第二章信息获取技术

第二章信息获取技术2023/12/27第二章信息获取技术本章内容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2023/12/272第二章信息获取技术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2023/12/273第二章信息获取技术

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。2023/12/274第二章信息获取技术

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。图2-1录音原理录音原理2023/12/275第二章信息获取技术2.2数码照相技术

一数码相机DigitalCamera(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。

图2-2数码照相机2023/12/276第二章信息获取技术

CCD：电荷藕合器件（ChargeCoupledDevice）

它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷。CCD由许多感光单位组成，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。1、数码相机的感光器件CCD2023/12/277第二章信息获取技术

互补性氧化金属半导体CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）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。CMOS2023/12/278第二章信息获取技术

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。2、数码相机的工作原理2023/12/279第二章信息获取技术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。2023/12/2710第二章信息获取技术2023/12/2711第二章信息获取技术数码相机工作原理图2023/12/2712第二章信息获取技术开机准备：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。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。3、数码相机的工作过程2023/12/2713第二章信息获取技术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。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。2023/12/2714第二章信息获取技术常见数码相机品牌Sony：索尼佳能(Canon)日本尼康(Nikon)日本奥林巴斯(Olympus)日本三星电子(Samsung)韩国柯达(Kodak)美国

富士胶卷(FujiFilm)日本柯尼卡美能达(KonicaMinolta)日本1佳能Canon1937年日本2尼康Nikon1917年日本3索尼Sony(于1946年日本,世界品牌,世界500强,全球领先的电子和娱乐公司,索尼公司)4三星Samsung(于1938年韩国,韩国最大的企业集团,世界500强企业,三星集团)5富士FUJIFILM(于1917年东京,世界500强,世界上规模最大的综合性影像制造和供应商)6松下Panasonic(于1918年日本,全球最大的电子厂商一,Panasonic松下集团)7奥林巴斯OLYMPUS(于1919年日本,数码相机十大品牌,世界精密光学技术的代表企业之一)8柯达Kodak(于1880年美国纽约,世界上最大的影像产品及相关服务的生产和供应商)9卡西欧CASIO(于1946年日本东京,日本三大品牌之一,卡西欧计算机股份有限公司)10宾得PENTAX(于1919年日本,世界著名照相机品牌,行业著名品牌,旭光学工业公司)

宾得(Pentax)日本松下电器(Panasonic)日本卡西欧(Casio)日本理光(Ricoh)日本徕卡(Leica)德国爱国者(aigo)中国联想（lenovo)中国明基(BenQ)中国

欧达（Ordro）中国海尔（haier）中国2023/12/2715第二章信息获取技术2.3光电扫描技术

光电扫描技术是基于光电转换的原理，将光源发出的光线经过光学系统照射到被扫描的图形、文字等原始信息上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，使之产生电信号，通过一定的技术，如编码、字符识别等，将模拟信息转换为数字化信息。常用的光电扫描设备有扫描仪、条形码阅读器、光学字符识别阅读器等。2023/12/2716第二章信息获取技术1、扫描仪工作原理

扫描仪主要由光学部分、机械传动部分和转换电路三部分组成。核心部件是光电转换部件。扫描时首先将预扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上，然后启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源沿y轴方向扫过整个原稿；照射到原稿上的光线经过反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x轴方向的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，又被A/D转换器转换为电子信号。

一、扫描仪2023/12/2717第二章信息获取技术2023/12/2718第二章信息获取技术

扫描仪主要由上盖、原稿台、光学成像部分、光电转换部分、机械传动部分组成。

上盖

上盖主要是将要扫描的原稿压紧，以防止扫描灯光线泄露。

原稿台

原稿台主要是用来放置扫描原稿的地方，其四周设有标尺线以方便原稿放置，并能及时确定原稿扫描尺寸。中间为透明玻璃，称为稿台玻璃。

光学成像部分

光学成像部分俗称扫描头，即图像信息读取部分，其精度直接影响扫描图像的还原逼真程度。它包括以下主要部件：灯管、反光镜、镜头以及电荷耦合器件。

2、扫描仪的组成2023/12/2719第二章信息获取技术光电转换部分

光电转换部分是指扫描仪内部的主板。主板以一块集成芯片为主，其作用是控制各部件协调一致地动作，如步进电机的移动等。其中有A／D变换器、BIOS芯片、I／O控制芯片和高速缓存(Cache)。BIOS芯片的主要功能是在扫描仪启动时进行自检，I／O控制芯片提供了连接界面和连接通道，高速缓存则是用来暂存图像数据的。机械传动装置

