多媒體計算機系統結構-資料下載頁

　　

【正文】 專用的 ， 因此這種接口又稱為 ATBUS接口或 AT接口 。 IDE硬盤驅動器的大多數 驅動器內部已裝有控制器 ASIC芯片，它已把通常的控制器和驅動器合成一體，不但能完成尋道、讀、寫等驅動器功能，而且可以完成將主機命令轉換成控制器的操作，即完成通常的控制器功能。 第 2章 多媒體計算機系統結構 多媒體輸入 /輸出設備 多媒體輸入設備 1. 掃描儀 掃描儀 (Scanner)是繼鍵盤 、 鼠標器之后的最常用的計算機輸入設備 ， 它能將圖稿信息捕捉下來并轉換成計算機能夠識別 、 編輯 、 存儲和顯示的數據形式 。 這里的圖稿可以是圖像 、 繪畫 、 照片 、 圖形和文字等 。 因此 ，掃描儀是一種多媒體信息處理的重要支持設備 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 1) 掃描儀的構成 掃描儀由光學成像、機械傳動和轉換電路等三個部分組成。光學成像部分包括光源、光路和鏡頭，它將被掃描的圖稿轉變成光學信息；機械傳動部分由控制電路、步進電機、導軌和掃描頭等組成，它的主要功能是掃描定位，將掃描頭按一定的順序在圖稿上移動；轉換電路部分包含光電轉換部件 CCD(電荷耦合器件 )和 A/D轉換器， CCD可以將光信號轉換成相應的電信號，而 A/D轉換器將電信號轉換成數字信號。 第 2章 多媒體計算機系統結構 2) 掃描儀的工作原理 掃描儀通過被掃描介質的反射光或透射光的變化來捕獲圖稿內容 。 被掃描圖稿的反射光線 (或透射光線 )經過光學成像系統 ， 聚焦在 CCD上 ， CCD將檢測到圖稿上每一個區域的反射 (透射 )光線的總和 ， 并將這些光信號變成電信號 ， 再由 A/D轉換器轉換得到相應的數字信號 ， 由計算機進行處理和存儲 。 機械傳動機構帶動裝有光學成像和 CCD的掃描頭在控制電路的控制下有順序地掃描圖稿 。 有專門的掃描軟件在顯示器上將掃描儀輸入的圖稿數字化數據還原成原來的圖稿內容 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 掃描儀配置的軟件可使掃描儀的性能達到最佳化 ， 根據圖稿內容的情況 ， 可以設置掃描區域 、 分辨率 、 亮度和圖像灰度等參數 ， 使掃描得到的圖稿能與計算機顯示器的顯示模式相匹配 。 另外 ， 掃描儀輸入的圖稿數字化數據可以通過軟件來進行增強 、 濾波 、 平滑和馬賽克效果等處理 。 掃描儀必須在操作系統中配置相應的設備驅動程序。 3) 掃描儀的主要性能指標 掃描儀的主要性能指標有分辨率 、 灰度級 、 色彩數 、掃描方式和掃描幅面等 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 (1) 分辨率 。 分辨率表征了掃描儀對圖稿細節的描述能力 ， 分辨率越高 ， 掃描儀獲得的圖稿越精細 、 逼真 。 目前 ， 掃描儀的分辨率通常在 200 dpi～ 9600 dpi(每英寸點數 )之間 。 一般來說 ， 若掃描文本 ， 分辨率達到600 dpi已經足夠了 ， 而掃描圖像時分辨率達到 1200 dpi或以上才能獲得令人滿意的圖像 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 (2) 灰度級和色彩級 。 灰度級是表示圖像顏色的深淺和亮度的等級 。 掃描儀的最低灰度級別只有兩級 (1位 )，即黑白兩種像素 ， 稱為二值圖；最高灰度級別為 4096級 ，灰度級別越高 ， 掃描圖像的層次越豐富 。 色彩數表示彩色掃描儀所能產生的顏色范圍 ， 通常使用每個像素點的顏色數據位數來表示 ， 例如 8位顏色數據位 ， 可表示 256種顏色 。 若三基色 R、 G、 B(紅 、 綠 、藍 )分別為 8位 ， 則稱色彩深度為 24。 彩色掃描儀的色彩數在 18 bit～ 36 bit之間 ， 位數越高 ， 掃描得到的圖像色彩越逼真 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 (3) 掃描方式 。 對于平板彩色掃描儀 ， 具有一次掃描和三次掃描兩種不同的掃描方法 。 由于一次掃描的掃描速度快 、 掃描所得的圖像質量高 ， 因此 ， 盡管它的技術難度大 、 成本高 ， 目前生產的掃描儀還是大都采用一次掃描方式 。 (4) 掃描幅面 。 掃描幅面表示掃描儀可掃描圖稿的最大尺寸 。 