第二章 信息获取技术

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信息存储与检索技术
2、数码相机的工作原理
在拍摄时，当按下快门钮，感光器件(CCD或者 CMOS)前面的快门幕帘便同时打开，通过镜头的光线 通过透镜系统和滤色器(滤光器)投射到感光器件上， 引起电流的变化，变化的电流信号反映了拍摄的物体 的颜色和亮度信息，通过模数转换器（ADC）将每个 像素上的光学符号转变为数字信号传输给缓存，然后 通过数字信号处理器（DSP）读取这些信号，并把它 们所包含的影像信息存放到存储器中。
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录音原理
录音是把音频信号通过电磁转换器——磁头转变为磁带上 的磁化信号的过程。放音则是利用磁头把磁带上的磁信号转换 成音频信号并通过放大在扬声器或耳机中还原成声音的过程。
录音时，动圈话筒将声信号转换为电信号， 电信号经放大后送入磁头线圈，录音磁头是 一个蹄形电磁铁，它的磁性强弱随电信号变 化，就会在磁头铁芯中产生交变的磁通，在 磁头的工作缝隙处形成随音频而变化的磁场， 当磁带紧贴着通过磁头缝隙时，磁力线穿过 磁带上的磁性层，将它磁化，从而便留下了 剩磁，随着磁带的恒速移动，就在磁带上留 下了极性和强弱随音频信号变化的连续性剩 磁磁迹，使声信号以剩磁的形式记录下来。
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数码相机工作原理图
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3、数码相机的工作过程
–开机准备：主控程序芯片开始检查各个部件。
–聚焦及测光：快门按下一半时，确定对焦距离。
–拍照：按下快门，光学镜头将画面聚焦到成像器件，光电转 换器件捕捉光信号，以红、绿、蓝三像素存储。
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A/D转换器
• A/D转换器是将模拟量（Analog）转变为数字量 （Digital）的半导体元件。
• 从CCD获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号， 也就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同 电平来表示，它们是连续变化的，即所谓模拟量。
• A/D转换器的工作是将模拟量数字化，通常能表示的范 围是28=256、210=1024或者212=4096。
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2.1 录音技术
– 录音是一种传统的、使用广泛的语音信息采集技 术，也可以看作是一种信息储存技术。
– 当记者在进行采访时，在举行会议时，往往利用 录音将语音信息记录下来，作为参考资料或档案 资料。
– 录音技术是利用电磁转换的原理工作的，其组成 有麦克风（输入）、扬声器或耳机（输出）、以 及放大和控制电路。
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图 6图-12数-2码数照码相照机相例机子
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1、数码相机的感光器件
❖ CCD：电荷藕合器件（Charge Coupled Device）
它使用一种感光单位组成，通常以百 万像素为单位。 CCD 的组成主要是由一个类似马赛克 的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所 组成。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会 将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号 加在一起，就构成了一幅完整的画面。
图2-1 录音原理
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2.2 数码照相技术
一数码相机Digital Camera (DC)
数码相机是集光学、机械、电子一体化的产 品。它集成了影像信息的转换、存储和传输等部 件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实 时拍摄等特点。光线通过镜头或者镜头组进入相 机，通过成像元件转化为数字信号，数字信号通 过影像运算芯片储存在存储设备中。
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CCD
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CMOS
互补性氧化金属半导体CMOS（Complementary MetalOxide Semiconductor）和CCD一样同为在数码相机中可记 录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯 片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半 导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电） 和 P（带+电） 级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯 片记录和解读成影像。然而，CMOS的缺点就是太容易出 现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化 的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
• 相当感光度：提升数码相机的ISO是通过两种方式实现的：强行 提高每个像素点的亮度和对比度；使用多个像素点共同完成原 来只要一个像素点来完成的任务。
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常见数码相机品牌
• Sony：索尼
• 宾得 (Pentax)日本
–图像处理：把像素从CCD送入相机内部缓存，将其变成离散数 字信号。
–图像合成：到达缓存后，合称为一幅完整的图像。
–图像压缩：离开缓冲区时图像要被压缩，压缩程度根据拍摄 前选定的拍摄模式而定。
–图像保存：主控程序芯片发出消息，把压缩的图像再转移到 存储卡中，长期保存。
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第二章 信息获取技术
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本章内容
• 2.1 录音技术 • 2.2 数字照相技术 • 2.3 光电扫描技术 • 2.4 触摸屏技术 • 2.5 手写输入技术 • 2.6 话音获取技术 • 2.7 网络信息采集技术
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学习目的
• 掌握扫描仪的基本原理 • 掌握数字照相的基本原理和性能指标 • 掌握条形码技术的基本原理和应用 • 掌握触摸屏技术的基本原理和类型 • 掌握声音的数字化原理
4、数码相机的主要性能指标
• 分辨率：取决与CCD上像素的多少。
• 镜头焦距：不同的焦距使得落在CCD上成像的大小不同。
• 连拍速度：拍摄要经过光信号—模拟信号—数字信号—记录于 存储介质上的过程，连拍速度反映转换记录花费的时间长短。
• 存储器种类及存储能力：内置闪存和可移动存储器。
• 白平衡调整：通过图像调整，使在各种光线在拍摄出来的照片 色彩和人眼看到的景物色彩完全相同。