[拼音]：tuxiang tongxin

[外文]：image communication

用電信號傳輸靜止圖像(包括文字、圖表、相片等)和活動圖像的通信。在發(fā)信端利用光－電轉換和掃描技術把圖像變換成電信號，經(jīng)信道傳輸?shù)绞招哦耍谑招哦诵盘柦?jīng)過與發(fā)信端相反的變換后而再現(xiàn)圖像。

在圖像通信系統(tǒng)(圖1)中，信源有多種形式：活動和靜止圖像；黑白和彩色圖像；多層次（含灰度）和二值（黑白）圖像。圖像信息呈現(xiàn)為平面上的亮度分布或光的反射系數(shù)的分布，這是二維信號。圖像發(fā)送末端設備（如電視攝像機、傳真機的光-電轉換部分等）根據(jù)光-電轉換原理，把這二維亮度信號按某種掃描方式轉換成一維（時間）電信號（模擬信號），它占據(jù)從接近直流的低頻到最高圖像頻率的寬頻帶（如廣播電視約占5～6兆赫帶寬）。這種信號經(jīng)過模擬調制或編碼后進行數(shù)字調制才能長距離傳輸。模擬調制常用的有雙邊帶、單邊帶和殘留邊帶調幅、調頻以及調幅調相殘留邊帶制式（見調制）。由于圖像信號的頻帶很寬，保證傳輸質量、節(jié)省頻帶和提高傳輸效率成了重要課題。60年代后期以來，人們一直在研究圖像信號編碼，設法去掉圖像信號中的冗余度，并充分利用人眼的視覺特性，以達到幾分之一至幾十分之一的頻帶壓縮（見圖像編碼）。模擬圖像信號經(jīng)過編碼實現(xiàn)數(shù)字化后，再用數(shù)字調制實現(xiàn)傳輸，便會具有數(shù)字通信的優(yōu)點。已調信號經(jīng)過傳輸和交換，到達收信端，經(jīng)解調或解碼還原成模擬電信號，再由圖像接收末端設備進行電－光轉換，形成可視圖像。這種圖像有的在顯像管上作暫時顯示（如電視接收）或記錄在錄像帶上，有的在紙張或感光膠片上作永久性的記錄（如傳真接收）。圖像發(fā)送和接收末端設備都以某種掃描方式實現(xiàn)光和電的相互轉換，為保證收方顯示或記錄的圖像不發(fā)生破裂，通信過程中雙方必須保持同步和同相工作。整個系統(tǒng)各部分的技術指標需要協(xié)調分配，以確保接收圖像的失真在允許范圍之內。

常用的圖像通信除電視外還有傳真、靜態(tài)圖像通信、交互型可視數(shù)據(jù)傳輸和電視會議等。

傳真

應用掃描技術把固定的圖像（包括文字、圖表、相片等）以記錄形式復制出來的一種通信技術。早在1843年，英國A.拜因便取得了傳真發(fā)明的專利，但傳真通信的正式使用始于20世紀20年代。

傳真機包括發(fā)片機和收片機。主要技術參數(shù)有：

（1）掃描線長度L：表示光-電變換時掃描點移動的軌跡長度。

（2）掃描線密度F：表示單位長度內的掃描線數(shù)，它是鑒別分辨率的指標。

（3）掃描行速 N：表示每秒傳輸?shù)膾呙杈€數(shù)。

（4）合作因數(shù)M=LF:它是掃描線長度與掃描線密度的乘積(平面掃描式)；合作指數(shù)M=DF，是滾筒直徑(D)與掃描線密度的乘積（滾筒掃描式）。只有在發(fā)收雙方的M值相同時，才能保持接收記錄與原稿間的線性關系而無畸變。

