ФАКСИМИЛЬНАЯ СВЯЗЬ

Содержание статьи

• Сканирование.
• Кодирование сигнала.
• Модуляция.
• Передача.
• Демодуляция и декодирование.

ФАКСИМИЛЬНАЯ СВЯЗЬ, передача фотоснимков, рисунков, карт и рукописных или напечатанных текстов электрическими сигналами. (Впервые ее осуществил итальянский физик Дж.Казелли в 1855.) Свет, отраженный от изображения, преобразуется в электрические сигналы, которые передаются по проводам или по радио на удаленный приемник, где восстанавливаются на бумаге или пленке в виде копии оригинала. Факсимильная связь используется службами новостей для рассылки новостей и фотоснимков газетам и телецентрам, государственными службами, банками, авиакомпаниями и железными дорогами – для передачи содержания документов, а также многими другими предприятиями и организациями как вспомогательное средство при обработке данных, сборе и регистрации информации.

Последовательность работы факсимильной системы следующая: оптическое сканирование, кодирование сигналов, модуляция, передача сигналов, демодуляция, декодирование и изготовление копий.

Сканирование.

Сканирование в факсимильных системах выполняется аналогично тому, как это делается в телевидении. Оригинал, например фотоснимок, освещают и систематически последовательно считывают малыми соседними участками, которые называются пикселами (picture element – элемент изображения). Свет, отраженный от каждого пиксела, преобразуется в электрический ток каким-либо электронным устройством – фотоэлементом, фотодиодом либо прибором с зарядовой связью (ПЗС). (См. также ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ; ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ.) Одно такое устройство можно использовать для последовательного считывания по одному пикселу друг за другом, перемещаясь вдоль строки, строка за строкой, сверху вниз до тех пор, пока все изображение не будет преобразовано в электрические импульсы. Так осуществляется линейное сканирование. Возможно также выполнять сканирование целой строки сразу, используя для этого группу расположенных в строку воспринимающих приборов; такое сканирование называется матричным. При многоточечном сканировании вертикальный ряд фотодиодов движется поперек изображения, сканируя колонки пикселов одну за другой. Каждый фотоприбор в процессе сканирования дает набор токовых импульсов. Однако передача токовых импульсов на удаленный приемник производится последовательно по одной линии.

Чтобы обеспечить получение в репродуцируемом изображении мелких деталей, надо использовать пикселы очень малого размера. Согласно стандарту Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии (МККТТ), каждый пиксел должен иметь форму прямоугольника размером 0,12ґ0,13 мм. По этому стандарту копия, изготовляемая с оригинала размером 20ґ28 см, содержит 3,6 млн. пиксел (для сравнения укажем, что телевизионное изображение содержит ок. 200 тыс. пиксел). Пикселы, используемые в факсимильных системах связи высокого разрешения, имеют размер впятеро меньший, чем рекомендует упомянутый выше стандарт МККТТ, тогда как в системах низкого разрешения эти размеры могут быть вдвое больше стандартных.

Независимо от того, как освещается сканируемое изображение (последовательно, как это делается при линейном сканировании, или сравнительно большими площадями), фотоприбор, воспринимающий свет, отраженный от изображения через апертуру объектива, ограничивается в каждый данный момент всего одним пикселом.

В используемой для факсимильной связи системе сканирования, изобретенной Ф.Бейкуэллом в 1848, оригинал наворачивают на барабан. Остро сфокусированное световое пятно направляется на оригинал, и свет, отраженный от данного элемента изображения, воспринимается фотодиодом. Источник света, установленный на каретке, перемещается параллельно оси барабана, так что световое пятно описывает линию поперек оригинала, освещая поочередно каждый пиксел. Барабан поворачивается, и по мере вращения барабана сканируется вся поверхность оригинала. По меньшей мере один раз за оборот барабана сигнал, передаваемый на синтезирующее факсимильное устройство, контролирует синхронизацию последнего со сканером. При сканировании с барабана возможно освещение оригинала широким лучом и считывание фотоприбором с объективом.

Оригинал не всегда бывает удобно наворачивать на барабан. Плоский оригинал сканируют световым пятном, перемещаемым поперек оригинала подвижным зеркалом. Сканирование с помощью зеркала можно также использовать при работе с оригиналом, навернутым на барабан, или с оригиналом, вытягиваемым с ролика. Излучение лазера позволяет получить очень тонкий пучок, сканирующий оригинал в поперечном направлении строка за строкой, в то время как оригинал протягивается в продольном направлении. В одной из схем для перемещения луча поперек оригинала используется качающееся зеркало. В другой схеме сканирования применяется вращающееся многогранное зеркало с 18 плоскими зеркальными поверхностями, каждая из которых может сканировать ряд пикселов. Быстрое вращение зеркала в сочетании с соответствующим перемещением оригинала по вертикали позволяет получить высокую скорость сканирования. Электронное сканирование плоского оригинала можно также выполнять с помощью линейной матрицы фотодиодов или приборов с зарядовой связью. Когда надо получить скорости сканирования более 6 строк в секунду, предпочтительнее использовать лазер в сочетании с многогранными зеркалами и матрицами фотоприборов. См. также ЛАЗЕР.

Кодирование сигнала.

В первых системах факсимильной связи импульсы тока (или аналоговые сигналы), получаемые в результате сканирования, посылались непосредственно по телеграфным или телефонным линиям. В наше время сигнальный ток преобразуют (кодируют) перед передачей. При этом используют две формы факсимильных сигналов в зависимости от типа оригинала и особенностей записывающей среды. Если оригинал черно-белый (как, например, газетная полоса), можно удовлетвориться двухуровневым кодированием сигналов, т.е. сигнал будет иметь одно значение тока для черного и другое – для белого. Если же оригинал содержит также промежуточные между белым и черным тона, называемые серыми, то требуется сигнал с многоуровневым кодированием. В таком случае сигнал, получаемый от сканера, может быть закодирован в виде двоичных цифр и «слов», используемых в вычислительной технике. При этом каждое слово представляет определенное значение на шкале серого в пределах от черного до белого.

Модуляция.

На ранней стадии развития факсимильных систем связи получаемый от сканера сигнал использовали для изменения уровня несущей, но этот метод, известный под названием «амплитудная модуляция», при записи копии вызывал изменения в тенях (аналогично затуханиям, связанным с замираниями при радиопередачах). В современных системах используется плавное изменение частоты несущей (частотная модуляция). См. также РАДИО И ТЕЛЕВИДЕНИЕ.

Передача.

Для передачи факсимильного сигнала с частотной модуляцией несущей чаще других используются телефонные каналы. Телефонные линии большой протяженности обычно имеют звенья, в которых связь осуществляется на сверхвысоких частотах или через спутниковые каналы. См. также СПУТНИК СВЯЗИ; СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ДИАПАЗОН.

Демодуляция и декодирование.

После передачи закодированного и модулированного сигнала он демодулируется частотным детектором. При этом восстанавливается аналоговый сигнал или его закодированный вариант. Затем декодируются закодированные сигналы и восстанавливается аналоговая версия сигнала, полученного при сканировании. Далее этот сигнал подается на синтезирующее факсимильное устройство, которое маркирует среду записи (бумага или пленка) с той же самой последовательностью строк и колонок, какая использовалась при сканировании оригинала. См. также ОРГТЕХНИКА И КАНЦЕЛЯРСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; ИНФОРМАЦИИ НАКОПЛЕНИЕ И ПОИСК.