Типи сканерів.
Залежно від способу сканування об'єкта й самих об'єктів сканування існують такі види сканерів:
Планшетні — найпоширеніший[вид сканерів, оскільки забезпечує максимальну зручність для користувача — високу якість і прийнятну швидкість сканування. Являє собою планшет, усередині якого під прозорим склом розташований механізм сканування. Планшетні сканери відносять до систем з рухомим дзеркалом (оригінал нерухомий), які мають інтегровану сканувальну головку.
Ручні — у них відсутній двигун, отже, об'єкт доводиться сканувати користувачеві вручну, єдиним його плюсом є дешевина й мобільність, при цьому він має масу недоліків — низька роздільна здатність, мала швидкість роботи, вузька смуга сканування, можливі перекоси зображення, оскільки користувачеві буде важко переміщати сканер з постійною швидкістю.
Аркушопротяжні — аркуш паперу вставляють у щілину і він протягується по напрямних роликах усередині сканера повз лампу. Може мати менші розміри, у порівнянні із планшетним, однак здатен сканувати лише окремі аркуші, що обмежує його застосування переважно офісами компаній. Багато моделей мають пристрій автоматичної подачі, що дозволяє швидко сканувати велику кількість документів. Таку ж конструкцію мають фотосканери — пристрої для сканування фотовідбитків.
Планетарні сканери (також орбітальні) — застосовують для сканування книг або документів, що легко ушкоджуються. При скануванні немає контакту зі сканованим об'єктом (як у планшетних сканерах)
Барабанні — застосовують у поліграфії, мають велику роздільну здатність (близько 10 тисяч пікселів на дюйм). Оригінал розташовується на внутрішній або зовнішній стінці прозорого циліндра (барабана).
Слайд-сканери — як виходить з назви, слугують для сканування плівкових слайдів. Виробляються і як самостійні пристрої, і як додаткові модулі до звичайних сканерів.
Сканери штрих-коду — невеликі, компактні моделі для сканування штрих-кодів товарів у магазинах.
Сканер - пристрій, що аналізуючи певний об'єкт, створює його цифрове зображення. Процес отримання такого зображення називають скануванням.Залежно від способу сканування об'єкта й самих об'єктів сканування існують такі види сканерів:
Ручні — Ручной сканер, как правило, чем-то напоминает увеличенную в размерах электробритву. Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи этого устройства, надо без резких движений провести сканирующей головкой по соответствующему изображению. Таким образом, проблема перемещения считывающей головки относительно бумаги целиком ложится на пользователя. Кстати, равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. В ряде моделей для подтверждения нормального ввода иметься специальный индикатор. Ширина вводимого изображения для ручных сканеров не пре-вышает обычно 4 дюймов (10 см), в некоторых моделях ручных сканеров в угоду повышения раз-решающей способности уменьшают ширину вводимого изображения. Современные ручные ска-неры могут обеспечивать автоматическую "склейку" вводимого изображения, то есть формирует целое изображение из отдельно водимых его частей. Это, в частности, связано с тем, что при по-мощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход. К ос-новным достоинствам такого дна сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравни-тельно низкая цена.
Настольные сканеры называют и страничными, и планшетными, и даже авто-сканерами. Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на 11 или 8,5 на 14 дюймов. Суще-ствуют три разновидности настольных сканеров:
1) планшетный (flatbed);
2) рулонный (sheet-fed);
3) проекционные (overhead).
О
Рис.5.Схема движения луча в настольном сканере
сновным отличием планшетных сканеров (рис.5) является то, что сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Планшетные сканеры - обыч-но, достаточно дорогие устройства, но, пожалуй, и наиболее "способные". Внешне они чем-то мо-гут напоминать копировальные машины - "ксероксы", внешний вид которых известен, конечно, многим. Для сканирования изображения (чего-нибудь) необходимо открыть крышку сканера, по-ложить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с помощью кла-виатуры компьютера - при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Понятно, что рассмотренная конструкция изделия позволяет (подобно "ксероксу") сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа являются модели фирмы Hewlett Packard.Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс машины. От-дельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже от-носительно нее перемещается бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно. Рассматриваемые сканеры достаточно широко используются в об-ластях, связанных с оптическим распознаванием символов OCR (Optical Character Recognition). Для удобства работы рулонные сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.
