第三节 数字图像输出设备经过计算机的处理的数字图像信息,除送往磁带、磁盘存储或用其他的数字方式输出外,大部分仍需要还原成模拟图像,进行图像显示或打印输出。由于电视屏幕上每点图像信息保持极短的时间,因此,必须重复地向电视显示器输送图像信息,以获得稳定的清晰图像。这就要求计算机输出的数字信息经输出接口先送到重复显示存储器暂存起来,然后通过D/A变换器转换为模拟信号,送往电视显示器显示。
常用的图像输出设备一般可分为两类,一类是将处理识别的图像结果输出供操作人员观看,这通常称为软拷贝输出(显示器),如电视图像显示、阴极射线管(CRT)图像显示等。另一类是将输出图像记录下来长久保存,这通常称为硬拷贝输出(记录器),如行式打印机、飞点扫描仪(FFS)、光点滚筒扫描仪(扫描鼓)、激光扫描仪等。
实际上可将图像输出过程看为是输入的逆过程,因此一些图像输入设备略做修改就可作输出设备用。如FFS,只要将A/D变换电路改为D/A电路,并且用D/A变换后的模拟输出电压去控制飞点扫描仪的光电强度,经光学系统将光电投射到感光胶片上,就可得出输出图像。如美国SC-4020 就是这类图像输出装备。不过此类装置一般都比较复杂,体积也庞大。
在光点滚筒扫描仪作为图像输出设备时,也只是将A/D用D/A电路代替,并把原来的光点倍增管改为辉光放电管即可。经D/A变换器输出的模拟电压信号控制辉光管的发光强度,此光照射到滚筒上的感光胶片上,经扫描就可得到图像信号。
利用感光材料作为记录媒体的输出设备,所得到的图像灰度级多,分辨率高。但设备比较复杂,常需有暗室设备,进行定影、显影等处理才能得到输出图像,比较费时。近年来已发展了许多干打印技术(或称静电印刷技术),他不需要暗室,直接得到图像输出,这是一种值得注意的图像输出设备。
本节着重介绍常用的电视图像显示设备和行式打印机,最后筒略介绍最新发展的喷墨打印机的基本原理。
电视图像显示器与电视监视器是相似的。只是图像显示器的精度要求更高些。电视图像显示器的方框图如下图所示。
电视图像显示器的关键问题是要有一个大容量的高速图像重复显示存储器(也称帧存储器)。它的作用是保持显示器的显象管屏面上有一个不闪烁的画面。因此,必须有一个缓冲存储器将经计算机处理的所有象素的灰度值按序依次存储起来。然后,以一定的速度不断地重复输出。重复显示存储器的容量较大、速度要求也较高。
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图 11-3-1 电视图像显示器的工作原理
控制器主要控制重复显示存储器连续不断地按次序读出数据,经D/A变换为视频信号送到显示器显示图像。同时,还产生行同步和帧同步信号,以控制偏转电路与视频信号同步。
在电视图像显示中,还有一个值得重视的问题是应具有较强的人──机对话功能。这是因为图像处理和识别的复杂性,要取得很好的效果,有时光靠计算机还不够,往往需要人来干预。以使人们在图像处理和识别的过程中,不断地监视处理的图像,通过人──机对话及时修改“处理参数”,祢补机器处理识别之不足。这在图像分割、描述和分类识别中常常遇到。如对于机械零件和目标的识别分类,当有重叠现象出现时,计算机识别就比较困难,而采用人──机对话手段进行干预,往往就很易分类。实现人──机对话功能的手段很多,如键盘、图形输入板、操纵杆、光笔、电子束笔、超声笔等。它一般除了有计算机
显示器
人的通信作用外,还有人
显示器
计算机的通信功能.
典型的电视图像显示器产品有美国GX-100黑白图像显示器和GX-200彩色图像显示器。前者黑白图像显示器的重复显示存储器的容量为
比特或
比特两种;后者彩色图像显示需要用三个(R、G、B)重复显示存储器,每色用8个或16个灰度级。使用软件的方法,可以显示图像中任一部分。
采用打印机输出图像是一种最简单方便的输出图像的方法,因行式打印机外部设备,使用十分方便。其缺点是灰度级层次较少,输出图像清晰度差。目前新研制的喷墨打印机可得到层次分明的图像,是一种很有前途的打印机输出设备。
(一)宽行打印机
由于宽行打印机具有重叠打印的能力,只要选取一组适当的印刷符号,并利用各种印刷符号的不同组合就可表示不同的灰度级,打印输出图像。
对于点阵式打印机,可以利用控制击针密度的方法得到不同的灰度级,从而得到灰度图像输出。显然要比行式打印机打出的图像要清晰些。
(二)喷墨打印机(墨水喷射系统)
近几年来,采用喷墨方式的打印机作为输出设备已开始引人们的重视。它主要用于记录文字,也可描绘图像。目前国外已有产品投放市场。
喷墨打印机的喷墨方式主要有压力脉冲式、静电吸引式和压力喷射式。
压力脉冲式的原理是加信号于压电元件而得到机械脉冲,产生积存于墨水中的压力波,而使墨水从喷嘴中喷出。此方式不需要墨水泵和偏转机构,结构轻巧。对
矩阵组成的字符,每秒可印刷1000个字符,描绘图像画面的分辨率可达6线/mm。
静电吸引式的原理是加电压使墨水位于强电场中,然后将带电的墨水吸引出来而形成墨滴。它的原理与静电偏转型阴极射线管控制电子束运动方向的原理相似,通过控制
方向偏转电极而使带电墨滴产生偏转,从而描绘出文字或图像。
压力喷射式是连续喷出墨滴。当所控制的墨滴的电荷量超过某一值时,液滴就分裂为更小的液滴群,用此发射的一部分墨滴群就可记录文字或图像。如采用多值控制(电荷控制型),使每个墨滴各自带有不同信息的电荷量,就可进行高速印刷。