机械传动部分主要包括步进电机、驱动皮带、滑动导轨和齿轮组。2023/12/2720第二章信息获取技术3、扫描仪的类型平板式扫描仪名片扫描仪：高速扫描仪+OCR+名片管理软件底片扫描仪：扫描各种透明胶片馈纸式扫描仪：滚筒式扫描文件扫描仪：自动进纸器，处理多页文件扫描手持式扫描仪鼓式扫描仪：专业印刷排版领域使用笔式扫描仪：用于文字识别，贴在纸上逐字扫描。实物扫描仪3D扫描仪：能够精确描述物体三维结构2023/12/2721第二章信息获取技术4、扫描仪的性能参数和技术指标

光学分辨率光学分辨率反映扫描图像的清晰程度，一般都使用每英寸有多少个点来衡量，也使用每英寸的线条数来衡量。也就是扫描仪的感光元件——CCD的分辨率。例如最大扫描范围为216mm×297mm（适合于A4纸）的扫描仪可扫描的最大宽度为8.5英寸（216mm），它的CCD含有5100个单元，其光学分辨率为5100点/8.5英寸=600dpi。2023/12/2722第二章信息获取技术扫描仪的主要性能指标色彩位数又叫色彩深度、色彩模式、色彩位或色阶，表示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标，反映对图像色彩的区分能力，它的单位是bit。色彩位确切的含义是用多少个位来表示扫描得到的一个像素。例如：1bit只能表示黑白像素，因为计算机中的数字使用二进制，1bit只能表示两个值即0和1，它们分别代表黑与白。8bit可以表示256个灰度级，它们代表从黑到白的不同灰度等级。24bit可以表示16777216种色彩，其中红（R）绿（G）蓝（B）各个通道分别占用8bit，它们各有28=256个等级，一般称24bit以上的色彩为真彩色，当然还有采用30bit、36bit、42bit的机种。

2023/12/2723第二章信息获取技术扫描仪的性能参数和技术指标扫描幅面：通常有A4、A4加长、A3、A1、A0等规格。色彩管理系统：通过设备的色域描述文件约束设备的真正色域范围，解决颜色一致性问题。密度与动态范围：密度指扫描仪光源的入射光在扫描稿上的反射。入射光与反射光的比值在取对数后的值就是密度值。一张扫描稿可以达到的最大密度与最小密度之差称为稿件的密度范围，即动态范围。2023/12/2724第二章信息获取技术5、配套软件OCR:OpticalCharacterRecognition光学字符识别选择时注意是否能够识别各种印刷体、手写体、表格以及能否识别中英文混排等因素。常见的软件有清华紫光OCR、尚书OCR和汉王OCR等。如尚书OCR主要分为文件、编辑、识别、输出等步骤。2023/12/2725第二章信息获取技术

条形码技术涉及编码技术、光传感技术、条形码印刷技术和计算机识别技术。研究如何把计算机所需的数据用一条形码来表示，以及如何再转换成计算机数码。条形码是由一组宽度不同、反射率不同的条和空按一定编码规则组成，用以表示一组数据和符号。