（5）最高圖像頻率：它基本上能確定傳真電信號的頻帶寬度。

（6）傳輸時間T=FU/N：表示傳輸一頁原稿所需時間，式中U為副掃描長度，對于滾筒掃描，它是滾筒軸向移動的掃描長度。

傳真機有多種類型，按用途可分為文件傳真、照片傳真、新聞傳真和專用傳真四類。

（1）文件傳真：傳輸黑白文件、圖表、手稿等。在一個電話通路中傳輸?shù)膫髡鏅C，稱為單路文件傳真機。為了加快傳輸速度、提高掃描行速N，用平面掃描并且在頻分制一個基群或超群上傳輸，傳輸速度加快十幾至幾十倍的，分別有12路或60路文件傳真機。

（2）照片傳真：傳輸有灰度的黑白或彩色照片和圖片。收信端使用照相紙感光記錄。

（3）新聞傳真：傳輸整版的報紙、新聞資料等。常用頻分制60路的超群在微波線路上傳輸。

（4）專用傳真：有氣象傳真、醫(yī)療傳真等。

對于文件傳真，按規(guī)定，采用雙邊帶調幅，每頁A4幅面（210毫米×297毫米）文件傳輸調時間約為 6分鐘的單路文件傳真機稱為一類機；采用調幅相殘留邊帶之類的高效率調制技術、每頁傳輸時間約為3分鐘的，稱為二類機；利用傳真信號中相鄰像素（像元）間的相關性，用數(shù)字編碼法去掉其中的冗余度，以減少需要傳輸?shù)谋忍財?shù)（常用的有游程長度編碼法），每頁傳輸時間約為1分鐘的，稱為三類機。此外還有四類機。

傳真通信有單向和雙向兩種工作方式。單向工作的如傳真通播；雙向工作的分為點對點型和交換型。點對點型可用專線進行通信，交換型常通過公用電話網(wǎng)或為傳真建立的公用傳真網(wǎng)進行通信。傳真的交換有電路交換和存儲轉發(fā)交換兩類。

（1）電路交換：在需要時，將某一發(fā)信機與被指定的另一方的收信機之間的線路，通過交換機暫時接通。

（2）存儲轉發(fā)交換：傳真可以非實時通信，傳輸過程中可由交換網(wǎng)內的某交換中心將信息暫時存儲下來，待有空閑線路再繼續(xù)向前轉發(fā)。這種交換方式容易解決不同機型傳真機（不同速度和制式）的互通問題。

傳真技術發(fā)展較快。掃描方式已從早期的機械掃描改為電子掃描，進而使用固體掃描，如光敏二極管陣列式 MOS像傳感器和單片容量為2048位的電荷耦合器件像傳感器與透鏡系統(tǒng)的組合，已用于二、三類機的讀取掃描。在收信掃描和記錄中，有的已按照感熱記錄原理采用固體多針記錄頭技術、墨水噴射、靜電硒鼓轉印的普通紙記錄方式。掃描固體化和傳真機使用微處理機，有利于傳真機實現(xiàn)操作自動化和增加多種功能，有的三類機已具有掃描線密度自動選擇、發(fā)收雙方相互自動控制等功能。具有編輯功能和其他圖像處理能力的智能傳真機、具有多功能接口的傳真復合終端機已研制成功。傳真機的進一步小型化、多功能和智能化，將為辦公室自動化創(chuàng)造條件。

靜態(tài)圖像通信

傳輸活動圖像的電視所占頻帶很寬，為了在窄帶通信系統(tǒng)中傳輸一些活動量小、變化慢的場景和靜止的圖形、文字，在電視發(fā)收系統(tǒng)間加入一個速度變換設備，能使信號頻帶變窄。如電視每秒傳輸25幀改成每40秒傳輸1幀，頻帶即被壓縮1000倍。速度變換設備有降低掃描速度型和存儲變速型兩種。半導體存儲器只要幾片器件便可構成圖像存儲器，為常用的存儲變速型。它把電視攝像機攝下的任意一幀畫面的信息高速存儲在圖像存儲器中，然后低速讀出，在窄帶信道上傳輸。收信端的圖像存儲器以低速寫入，再以高速讀出送給監(jiān)視器顯示。這種靜態(tài)圖像通信的優(yōu)點是可以直接利用普通電視攝像機和監(jiān)視器，不需要專用設備。它能利用電話網(wǎng)和其他窄帶電臺雙向傳輸圖像信息，傳輸費用較低，已廣泛用于交通管理、水庫監(jiān)視、施工現(xiàn)場指揮調度等管理信息系統(tǒng)，這種設備尤其適用于通信條件較差的野外作業(yè)場所傳輸直觀的現(xiàn)場信息。80年代初，中國已在國民經(jīng)濟的許多部門采用了靜態(tài)圖像通信技術。

