電寫通信

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電寫通信(Telewriting)

　　電寫通信是指同時傳送聲音與手寫圖形信息的新型通信系統，它將電話頻帶的一部分分配給低速數據(例如300bit/s)的數據機，用以進行手寫圖形信息的高效編碼和傳送，從而實現圖聲同時傳輸。該系統的特征是，在發送終端以較少的信息對手寫圖形信息進行編碼並送到線路上後，接收終端可實時地重現。

　　一般的電寫通信終端裝置的組成如圖1所示。它包括音頻通信用的電話機、輸入手寫圖形信息用的輸入板、顯示手寫圖形信息的視頻監示器、疊加音頻信號和手寫圖形信息進行傳輸的控制單元等。任選件則有將視頻監示器顯示的圖形信息記錄到紙面上的硬拷貝裝置、存儲手寫圖形信息或音頻信息的存儲裝置以及輸入字元的鍵盤等。

　　用於電寫通信系統的輸入板應合乎以下條件:

　　(1)畫面尺寸:不要太大，A5幅面(210*148mm)左右即可。

　　(2)解析度:為要把手寫體漢字顯示到能被人們理解的程度，能識別的細線寬度在0.3mm左右是必要的，即3--4線/mm。

　　(3）輸入速度:手寫文字的描繪速度為30-40cm/s,而手寫圖形時可達70-90cm/s。在輸入容許速度為90cm/s，解析度為0.3mm的條件下，則由輸入板得到的信號變換速度90*30/0.3=3000像素/秒是必需的。

　　手寫信號的編碼是為了儘量減少其冗餘度，常用的有以下幾種方法。

　　1、DPCM(差分脈衝調製):在X方向和Y方向上分別取出相鄰筆點的坐標位置之差，對這些差值進行編碼的方法即DPCM編碼。傳送速度的試驗結果表明，設筆點的平均速度為60cm/s，每1/30秒讀取坐標數據，採用這種編碼方法可壓縮到300比特/秒的程度。

　　2、DCE（差分鏈碼法):筆點的移動用線素(橫向移動單位長，縱向移動方向可變的線段)的連接來表示，如圖2所示，手寫曲線可用折線ABCDEF表示，這種折線即由線素AB,BC,CD……等連接而成。為了進行信息壓縮，算出曲線移動方向的差分，對這種差分進行編碼即為DCE編碼。如圖所示，以5*7的方向選擇框的中心（x_0,y_0）作為筆點的出發點，筆的移動方向由出發點到框的四周可有20種不同值。由於筆點的移動，方向選擇框的中心逐漸地挪動，檢出上一線素與現線上素的方向之差分，對該差分進行編碼。根據手寫線狀圖形的統計性質，對出現慨率高的差分方向分配以短碼，概率低的分配以長碼，即採用在霍夫曼編碼，可提高編碼效率。以阿拉伯字母和簡單圖形為對象的實驗表明，平均傳送速度可壓縮到200比特/秒。

　　音頻信號和手寫信一號的多路傳輸方式有兩種:

　　1、頻率分割法:從話音頻帶中空出必要的帶寬不送話音信號，在這個空出的頻帶中插入手寫信號。即將話音頻帶中對聲音質量影響不太大的2000HZ附近約400HZ帶寬空出來，話音質量雖略差些，但對通話無妨礙。為了補償話音質量的降低，在收信端要附加上相應的高階音，以提高話音的自然性。手寫信號的調製方式有DPSK(差分相位鍵控)及FSK(頻率鍵控)。

　　2、時間分割法:手寫信號傳送時就阻止話音信號的傳送，即在不同時間傳送不同信號的方法。話音停止時期內傳送手寫信號，但由於手寫信號的傳送要使用話音頻帶的數據傳輸用的數據機，而數據機的響應需一定時問，這時話音的切斷就成問題，這是應予註意的。

　　在輸出端，對送來的粗糙的手寫線狀圖形信息進行補充完善是必要的，因為送來的只是筆點的位置信息，這可採用在樣點之間用直線連接起來的簡單方法。送來的手寫信息存入存儲器然後顯示出來，作為顯示裝置利用電視接收機是最為合適的，價格便宜，可靠性又高，只要單獨設置色存儲器也可作彩色顯示。手寫線狀圖形信息的硬拷貝可採用傳真機或點陣式印表機，傳真應具有4點/mm以上的解析度，使輸出信息記錄在A7或A6幅面的記錄紙上。為了使輸入端筆點的動作實時地重現在輸出端的記錄紙上，可以採用精度高、響應速度快的XY記錄器。當考慮收信人不在時也能通信，一旦存儲記錄後，該系統必須具有把記錄一下來的內容再生的功能，經常用的是把話音和手寫兩種信號都存儲下來，可以同時使用盒式錄音機的雙聲道，分別將話音和手寫信號記錄下來。

　　電寫通信的應用範圍較廣，舉例如下:

　　1、作為電話的補充:該系統具有許多優點，如由於所利用的不僅是話音還有文字圖形信息，因而所傳送的信息形象更逼真，由於利用硬拷貝，即使收信人不在也能通信，由於可聽可看，可作為聽覺不好的人或耳聾者的通信手段，也有希望用於語言不同的國際通信中。

　　2、遠程會議:在遠距離的兩個以上地點，人們可一邊看同一顯示畫面，一面開會。山於使用的線路可以是音頻的電話線，因而可召開簡易的遠距離會議。

　　3、遠程資料庫的存取和遠程教育:用戶終端如需向資料庫檢索所需要的數據，必須具有輸入信息的手段，這可以簡單地附加上鍵盤即可。如採用電寫通信作為存取終端，以乎寫方式書寫的文字能由電腦以線上方式識別從而輸入到中心的話，則電寫通信應用範圍就廣了。這樣，它可用於遠程教育，教師事先可把教學內容以手寫方式輸入到中心，在終端，可輸出所需的教育節目，在顯示裝置仁顯示講授的內容，學生就一可在遠離教師的地方一邊看邊聽地進行學習。

　　4、Videotex的擴大:由輸入板輸入的手寫線狀圖形信息經編碼和傳輸，可以顯示在Videotex的顯示屏上。這種與Videotex終端間的通信，可以說是Videotex的擴大。Videotex的字母幾何編碼法有希望適用於Videotex與Telewriting兩種系統。

　　電寫通信作為一種新的通信系統，CCITT正對它的業務範圍、終端裝置的功能與組成、手寫線狀圖形信息的編碼方式、通信控制方式及與其它通信方式的互換性等進行討論中，以便使其終端裝置及傳輸方式標準化，從而為在終端之間及終端與中心之間普及推廣這種通信方式作好準備。