二、条形码技术2023/12/2726第二章信息获取技术条形码CodelengthBarheightQuietzones2023/12/2727第二章信息获取技术1、条形码的识别原理要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息，需要经历扫描和译码两个过程。扫描：物体的颜色是由其反射光的类型决定的，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光在条形码上反射后，反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上，光电转换器根据强弱不同的反射光信号，转换成相应的电信号。电信号输出到条码扫描器的放大电路增强信号之后，再送到整形电路将模拟信号转换成数字信号。2023/12/2728第二章信息获取技术条形码的识别原理译码：白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。然后译码器通过测量脉冲数字电信号０，１的数目来判别条和空的数目．通过测量０，１信号持续的时间来判别条和空的宽度。此时所得到的数据仍然是杂乱无章的，要知道条形码所包含的信息，则需根据对应的编码规则，将条形符号换成相应的数字、字符信息。最后，由计算机系统进行数据处理与管理，物品的详细信息便被识别了。2023/12/2729第二章信息获取技术2、条形码码制（1）一维条码商品条码EAN-13码、EAN-8码等物流条码Code39码、ITF25码等（2）二维条码行排式矩阵式（3）常见码制EAN、UPC码：用于在世界范围内唯一标志一种商品Code39码：表示数字和字母，在管理领域应用。ITF25码：物流管理应用。Codebar码：用于医疗、图书领域和照相馆业务。2023/12/2730第二章信息获取技术3、条形码基本术语条（Bar）和空（Space):符号中的黑、白条空白区、静区（QuiteZone):是起始符前面的一个必需保留的面积，它是条码组成的一个不可分割的部分，是产生扫描信号的开始区域。2023/12/2731第二章信息获取技术条形码符号起始符/终止符（Start/StopCharacters)：用于表示条码开始或结束的符号分隔符（Separator):位于条码中间位置的若干条与空。2023/12/2732第二章信息获取技术宽窄比—宽窄比（W/NRatio):宽单元与窄单元的比例。宽窄比的范围由条码标准规定；通常为：2.5:1to3:1宽窄比大：增加条码的可靠性宽窄比小：减少条码占用的空间2023/12/2733第二章信息获取技术密度密度（Density):单位长度或单位面积内条码所表达的字符数。一维条码：字符数/英寸（cpi)改变宽窄比可改变条码的密度2023/12/2734第二章信息获取技术4、条形码的编码和结构类型

（1）条形码的编码规则唯一性：同种规格同种产品对应同一个产品代码，同种产品不同规格应对应不同的产品代码。根据产品的不同性质，如：重量、包装、规格、气味、颜色、形状等等，赋予不同的商品代码。永久性：产品代码一经分配，就不再更改，并且是终身的。当此种产品不再生产时，其对应的产品代码只能搁置起来，不得重复起用再分配给其它的商品。无含义：为了保证代码有足够的容量以适应产品频繁的更新换代的需要，最好采用无含义的顺序码。无含义指代码数字本身及其位置不表示商品的任何特定信息。2023/12/2735第二章信息获取技术（2）一维条形码①一维条形码的结构通常一个完整的条码是由两侧静空区、起始码、资料码、检查码、终止码组成，以一维条码而言，其排列方式通常如下所示：2023/12/2736第二章信息获取技术一维条形码静空区：位于条码两侧无任何符号的白色区域，主要用来提示扫瞄器准备扫瞄。起始码：指条码符号的第一位字码，用来标识一个条码符号的开始，扫瞄器确认此字码存在后开始处理扫瞄脉冲。资料码：位于起始码後面的字码，用来标识一个条码符号的具体数值，允许双向扫瞄。检查码：用来判定此次阅读是否有效的字码，通常是一种算术运算的结果，扫瞄器读入条码进行解码时，先对读入各字码进行运算，如运算结果与检查码相同，则判定此次阅读有效。2023/12/2737第二章信息获取技术条码的编码方法是通过设计条码中条与空的排列组合来表示不同的二进制数据。模块组合法：条与空由标准宽度的模块组合而成，一个标准宽度条模块表示二进制的1，一个标准宽度的空模块表示0。商品条码的标准宽度是0.33mm。它的一个字符由两个条和两个空组成，每个条或空由1-4个标准宽度组成。宽度调节法：条码中条与空的宽窄设置不同，宽单元表示二进制的1，窄单元表示二进制的0。宽窄单元之比一般控制在2-3。②一维条形码的编码方法2023/12/2738第二章信息获取技术③常见的一维条形码EAN13码EAN码的字符集包含10个数字符号，它的每一个字符符号均由规则排列的2个条和2个空表示。EAN13码共13位数，系由「国家代码」3位数，「厂商代码」4位数，「产品代码」5位数，以及「检查码」1位数组成。其排列如下：

