新颖的图像信息处理设备

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社会的高度信息化要求信息处理手段随之不断更新。数字式彩色电视图像复印机(或称图像硬拷贝机)是近年发展起来的一类新型图像信息处理设备。它的基本功能是,能将影视信号源,如电视台、录像机或电视唱机等播放的彩色图像画面或计算机输出的彩色图形图表等,按其瞬间静止图像的形式高质量地加以复制处理,以便于用户对有参考价值的图像作进一步的观赏、分析和保存。

这种设备操作十分简便,用户在观看彩色电视机(或彩色监视器)屏幕显示的同时就可直接选取所需彩色图像画面,中意的画面一经选定,只要及时按动控制单元上的复制按钮,随即便可获得该画面的彩色复印件。如此便利的图像资料复制工具,对于以影视业为主的众多领域显然具有很大的实用价值,对于推行各种新型电视传播方式,如图文电视、高清晰度电视和卫星直播电视等,也都具有积极的作用。因此,图像复印机的研制和生产在国外早已受到重视。如今,它的应用也开始从专业部门走向家庭消费。

本文选择一种适合家用的彩色图像复印机产品,即日、美两大公司(日本东芝和美国波拉罗依)共同研制的HC—1000型数字式彩色电视图像复印机作为例子,对这种机器工作原理作些简介。

按照功能划分,HC—1000分为五大部分:视频存储,视频信号处理,逻辑控制,黑白显像管显示和照像机部分,如图所示。

图1
图1 🔍原图 (1585×559)

1.视频存储部分 电视机一般采用隔行扫描方式,每一帧图像均由两场电视信号合成。在播放电视图像时,每两场画面之间都有差异。因此,如果胶片曝光时正值画面发生变动,势必会形成不清晰的拍照。

采用视频存储电路则可有效防止胶片曝光时产生上述情况,其具体功能有二方面:一是可预先将输出的模拟视频信号通过模/数转换电路转变为场画面数字信号以存入存储器供选用;二是在需要复制时对已存入的场画面数字信号又可通过数/模转换电路和插行电路将它转变为静止、完整的仿真帧画面模拟图像信号以备下述的视频信号处理电路作进一步的信号处理。其中采用插行电路的目的是对存入的场数字信号进行修补,使之成为能够表达完整画面内容的仿真帧画面信号。

为了降低成本提高家用普及率,HC—1000的视频存储部分并未采用价格高昂的高速视频模/数转换器,而是采用新研制的逻辑集成电路并配合以低价格模/数转换器来提高转换效率,实际使用的数字集成电路存储器为5块256kDRAM。

2.视频信号处理部分 经上述视频存储部分处理得到的静止图像信号是一种复合视频信号,对它还需要进行分离处理才能获得三基色信号,这包括将复合视频信号分离为彩色同步信号和彩色图像信号,将彩色图像信号分离为色度信号和亮度信号,最后再从色度信号中分解出R、G、B三基色信号。为此所采用的电路与普通彩色电视机对应部分的电路没有多大差别,所采用的集成电路为通用型。所不同的只是经分离得到的R、G、B信号并非用于放大和驱动彩色显像管,而是需要分成两种使用:一路如前所述通过开关切换进入黑白显像管显示电路;另一路则进入色调制电路再形成视频信号以便馈送到监视器供复制图像时作画质监视之用。

另外视频信号处理电路还包括有画质调整电路,它与彩色电视机的画质调整电路大同小异,同样可以通过控制旋钮来调整亮度、对比度、色饱和度和清晰度等,以进一步提高画面质量,改善复制效果。

3.逻辑控制部分HC-1000采用8位微机进行整机自动控制,所控制的主要对象有:①R、G、B三基色信号的开关切换时间和各基色信号的显示时间(即胶片曝光时间);②滤色镜转盘的色同步转换过程;③胶片(采用T339型或35毫米胶片)的进片和出片时间;④检查机内有无胶片。

另外逻辑控制部分还产生以输入视频信号为标准的各种脉冲控制信号,即时钟脉冲、同步脉冲和箝位脉冲。时钟脉冲用于控制视频存储器等数字电路(模/数、数/模转换和DRAM电路等),同步脉冲和箝位脉冲则用于控制视频信号处理电路。

4.黑白显像管显示部分 HC—1000的显像管显示部分除其主要电路如高压、偏转和视频电路与普通黑白显像管显示器电路大体相同之外,还具有如下特点:

①采用3.5英寸高分辨率黑白显像管。该管采用新研制的荧光材料,其发光光谱特性能有效配合两种胶片(T339和市售35毫米彩胶)的显色特性,有助于提高彩色再现性能。

②采用规格与电视台专业监视器相同的高标准偏转线圈和回扫变压器,并辅以失真补偿电路。这样做可进一步减小由显像管所产生的图像几何失真,确保达到高品位的显示效果。

5.照像机部分 HC-1000的照像机部分采用美国波拉罗依照像机公司研制的专用像机并配用T339型胶片。T339为一次成像型彩胶,画面尺寸为7.6×10.1cm,与监视器屏幕的高宽比相一致。胶片的曝光时间(即复印时间)约为8秒,复制速度极快。胶片从像机出片即开始自行显像,大约经过2分钟后显现画面,5分钟后彩色达到稳定。

HC-1000也可采用市售35毫米彩胶,但需另配像机。对于不同种类的胶片(正片、负片等)还可调节HC-1000控制单元的“胶片选择器”由机内微机按胶片类型自动选择曝光时间。

本文以典型产品HC—1000为例简要介绍了此类产品通用的图像复印原理及其技术特点。还需说明的是,HC-1000型机为日、美通用机型,适用于NTSC电视信号制式。若在我国使用必须作改制处理以适合PAL—D制式方可进行电视图像的复印。(刘贵明)