23. Сканер. Сканирование прозрач и непрозр оригиналов. Классификация сканеров

Основная функция сканеров – получение изображений различных материальных носителей (книг, журналов, фотокарточек, открыток, рисунков, слайдов и т. д.) для последующей обработки, хранения и распространения в цифровом формате. Сканеры могут быть универсальными (то есть рассчитанными на работу с широким спектром разнотипных оригиналов) либо специализированными (например, слайд-сканеры для фотопленок).

Все многообразие сканируемых оригиналов подразделяется на две категории: прозрачные и непрозрачные. Сканирование непрозрачных оригиналов производится в отраженном свете. В этом случае свет от используемого источника падает под определенным углом на оригинал и, отразившись от него, воспринимается светочувствительным элементом.

Сканирование прозрачных оригиналов осуществляется в проходящем свете. Оригинал в этом случае располагается между источником света и светочувствительным элементом. Свет от источника проходит сквозь оригинал и затем воспринимается светочувствительным элементом.

- планшетные;

- слайд-сканеры;

- барабанные;

- протяжные;

- ручные.

23. Сканер. Методы разделения светового сигнала. Принцип работы сканирующего уст-ва

(28 сканер)

методы.

Светофильтры. Свет, излучаемый источником (например, лампой), отраженный от сканируемого объекта или прошедший сквозь него, проецируется на три линейки светочувствительных элементов, каждая из которых снабжена своим светофильтром – красным, зеленым и синим.

Несколько источников света или источник с чередующимся цветом. Сканируемый объект поочередно освещается тремя (или более) источниками света, и соответствующее количество раз считывается информация с одной и той же линейки светочувствительных элементов. Частным случаем является использование источника света, способного с большой частотой менять цвет излучаемого потока (например, массива светодиодов).

Призма. В этом случае для выделения цветовых компонентов из отраженного от оригинала света используется призма или аналогичное устройство, что позволяет одновременно считывать информацию с каждого из слоев. В современных моделях сканеров призма применятся очень редко.

Принцип действия сканера

• В процессе ввода изображения в компьютер в первую очередь необходимо преобразовать его в последовательность электрических сигналов.

• Для этого используются так называемые фотоэлектронные элементы, которые проводят ток по-разному — в зависимости от яркости света, попадающего на их поверхность.

• В качестве примера можно привести известный всем фотодиод. Проводимость этого прибора пропорциональна его освещенности. Поэтому, пропуская через фотодиод электрический ток и измеряя напряжение на его выводах, можно определять значение попадающего на него светового потока.

23. Сканер. Типы светочувствительных элементов. Способы преобразования света в электрические сигналы

(28 сканер)

Типы светочувствительных элементов

• CCD – Couple Charged Device – приборы с зарядовой связью

Источник света – люминесцентные лампы с горячим или холодным катодом

Изображение оригинала, уменьшенное оптической системой, проецируется на 3 линейки светочувствительных ПЗС элементов, каждая из которых снабжена светофильтром (призма), пропускающем свет только одного из трех базовых цветов RGB.

• CIS – Contact Image Sensor – контактные оптические сенсоры

Источник света – массив светодиодов, которые с большой частотой излучают свет RGB цвета.

Считывание сигнала производится последовательно одной и той же линейкой светочувствительных элементов

Отсутствие оптической системы

• РМТ - Photo Multiplier Tubes – фотоэлектронные умножители

В некоторых типах сканеров в качестве светочувствительного элемента применяется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

Считывание изображения посредством ФЭУ обычно производится попиксельно: последовательно вводятся пикселы одной строки изображения, затем – следующей строки и т.д.

В этих приборах лучи, отраженные от оригинала, проходят между несколькими парами электродов, находящихся под высоким напряжением, за счет чего многократно усиливаются. Вследствие этого сканер с ФЭУ может различать детали даже на самых темных участках изображения.

Способы преобразования света в электрические сигналы

Чтобы разделить световой сигнал, отраженный от оригинала (либо прошедший сквозь него), на три составляющие, соответствующие базовым цветам аддитивной модели (RGB), могут использоваться различные методы(смотри вопрос 29)

23. Сканеры. Технические характеристики. Разрешающая способность. Разрядность или глубина цвета. Динамический диапазон. Макс Оптическая плотность. Шум. Производительность. Тип и размер оригиналов. Интерфейс.

(28 сканер)

Технические характеристики сканеров

• Разрешающая способность (разрешение)

один из основных параметров, используемых производителями для описания возможностей сканера. Наиболее распространенная единица измерения разрешающей способности сканеров – количество пикселов на один дюйм (pixels per inch, ppi).

• Разрядность или глубина цвета

определяет диапазон значений, которые может принимать цвет пиксела. Иначе говоря, чем больше разрядность при сканировании, тем больше количество оттенков может быть сохранено в полученном изображении.

В настоящее время для хранения и передачи полноцветных изображений стандартом является 24-разрядный формат RGB (по 8 бит на каждый канал).

• Динамический диапазон и максимальная оптическая плотность

Разница между максимальным Dmax и минимальным Dmin значениями оптической плотности, которую способен различать светочувствительный элемент сканера, называется динамическим диапазоном.

• Шум

Цифровой шум появляется в сканируемом изображении вследствие не идеальности конструкции электронных узлов сканера, в первую очередь – светочувствительных элементов и их цепей.

• Производительность

складывается из трех параметров:

времени прогрева источника света,

времени предварительного сканирования

времени окончательного сканирования.

• Тип и размер оригиналов

Конструкция сканера накладывает определенные ограничения на тип и формат оригиналов, которые можно оцифровать с помощью данного устройства.

• Интерфейс

В большинстве современных моделей сканеров низшей или средней ценовой категории для подключения к ПК используется интерфейс USB 2.0.

В ряде полупрофессиональных и профессиональных моделей наряду с USB присутствует также интерфейс IEEE 1394 (FireWire).

Широко использовавшийся ранее в сканирующих устройствах интерфейс SCSI сдает свои позиции: сейчас им оснащаются только некоторые модели профессионального уровня (в частности, барабанные сканеры).