检查码1位2023/12/2739第二章信息获取技术ENA13码国家号码由国际商品条码总会授权，我国的「国家号码」为「690~691」，凡由我国核发的号码，均须冠上「690~691」为字头，以别于其他国家。厂商代码由中国物品编码中心核发给申请厂商，占四个码，代表申请厂商的号码。产品代码占五个码，系代表单项产品的号码，由厂商自由编定。检查码占一个码，系为防止条码扫瞄器误读的自我检查。2023/12/2740第二章信息获取技术2023/12/2741第二章信息获取技术EAN13码EAN-13码的编码方式：

1.导入值：为EAN-13的最左边第一个数字，即国家代码的第一码，是不用条码符号表示的，其功能仅做为左资料码的编码设定之用。2.左护线：为辅助码，不代表任何资料，列印长度较一般资料长。3.左资料码：即左护线和中线间的条码部分，共有六个数字资料，其编码方式取决于导入值之大小。2023/12/2742第二章信息获取技术EAN13码4.中线：为辅助码，作为区分左资料码与右资料码之用。中线长度较一般资料长。5.右资料码：即位于右护线与中线之间的部份。包括五位数产品代码与一位检查码。6.右护线：为辅助码，列印长度与左护线、中线相同。7.EAN-13码的检查码的算法如下：C1=N3+N5+N7+N9+N11+N13C2=(N2+N4+N6+N8+N10+N12)×3CC=(C1+C2)取个位数C(检查码)=10-CC(若值为10，则取0)2023/12/2743第二章信息获取技术思考：以690、691为前缀码的EAN13码能够对多少厂商进行编码？每一个制造厂商可以对多少种产品进行编码？当国家编码为692时，厂商识别代码调整为5位，商品识别代码调整为4位。2023/12/2744第二章信息获取技术EAN8码471：台湾489：香港特别行政区958：澳门977连续出版物

978、979图书

980应收票据

981、982普通流通券

990～999优惠券

2023/12/2745第二章信息获取技术（3）二维条形码技术2023/12/2746第二章信息获取技术①二维条形码的编码行排式二维条码：行排式二维条码（又称堆积式二维条码或层排式二维条码），其编码原理是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。2023/12/2747第二章信息获取技术二维条形码的编码矩阵式二维条码：又称棋盘式二维条码，它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。2023/12/2748第二章信息获取技术②二维条码的特性

高密度：能够对物品信息进行描述。具有纠错功能：纠错算法与VCD所用纠错算法相同。可以表示多种语言文字可以表示图像数据可引入加密机制2023/12/2749第二章信息获取技术③二维条形码的应用2023/12/2750第二章信息获取技术2023/12/2751第二章信息获取技术首先，建立一个光学系统，能够产生一个光点，该光点能够在自动或手工控制下在条形码信息上沿一轨迹作直线运动。第二，要求一个接收系统能够采集到光点运动时打在条形码条符上反射回来的光，通过对接收到得反射光的强弱及延续时间的测定，分辨出扫描到的是条还是空。第三，要求一个电路将接收到的光信号转换成电信号。最后，建立某种算法，对电信号进行译解，从而得到所需信息。5、条形码阅读器2023/12/2752第二章信息获取技术物流交通运输邮电通信身份识别零售业资产追踪6、条形码的应用2023/12/2753第二章信息获取技术2.4触摸屏技术2023/12/2754第二章信息获取技术一、触摸屏的工作原理触摸屏的基本原理是，用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置(以坐标形式)由触摸屏控制器检测，并通过接口送到CPU，从而确定输入的信息。触摸屏系统一般包括触摸屏控制器(卡)和触摸检测装置两个部分。其中，触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制卡。触摸屏控制器(卡)的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。2023/12/2755第二章信息获取技术二、触摸屏的种类电阻式红外线式电容感应式表面声波式2023/12/2756第二章信息获取技术1、电阻式触摸屏屏体：多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层。内表面涂有一层透明导电层，在两层之间有许多细小透明隔离点把它们隔开绝缘。原理：当手指触摸屏幕，相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置接触，其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由0变为非0，控制器侦测到后，进行A/D转换，得到的电压值与5V相比可得到接触点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标。特点：与外界环境隔离，缺点是不能用力或使用锐器触摸。2023/12/2757第二章信息获取技术2、红外线触摸屏

