри будівельної технології Н.А. Бродський провели тепловий аудит корпусів університету з метою виявлення порушень теплової ізоляції й наявності теплових витоків. Роботи щодо тепловізора значною мірою виконували на базі власних винаходів. АС СССР № 1639397 «Тепловизор» Кондратов П.А., Зеляновский Ю.Е., АС СССР № 1445355 «Модулятор теплового излучения» Кондратов П.А., патенти України №№ 58292А, 240096, 240098, 63332, 83651, Кондратов П.О.
Режим обтюрації у порівнянні з режимом панорамування в тепловізійній камері «Піровідикон» давав змогу значно поліпшити якість теплової картини об’єкта за допомогою застосування алгоритмів обробки сигналу. Зокрема, це стосується розроблених способів кадрового накопичення для видалення несинхронних завад. Процесор покадрової обробки, який розробив с.н.с. О. Мєшков на основі оригінальних захищених патентами України алгоритмів, вирішив завдання підвищення якості відображення теплового зображення. Кінцевий варіант тепловізійної камери зусиллями конструкторів О. Гірняка та М. Трача крім вузла обтюратора був обладнаний вузлами електронного видошукача, процесора з кадрової обробки і псевдокольорового представлення теплового зображення на екрані монітора.
У лютому 1996 року в Києві відбувалася Всеукраїнська нарада з проблем розвитку науки, під час якої в Національному виставковому центрі країни була влаштована виставка зразків нової наукомісткої продукції. В експозиції МОН України брала участь і Львівська політехніка. Серед кількох експонатів НДКІ ЕЛВІТ особливу увагу президента України Леоніда Кучми привернув малогабаритний тепловізійний комплекс на базі піровідикона. Старший науковий співробітник НДКІ ЕЛВІТ Юрій Зеляновський, який демонстрував на виставці роботу комплексу, запропонував зробити тепловий портрет Леоніда Кучми, але охорона президента не дозволила націлити на нього об’єктив і запропонувала краще зробити портрет міністра освіти і науки Михайла Зборовського, що й було зроблено. Цей портрет мав успіх у Львівській політехніці, бо зафіксував підвищену температуру в районі чола міністра, якого в той час турбували проблеми з фінансуванням освіти та виплатою зарплати освітянам.
Кольоровий модульний поліекран. Кольоровий рір-проєктор Баскетбольне табло. Комплекси «Стріла» та «Пуля»
Значний обсяг робіт виконала лабораторія з розроблення та побудови засобів великомасштабної кольорової індикації зображень. Так звані стінки – поліекрани і рір-проєктори набули широкого застосування як системи одночасного доступу великої кількості учасників, глядачів і операторів до потрібної інформації на виставках, відео- і звичайних конференціях, з’їздах, форумах, ювілейних зборах, спортивних заходах, тренажерах, рекламних щитах тощо. Перший поліекран з кольорових телевізійних модулів на замовлення Державного університету «Львівська політехніка» до його 150-річного ювілею був розроблений і побудований у співпраці з представниками ПКО «Політехніка» Ю. Спіченковим і В. Гоцем, а також зі співробітником Інституту прикладної фізики НАНУ Г.В. Бейліним. Друга «стінка» була виготовлена в НДКІ ЕЛВІТ під час виконання комплексних спільних робіт з Інститутом кібернетики НАНУ і передана в експлуатацію у МВС України. Був спроєктований і побудований дослідний зразок кольорового модуля на базі спеціальної ЕПТ зі статичним відхиленням променю для «безшовного» стикування модулів. Конструкцію «безшовного» модуля розробив О. Гірняк. Подальший розвиток робіт з великомасштабної кольорової індикації сприяв розробленню і побудові оригінального п’ятитрубкового рір-проєктора з використанням ЕПТ 6ТП1 виробництва НВО «Еротрон» Застосування п’яти трубок замість трьох допомогло реалізувати запатентовану ідею щодо забезпечення рівномірного освітлення растрами трьох основних кольорів усього поля екрана. Слід відзначити участь конструкторів Е. Чеховського та О. Гірняка у вдалому проєктуванні оптичного вузла проєктора.
Багаторічний досвід розроблення й побудови пристроїв і систем розпізнавання та кольорової індикації графічних зображень дав змогу нашій лабораторії за останні роки успішно розробити і впровадити в експлуатацію ряд цікавих пристроїв із процесорним керуванням. Для спортивного комплексу Національного університету «Львівська політехніка» було спроєктоване, побудоване і передане в експлуатацію великомасштабне баскетбольне табло на світловідбивних елементах. На таких самих елементах був побудований і переданий замовнику модуль «Час + температура». Успішно був спроєктований і виготовлений програмований комплекс «Стріла» для проведення змагань зі стрільби з лука. Комплекс високо оцінили представники СТ «Динамо» під час міжнародних змагань. Значний внесок у проєктування, виготовлення і налагодження згаданих вище комплексів зробили: Ю. Зеляновський, Ю. Клушин, В. Піскорський, О. Гірняк, Я. Масляк. Спільно з Львівським НДІ судової експертизи були розроблені й успішно пройшли випробування два процесорні вимірювачі швидкості польоту куль і стріл. Один – із датчиками на інфрачервоних світлодіодах, другий – на ефекті Доплера.
За останні два десятиліття співробітники лабораторії взяли участь в успішному виконанні в ЕЛВІТ дев’яти прикладних науково-дослідних робіт за держбюджетними проєктами МОН України, зокрема в роботах з модернізації неохолоджуваної тепловізійної камери і роботах з розроблення пристроїв процесорної обробки теплових зображень у режимі покадрового накопичення.
За шістдесят років моєї трудової діяльності опубліковано понад 200 наукових праць, зроблено понад 50 доповідей на наукових конференціях, отримано 98 авторських свідоцтв і патентів.
Післямова
Як випливає зі спогадів, мої студентські роки і шістдесятилітня наукова та трудова діяльність пов’язані з Національним університетом «Львівська політехніка», точніше – з НДКІ ЕЛВІТ, який став на довгі роки моїм другим рідним домом. Тут працювали і працюють тепер мої чудові друзі й колеги, готові завжди підставити плече у важку хвилину. Тут я зустрів і покохав мою дорогу, незабутню дружину. Тут усі ці роки я відчував увагу та підтримку керівництва університету і, зокрема, нашого інституту НДКІ ЕЛВІТ – Бориса Йосиповича Швецького, Євгенія Пантелеймоновича Соголовського і Віктора Федоровича Ткаченка. Насамкінець хочу висловити подяку за багаторічну співпрацю і допомогу працівникам нашого дослідного виробництва, співробітникам лабораторії і НДКІ ЕЛВІТ.