它基本上與復印紙的尺寸相當 ， 一般為 A4～ A0幅畫 ， 也有一些特殊的大幅畫的掃描儀 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 4) 掃描儀的分類 掃描儀可分為手持式 、 平板式和滾筒式三類 。 (1) 手持式掃描儀：由手工移動掃描儀從圖稿上經過 ，掃描寬度為 cm， 掃描大幅面圖稿時由軟件拼接 。 該掃描儀的分辨率為 300 dpi～ 2400 dpi， 色彩深度為 18 bit～ 24 bit。 其優點是體積小 、 重量輕 、 價格低 ， 但掃描圖像容易失真 。 手持式掃描儀主要用于精度要求不高的場合 。 (2) 平板式掃描儀：由軟件控制掃描儀自動完成掃描過程，掃描寬度為 A4幅面。該掃描儀的分辨率為 600 dpi～9600 dpi，色彩深度為 24 bit～ 36 bit。其優點是速度快、精度高、操作簡單，但其價格比手持式高。平板式掃描儀適用于多媒體平臺中的圖像掃描。 第 2章 多媒體計算機系統結構 (3) 滾筒式掃描儀：掃描圖稿放在滾筒上，由軟件控制掃描頭自動完成掃描過程。其掃描寬度大，可以用作大幅面圖稿的輸入。該掃描儀的分辨率為 600 dpi～ 4800 dpi，色彩深度為 24 bit～ 36 bit，除了具有平板式掃描儀的速度快、精度高、操作簡單等優點之外，還能連續掃描 (自動進紙 )。滾筒式掃描儀適合于 CAD圖形、地形圖等大幅面圖形 /圖像媒體的輸入。 第 2章 多媒體計算機系統結構 2. 光學字符閱讀器 光學字符閱讀器，又稱 OCR(Optical Character Recognition), 本意為光學字符識別，是一種文字自動輸入的設備。它通過掃描或攝像等光學輸入方法從紙介質上獲取文字的圖像信息，利用各種模式識別算法分析文字的形態特征，判斷文字的標準編碼，并按通用格式存儲在文本文件中。目前 OCR對西文的輸入基本上已經達到了實用的水平，對漢字的識別在速度和識別率等方面還有一定差距。在多媒體系統中， OCR被廣泛地用作文本輸入設備。 第 2章 多媒體計算機系統結構 1) 工作原理 OCR將文稿通過平板掃描儀掃描 ， 利用文字識別技術把文本的圖像信息轉換成計算機可以直接處理的標準數字代碼 ， 從而完成文稿自動輸入的操作 。 由 OCR識別輸入的文本文件可以直接由 WPS或 WORD等文字處理軟件進行編輯 ， 然后由顯示器顯示出被掃描輸入的文稿內容 。 從用戶角度來看 ， 好像計算機系統具有閱讀文稿的能力 ， 因此稱為 “ 閱讀器 ” 。 2) 主要性能指標 OCR的主要性能指標包括識別范圍 、 識別速度和識別率等 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 (1) 識別范圍 。 ˙印刷體文本 ， 包括西文 、 中文的簡體和繁體 。 ˙手寫體文本 ， 包括工整手寫體和手寫草體 。 ˙表格 ， 主要指由框線組成的印刷表格 。 (2) 識別速度 。 OCR識別速度與計算機的 CPU配置和系統時鐘相關 。 在多能 Pentium 166機上 ， 識別速度為 86字 /秒；在 PentiumⅡ 266機上 ， 識別速度為 156字 /秒 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 (3) 識別率 。 OCR的識別率在很大程度上取決于掃描文本的圖像質量 ， 在使用平板式掃描儀 ， 掃描分辨率大于 300 dpi的情況下 ， 印刷體文本的識別率可達 99%以上；工整書寫的文稿的識別率可達 90%以上；一般的手寫體 (不能有大的連筆 )文稿的識別率可達 80%左右 ， 若 OCR經過多次學習個人手跡以后 ，識別率可提高到 95%以上 。 3. 觸摸屏 觸摸屏 (Touch Screen)是一種隨著多媒體技術發展而使用的輸入設備 。 當用戶用手指點在屏幕上的菜單 、 光標 、 圖符等光按鈕時 ， 能產生觸摸信號 ， 該信號經過變換后成為計算機可以處理的操作命令 ， 從而實現人機交互作用 。 使用觸摸屏操作計算機具有直觀 、 方便的特點 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 觸摸屏由傳感器 、 控制器和驅動程序等三個主要部分組成 。 1) 傳感器 傳感器將手指的觸摸動作轉變為一組電壓信號 ，傳遞給控制器 。 目前 ， 廣泛使用的觸摸屏傳感器可分為電容 、 電阻 、 紅外線 、 表面聲波和應力計五種類型 ，常用的觸摸屏大都使用表面聲波和電阻傳感器技術 。 