“數字壓縮”技術

“數字壓縮”技術,可降低表達一條信息無論是文件、靜止圖像、電影或聲音所需的數字碼(1和0的數字串)的數量。數字傳輸對傳輸視頻信息至關重要,因為數字化的視頻信息占用大量的空間。例如,隻有4秒鍾長的數字化電影會占滿100兆字節的硬驅空間。如果不加以壓縮,一部標準長度的故事片會充滿350多盤普通光盤。為了實現壓縮,在從一幀至另一幀的畫麵中,隻錄下變化的部分,而不變的(如背景)則隻錄下一次。目前尚不存在的一項關鍵技術是所謂的家用信息電器,它可與“信息高速公路”相接,支持所有擬議中的視頻和文字應用,並且像電話和電視機一樣使用方便。

數碼攝錄機

數碼攝錄機與數碼相機有異曲同工之妙,它同樣可以將拍下的影像即時轉換成數碼,儲藏在磁碟或磁帶上,並直接輸入電腦進行編印。在照片質量方麵,以柯達最新推出的DCS460數碼相機為例,解像度是623萬像素數,比索尼公司和鬆下公司推出的數碼攝錄機每幀隻有47萬像素數要高得多。造成差距的原因是,NTSC製式攝錄影像每秒達到30幀,而PA,製式亦有26幀,與相機拍攝速度有很大距離。全球膠卷界的翹楚柯達公司早在1991年已推出電子影像係統。

數碼影像已成為未來發展的新趨勢。雖然電子影像係統與柯達以膠卷為主的發展事業存在衝突,但在全球數碼科技急速發展下,快捷方便的數碼影像已成為現代不可缺少的因素。

數字式電視

數字電視是電子計算機的一種應用成果。它圖像清晰,色彩鮮豔,聲音悅耳,畫麵質量不受影響,觀眾還能參與並改變電視節目的內容。電視上的圖像是由許多小點組成的,這些小點被稱作像素。像素越多,圖像就越清晰。電視台將組成圖像的像素變成連續變化的電磁波發射出去,電視機接收後再將電磁波還原成圖像,這就是普通電視的工作原理。電磁波模擬信號在傳輸過程中會受到幹擾,從而導致圖像失真。

電視節目的傳輸也可以采用電子計算機的技術,用數字來傳輸。將不同像素用不同的數值來表示,便形成了數字信號。傳輸過程中,不論信號強弱,數值都不會發生變化,數字電視都能不受幹擾地將數字信號還原成清晰圖像。

由於數字信號不是連續的電磁波,它可以被重新編排組合。因此,數字電視也能像電腦一樣存儲大量的數據信息。觀眾可有選擇地收看電視內容,可以自己編製程序,讓電視每次隻播出他所關心的部分而略過中間的其他節目。觀眾甚至可以任意調換電視劇中的男、女主角,改變劇情,將自己喜愛的主人公“請”出來宣讀晚間新聞,或是把自己拍攝的錄相帶放在某個電視劇中,親自當一當導演。

1982年,數字式電視機由美國的數字電視公司研製成功。這種電視機的結構主要由5塊超大規模集成電路組成,元部件比模擬式電視機減少一半以上,因而使生產工藝大大簡化,生產成本降低。這種電視機可以直接接收衛星電視信號,並帶有立體聲、程序預控、遙控、自動閉放等設備或部件,使電視機的行、場存貯器有重大革新,既可按規定標準掃描,又可隨時變動,從而大大提高圖像的清晰度和穩定性,並可使任何廣播圖像有選擇地放大和固定。1983年,該電視機開始正式生產並投放市場。

數字化戰場

數字化戰場借助靈敏高效的數字化通信網絡,將從後方高級指揮機構到前方單兵、從遠距離作戰部隊到機動作戰部(分)隊、從戰略空間偵察衛星到戰術武器平台等貫通一體,實現快捷、方便的信息交流和信息共享,因而戰場高度透明。據外電報道稱,美軍在一場檢驗“數字化戰場”建設的演習中,指揮所裏聽不到嘈雜的聲音,看不到懸掛在牆上的巨幅作戰態勢地圖,取代它們的是十幾台大型電子計算機屏幕。指揮員們從顯示屏上能清楚地看到交戰雙方的作戰態勢,坦克集群、艦艇、戰鷹等“交戰”的場麵,甚至單兵的行動也曆曆在目。這些戰鬥圖像原來是由許許多多台微型攝像機在“戰鬥現場”拍攝後通過通信係統傳送回來的。這些微型攝像機裝置或裝載於無人駕駛偵察機上,或配置在坦克、裝甲車內,或安裝在“電子武士”的頭盔前。它們將所拍攝下來的圖像信號轉換成數字信號後,通過通信係統實時地發送到指揮部。指揮部裏的電子計算機控製、處理中心,根據從各方傳來的多種圖像信息自動標繪顯示出敵我雙方的作戰態勢,並及時通過信息網絡將有關信息傳遞到各戰鬥單元。於是,各種各樣受電子計算機控製的兵器,發射出“長眼睛”的炮彈,準確地打擊敵方,而與敵人近在咫尺的美軍卻安然無恙。軍事專家們指出,未來的數字化戰場的透明度和作戰武器的精確度,雖然並不是百分之百的準確無誤,但至少要比在海灣戰爭中提高了一個數量級。