在触摸屏的四周布满红外接收管和红外发射管，这些红外管在触摸屏的表面排列呈一一对应的位置关系，形成一张由红外线布成的光网，当有物体进入红外光网阻挡住某处的红外线发射接收时，此点的横竖两个方向的接收红外管接收到的红外线的强弱就会发生变化，设备通过了解红外线的接收情况的变化就能知道何处进行了触摸。特点：价格便宜，容易安装，不受电流、静电干扰，适合恶劣环境条件。但不防水，怕污垢，外来物容易引起误差。2023/12/2758第二章信息获取技术3、电容式触摸屏

电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触控屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触控屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。2023/12/2759第二章信息获取技术电容式触摸屏特点：

对大多数的环境污染物有抗力。容易受外界温度、湿度等因素干扰人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重。带手套不起作用。需经常校准。三星P2电容触摸屏组件2023/12/2760第二章信息获取技术2023/12/2761第二章信息获取技术

4、表面声波触摸屏

表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，区别于别类触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。

玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。2023/12/2762第二章信息获取技术以右下角的X-轴发射换能器为例：

发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。

当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。工作原理

2023/12/2763第二章信息获取技术

发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。

接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标。控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。

2023/12/2764第二章信息获取技术第一大特点就是抗暴，因为表面声波触摸屏的工作面是一层看不见、打不坏的声波能量，触摸屏的基层玻璃没有任何夹层和结构应力,因此非常抗暴力使用，适合公共场所。第二大特点就是清晰美观，因为结构少，只有一层普通玻璃，透光率和清晰度都比电容电阻触摸屏好得多。第三大特点是反应速度快，是所有触摸屏中反应速度最快的，使用时感觉很顺畅。第四大特点是性能稳定，因为表面声波技术原理稳定，而表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以表面声波触摸屏非常稳定，精度也非常高，目前表面声波技术触摸屏的精度通常是4096×4096×256级力度。第五大特点是能够感应压力。表面声波触摸屏的缺点是触摸屏表面的灰尘和水滴也阻挡表面声波的传递，虽然聪明的控制卡能分辨出来，但尘土积累到一定程度，信号也就衰减得非常厉害，此时表面声波触摸屏变得迟钝甚至不工作，三、表面声波触摸屏特点2023/12/2765第二章信息获取技术电子笔和书写板电子笔和书写板是除了键盘和鼠标外的又一计算机输入设备，其使信息的输入工作更接近人类习惯的书写方式。2.5手写输入技术2023/12/2766第二章信息获取技术2.6话音获取技术数字化

数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。数字化的是指利用采样理论、技术和手段，将连续的物理信号变成离散的、数字的信号。数字化是数字计算机的基础数字化是多媒体技术的基础数字化是软件技术的基础数字化是信息社会的技术基础

2023/12/2767第二章信息获取技术模拟信号将在时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号。时间上连续：在一个特定时间内信号的幅度有无穷多个。幅度上连续：幅度的数值有无限多个。数字信号把时间和幅度都用离散的数字表示的信号称为数字信号。如二进制码，每个码元只取两个幅值（0，A）。一、模拟信号与数字信号2023/12/2768第二章信息获取技术1、采样

采样：在每隔一定的事件间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值。抽样后得到的一系列在时间上离散的抽样值叫做样值序列。

采样频率：单位时间内的采样次数。如果采样频率不低于信号最高频率的两倍，就能把以数字信号表达的语音还原成原来的声音。例如：一路电话信号的频带为300-3400HZ，fm=3400HZ，则抽样频率fs≥6800HZ。如果按照6800HZ的抽样频率对300-3400HZ的电话信号抽样，则抽样后的样值序列可以不失真地还原原来的语音信号。二、声音的数字化过程2023/12/2769第二章信息获取技术

目前在多媒体系统中捕获声音的标准采样频率定为44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz三种。而人耳所能接收声音频率范围大约为20Hz--20KHz，但在不同的实际应用中，音频的频率范围是不同的。例如根据CCITT公布的声音编码标准，把声音根据使用范围分为以下三级：·