2) 控制器 控制器用于控制傳感器并把觸摸電信號轉換成數字數據 ， 經過對這些數據的處理 ， 計算出手指觸摸坐標 x、 y， 然后通過接口輸入計算機內 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 控制器可分為內置式和外置式兩種 。 內置式是一種卡 ， 連接方便 ， 價格低廉 ， 便于集成為一個系統中的一部分 。 外置式是一個盒子 ， 可借助于 RS232串行接口與計算機相連 ， 價格較貴 ， 但使用起來比較靈活 。 3) 驅動程序 觸摸屏驅動程序具有以下兩項功能： (1) 應用程序利用驅動程序直接對觸摸屏編程 ， 即使控制器輸送的觸摸數據可以直接適合于具體應用程序使用； (2) 以鼠標器 (或者鍵盤 )作為交互輸入設備的應用程序(包括 Windows下運行的程序 )可以不作任何修改而使用觸摸屏作為交互輸入設備 ， 做到觸摸屏與鼠標器操作一致 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 4． 其他多媒體輸入設備 圖形輸入設備還有數字化儀 ， 它由平板加上連接的手動定位裝置組成 ， 主要用于輸入線型圖 ， 例如地圖 、地形圖 、 氣象圖等 。 數字化儀可以通過手動定位筆方便地獲得每個線段的起始坐標 ， 從而實現線型圖輸入 。 電視攝像機是一種常用的視頻圖像獲取設備 ， 它由攝像鏡頭 、 固態攝像器件 (CCD)、 同步信號發生電路 、 偏轉電路 、 放大電路和電源等部件組成 。 其工作原理是：來自被攝景物的光線經過光學系統形成光學圖像 ， 經過光信號轉換成點信號 ， 這些信號再經過視頻卡轉換成數字數據 ， 輸入到計算機內 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 目前數碼相機已經廣泛用于獲取靜態圖像 。 數碼相機的核心是電荷耦合器件 (CCD)， CCD表面的刻線密度直接與圖像的質量有關 ， 密度越大 ， 可識別的圖像細節越小 ，圖像越清楚 ， 數字化后的數據量也越大 。 數碼相機以 CCD面陣 (分辨率為 Mdpi)作為成像底片 。 它通過 RS232串行接口與計算機相連接 ， 可以將拍攝到的圖像顯示在顯示器屏幕上 ， 并把數字化的圖像信號存儲在計算機內的硬盤上 。目前數碼相機的圖像分辨率可達 1280 1024。 音頻的輸入常用的設備為麥克風 、 錄音機和 CD機 。 麥克風常用于語音的輸入 ， 如果要求錄制高保真度的聲音 ，可選用高質量的麥克風 。 音樂的輸入一般使用 CD機 ， 在計算機上使用光盤機 (CDROM驅動器 )來播放 CD。 第 2章 多媒體計算機系統結構 操縱桿是一種提供位置信息的輸入設備，能支持其他定點輸入設備 (如觸摸屏、數字化儀、光筆等 )，將它們輸入的位置和按鍵信息提供給應用程序。在多媒體計算機上，操縱桿常用作游戲控制器，用來操縱電子游戲，因此俗稱游戲桿，通常與聲卡的 MIDI接口相連接。操縱桿可以以模擬信號方式工作，也可以以數字信號方式工作，并可兼容各種游戲模式。目前，作為游戲桿操縱桿的常見類型有游戲搖桿、游戲手柄和三維控制器等多種。 多媒體輸出設備 1. 顯示器 顯示器 (Monitor)又稱監視器 ， 是計算機最常用的輸出設備 。 它也是多媒體顯示輸出的主要設備 。 顯示器可分為 CRT顯示器和平板式顯示器兩類 ， 在這里主要介紹 CRT顯示器 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 1) 顯示系統 顯示系統由顯示器和顯示適配器 (Adaptor)組成 。顯示器必須在顯示適配器的支持下才能正常工作 。 顯示器由陰極射線管 (CRT)和控制電路組成 。 顯示適配器俗稱顯示卡 ， 由寄存器 、 視頻存儲器和控制電路三部分集成在同一塊板上組成 。 在一般情況下 ， 顯示器應與顯示適配器配套使用 ， 不同的顯示器應配置不同的顯示適配器 ， 這主要是因為顯示適配器的工作頻率與顯示器的掃描頻率相同時 ， 系統才能穩定工作 。 第 2章 多媒體計算機系統結構 2) 顯示器的工作原理 顯示器由陰極電子槍發射電子束，電子束在偏轉系統的控制下自左至右、由上而下地逐步掃描屏幕形成光柵，由視頻信號去調制電子束的強弱，使之在屏幕上產生有明暗層次的圖像畫面，每掃描一遍屏幕，圖像顯示光點的內容就會刷新一次。若用紅、綠、藍三色的三槍電子束掃描屏幕，則它們將疊加形成彩色圖像。顯示器通過顯示適配器與計算機相連接，顯示適配器決定著顯示圖像或文字的