交互型可視數(shù)據(jù)(videotex)

以現(xiàn)有公用電話網(wǎng)作為傳輸媒介，利用電視接收機顯示，把計算機管理的數(shù)據(jù)庫與用戶溝通的一種傳輸文字和圖形等資料的通信方式。它屬于雙向的公用數(shù)據(jù)業(yè)務。用戶利用電話機和電視機以及由調制解調器、顯示發(fā)生器和控制鍵盤組成的附加器，叫通線路后便可按需要向數(shù)據(jù)庫中心調看新聞、氣象、交通、旅行指南、商品咨詢、體育、保健和家庭教育等廣泛的信息。在用戶控制下，中心還能提供計算和數(shù)據(jù)處理等服務。

資料提供者將信息以頁為單位（若干圖像幀構成一頁）送入數(shù)據(jù)庫（庫容量可達數(shù)十萬頁），并登記編目，以供檢索和調用。傳輸信息的方法有兩種：

（1）傳輸編碼信息，在用戶端通過圖形產(chǎn)生器將編碼信息轉換成圖像；

（2）在數(shù)據(jù)庫中心轉換為文字和圖形信息，直接送給用戶。用戶索取資料時，以75比特／秒速率向中心發(fā)送請求信號，中心確認后便以1200或2400比特／秒速率按頁向用戶提供所要求的信息。

用戶端增設的附加器費用不高，容易普及而且使用方便，因此交互型可視數(shù)據(jù)是一種很有發(fā)展前途的通信方式。

還有一種，是顯示格式與此相類似的廣播型可視數(shù)據(jù)(teletext)，它將信息插在廣播電視信號回掃逆程中傳輸，屬于單向廣播業(yè)務。

電視會議系統(tǒng)

位于不同地點的幾個會議室通過聲音和圖像的傳輸聯(lián)系起來的通信系統(tǒng)。電視會議室設備包括電話、傳真、電視和投影顯示等發(fā)收設備（圖2）。圖像編碼技術的發(fā)展和應用為電視會議系統(tǒng)奠定了基礎。早期的電視電話因傳輸費用昂貴未能廣泛應用，經(jīng)過發(fā)展已為電視會議系統(tǒng)所取代。70年代末，美國、日本和聯(lián)邦德國相繼開展電視會議的業(yè)務，但仍處在試驗階段。

利用視覺的圖像通信是一種有效的通信手段。70年代初以來，人們將郵政和圖像通信結合起來，遂出現(xiàn)了電子郵政。傳統(tǒng)的郵政是用交通工具傳送信函和報紙等郵件。所謂電子郵政則是利用傳真機傳送郵件，并在發(fā)收雙方分別配置自動拆封和封裝設備，以便縮短信函的傳送時間，節(jié)省人力，同時也解決了私人通信的保密問題，這就是電子信函。此外還有電子報刊、電子匯兌等業(yè)務。

參考書目

1. D.M.Costigan， Electronic Delivery of Documents and Graphics，Van Nostrand Reinhold，New York，1978.
2. D.Ingram，The Complete Handbook of Slow-Scan TV，TAB Books，Blue Ridge，1977.
3. R.Woolfe，Videotex:The New Television/Telephone Information Services，Heyden，London，1980.

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標簽：tuxiang tongxin、圖像通信

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文章名稱：《圖像通信》

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