數字化戰場有了數字式通信係統為紐帶,可以大大增強戰場上各作戰平台間的互通能力,有助於進行聯合作戰和協同作戰,而這一點恰恰是美軍過去頗感頭痛的問題。1991年海灣之戰,以美軍為首的多國部隊共喪生148名人員。由於諸兵種間協同通信不完善和敵我識別裝置上存在著問題,誤傷現象比較嚴重,有1/4傷亡人員不是喪生於伊軍槍口,而是亡於己方炮火下;1/6受傷人員屬於誤傷;4/5受重創的裝甲車是被美軍自己的坦克和飛機擊中的。其中最慘重的一次“事故”,是美軍一架戰鬥機誤傷了英軍一輛裝甲車,車內9名人員全部喪命。戰後,經美國國防部調查確認:是由於陸海空三軍之間缺乏有效的通信聯絡,指揮部對瞬息萬變的戰場情況難以全麵掌握所致。

數字通信方式

模擬通信在線路上傳輸的信號,直接反映出了原信號的變化規律,很容易被第三者竊聽。數字通信在線路上傳輸的信號是經過編碼、調製後的離散信號,用一般設備是很難竊聽到的,因此,本身就具有一定的保密性。為了密上加密,它還可以很方便地用改變密碼的方法,通過“數碼致亂”進行高保密度的加密。對傳輸信道可采取群路加密;對不同類型的終端、電台可按需配備相應的保密機,進行端對端加密,從而保證了進入空中的無線電信號均可得到密化,也有利於指揮員直接使用通信終端實施聯絡,做到“明講密傳”。

電信號在傳輸過程中不可避免地要受到各種電磁幹擾,引入一些噪雜音。在模擬通信中,這種雜音信號依附在傳輸信號上是很難消除的。數字通信就不同了,因為它在接收端僅根據收到的“1”和“0”(即“有電脈衝”和“無電脈衝”)來還原模擬信號,隻要幹擾信號不是大到連有電脈衝和無電脈衝也分不出來的程度,收方就可以鑒別出來,不會影響接收質量。

數字化部隊

“數字化部隊”是一個時尚名詞,目前尚沒有統一的定義。美軍認為,所謂“數字化部隊”主要是指使用數字化裝備和器材,以數字化信息為媒介,對作戰人員和智能化武器係統實施指揮控製的部隊。

美軍在這裏所指的數字化裝備和器材,主要包括數字化通信設備、數字化敵我識別裝置和數字化全球定位係統。其中,數字化的通信設備占據了很重要的地位。因此,美軍有時幹脆將數字化部隊說成是“用數字化通信係統武裝的部隊”,其目的在於通過改變信息的傳輸方式來生成和提高部隊戰鬥力。

美軍曾作過試驗,使用數字化的通信係統,可以使直升機進入戰鬥的時間由26分鍾壓縮到16分鍾;反坦克導彈命中率由55%提高到95%;連向營的現場報告時間由10分鍾壓縮到4分鍾;電文傳送重複率由30%壓縮到3%;電話現場報告的完整率由20%提高到98%。試驗表明,數字化以後,通信時效性明顯提高,而這種近乎實時性的通信聯絡,很符合信息作戰中實時行動的要求。由於通信暢通,對戰場上出現的情況能迅速作出反應,立即采取行動,這使指揮員作戰決心的確立與部(分)隊作戰行動的實施基本上達到同步。

數字通信

數字通信是用數字信號作為載體來傳輸消息,或用數字信號對載波進行數字調製後再傳輸的通信方式。它可傳輸電報、數字數據等數字信號,也可傳輸經過數字化處理的語聲和圖像等模擬信號。

模擬信號數字化有多種方法,最基本的是脈碼調製(PCM)、差值編碼(DPCM)、自適應差值編碼(ADPCM)以及各種類型的增量調製。

輸入器

輸入器是人機對話的主要設備,用來輸入數據和計算程序。可以采用穿孔紙帶、磁帶、磁盤、鍵盤、鼠標、光筆,甚至采用聲控等多種方式進行輸入。

聲像並茂的圖像通信