Рассмотрим общее устройство и принцип работы пзс.

Матрица состоит из поликремния, отделённого от кремниевой подложки, у которой при подаче напряжения через поликремневые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов (рис. 5).

До экспонирования обычно подачей определённой комбинации напряжений на электроды происходит сброс всех ранее образовавшихся зарядов и приведение всех элементов в идентичное состояние.

Далее комбинация напряжений на электродах создаёт потенциальную яму, в которой могут накапливаться электроны, образовавшиеся в данном пикселе матрицы в результате воздействия света при экспонировании. Чем интенсивнее световой поток во время экспозиции, тем больше накапливается электронов в потенциальной яме, соответственно тем выше итоговый заряд данного пикселя.

После экспонирования последовательные изменения напряжения на электродах формируют в каждом пикселе и рядом с ним распределение потенциалов, которое приводит к перетеканию заряда в заданном направлении, к выходным элементам матрицы (рис. 5).

Обозначения на схеме субпикселя ПЗС: 1 — Фотоны света, прошедшие через объектив. 2 — Микролинза субпикселя. 3 — R — красный светофильтр субпикселя. 4 — Прозрачный электрод из поликристаллического кремния. 5 — Изолятор (оксид кремния). 6 — Кремниевый канал n-типа. Зона генерации носителей (зона внутреннего фотоэффекта). 7 — Зона потенциальной ямы (карман n-типа), где собираются электроны из зоны генерации носителей. 8 — Кремниевая подложка p-типа.

Рис. 5. Пример субпикселя ПЗС - матрицы (на примере красного фотодетектора).

Применение ПЗС является наиболее старой, но, в, то, же время, лучшей для сканирования художественных фотографий (по соотношению цена / качество) технологией. В сканерах этого типа лист бумаги, положенный на стеклянную рабочую поверхность сканера, освещается мощной лампой, а отражённый световой поток при помощи нескольких зеркал направляется в объектив, который фокусирует «картинку» на фотоприёмнике – линейке светочувствительных элементов, в качестве которых используется ПЗС - матрица (Рис. 3). После считывания строки оптическая головка сканера (или оригинал) передвигается на один шаг, и производится считывание следующей строки.

На каждом шаге каретки сканер фиксирует одну горизонтальную полоску оригинала, разбитую в свою очередь на некоторое количество пикселей на линейке ПЗС. Итоговое изображение, составленное из полосок, представляет собой как бы мозаику, составленную из пикселей одинакового размера и разного цвета (рис. 6).

Рис. 6. Пример использования линейного ПЗС в планшетном сканере: 1 — источник света; 2 — диафрагма; 3 — оригинал; 4 — шкив; 5 — стекло; 6 — зеркало; 7 — каретка; 8 — плата управления; 9 — направляющие; 10 — диафрагма; 11 — объектив; 12 — линейка ПЗС; 13 — фрагмент изображения; 14 — шаговый двигатель; 15 — основание; 16 — тросик.

В одной линейке ПЗС может быть от нескольких сотен до нескольких тысяч фоточувствительных ячеек. Размер элементарной ячейки ПЗС является критичным параметром, так как от него зависит не только разрешающая способность сканера, но и максимальная величина удерживаемого заряда, а, следовательно, и динамический диапазон устройства. Увеличение разрешающей способности сканера приводит к сужению его динамического диапазона. Хотя и считается, что спектральный диапазон ПЗС может перекрывать весь видимый спектр, но, как и у большинства полупроводниковых фотоприемников, синяя область спектра для них труднодоступна, а наибольшая чувствительность наблюдается ближе к красной области.

2. Разновидности звуковых синтезаторов.

Устройство, осуществляющее преобразование символьного представления информации принятого в ЭВМ в звуковой сигнал, принято называть синтезатором речи.

Очевидно, что процесс формирования речи реализуется технически проще, чем процесс распознавания речи.

Синтезаторы речи различают по исходному речевому материалу. Это может быть:

а). Предварительно закодированная (сжатая по возможности) в виде слов, слогов, фраз или сегментов человеческая речь.

б). Искусственные речеподобные звуки, сформированные электронным устройством.

Вне зависимости от используемого в синтезаторе метода, процесс преобразования символьного сообщения в речевой сигнал состоит из 2-х основных этапов:

1-й этап – конструирование речевого сообщения;

2-й этап – собственно речевой синтез.

Конструирование речевого сообщения (РС) заключается в выработке

последовательности команд управления

средствами собственно синтезатора. Конструирование РС может выполняться программным путём с использованием аппаратуры, встроенной в синтезатор.

Собственно речевой синтез РС выполняется аппаратурой речевого синтезатора.

Одним из существенных различий синтезаторов состоит в том, что именно является объектом кодирования (сжатия): фронт речевой волны (временное описание речевого сигнала), спектр сигнала или состояние речевого тракта.

Все синтезаторы могут быть подразделены на 2 разновидности:

а). Синтезаторы, работающие по образцам (компилятивный синтез).

б). Синтезаторы, формирующие речь по правилам (фонетический синтез).

К первой разновидности могут быть отнесены устройства, использующие:

- Кодирование речи с последующим восстановлением.

- КЛП - методы – математическое восстановление речи.

Ко второй разновидности могут быть отнесены синтезаторы, использующие:

- Формантный синтез речи.

- Фонемный синтез речи.

На практике самое широкое распространение получили три основные технологии синтеза речи:

1. Методы кодирования-восстановления формы речевых сигналов (компилятивные методы).

2. Аналоговые методы синтеза формантных частот (фонетические методы).

3. Методы цифрового моделирования голосового тракта (компилятивные методы).