Третья разновидность настольных сканеров - проекционные сканеры, которые больше все-го напоминают своеобразный проекционный аппарат (или фотоувеличитель). Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху. Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных сканеров является возможность сканирования трехмерных проекций.
Черно-белые сканеры.Принцип работы черно-белого сканера состоит в следующем: сканируемое изображение освещается белым светом, получаемым, как правило, от флуоресцентной лампы. Отражённый свет через редуцирующую (уменьшающую) линзу попадает на фоточувствительный полупро-водниковый элемент, называемый прибором с зарядовой связью ПЗС (Change-Coupled Device, CDD), в основу которого положена чувствительность проводимости p-n-перехода обыкновенного полупроводникового диода к степени его освещённости. На p-n--переходе создаётся заряд, кото-рый рассасывается со скоростью, зависящей от освещённости. Чем выше скорость рассасывания, тем больший ток проходит через диод.
Каждая
строка изображения соответствует
определённым значениям напряжения на
ПЗС. Эти значения напряжения преобразуются
в цифровую форму либо через
аналогово-цифровой пре-образователь
АЦП (для полутоновых сканеров), либо
через компаратор (для двухуровневых
ска-неров). Компаратор сравнивает два
значения (напряжение или ток) от ПЗС и
опорное (рис.9), причём в зависимости от
результата сравнения на его выходе
формируется сигнал 0 (чёрный цвет) или
1 (белый). Разрядность АЦП для полутоновых
сканеров зависит от количества
поддерживаемых уровней серого цвета.
Например, сканер, поддерживающий 64
уровня серого, должен иметь 6-разрядный
АЦП. Каким образом сканируется каждая
следующая строка изобра-жения, целиком
зависит от типа используемого сканера:
у планшетных сканеров движется
скани-рующая головка, а в рулонных
сканерах она остаётся неподвижной,
потому что движется носитель с
изображением - бумага.
Ц
ветные
сканеры.В
настоящее время существует несколько
технологий для получения цветных
сканируемых изображений. Один из
наиболее общих принципов работы цветного
сканера заключается в следующем.
Сканируемое изображение освещается
уже не белым цветом, а через вращающийся
RGB-светофильтр (рис.10). Для каждого из
основных цветов (красного, зелёного,
синего) последовательность операций
практически не отличается от
последовательности действий при
сканировании черно-белого изображения.
Исключение составляет только этап
предварительной обработки и гамма-коррекции
цветов, перед тем, как информация
передаётся в компьютер. Этот этап
является общим для всех цветных сканеров.
В результате трёх проходов, сканирования получается файл, содержащий образ изображе-ния в трёх основных цветах - RGB (образ композитного сигнала). Если используется восьмираз-рядный АЦП, который поддерживает 256 оттенков для одного цвета, то каждой точке изображе-ния ставится в соответствие один из 16.7 миллиона возможных цветов (24 разряда). Сканеры, ис-пользующие подобный принцип действия, выпускаются, например, фирмой Microtek.
Сканер с CCD-матрицей
C
Рис.6.
CD (от англ.ChargeCoupledDevice) - прибор с зарядовой связью (ПЗС).Оригинал располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света (если сканируется прозрачный оригинал, используется так называемый слайд-модуль - крышка, в которой параллельно сканирующей каретке сканера перемещается вторая лампа).Оптическая система сканера – рис.6 - (состоит из объектива и зеркал или призмы) проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приемный элемент, осуществляющий разделение информации о цветах - три параллельных линейки из равного числа отдельных светочувствительных элементов, принимающие информацию о содержании "своих" цветов. В трехпроходных сканерах используются лампы разных цветов или же меняющиеся светофильтры на лампе или CCD-матрице. Приемный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения (все еще аналоговую информацию). Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в "знакомом" компьютеру двоичном виде и, после обработки в контроллере сканера через интерфейс с компьютером поступает в драйвер сканера - обычно это так называемый TWAIN-модуль, с которым уже взаимодействуют прикладные программы.
Сканер,
использующий технологию CISCIS
(от англ. ContactImageSensor)
- контактный датчик изображения.Отличается
отсутствием оптики. Приемный элемент
с шириной, равной ширине рабочего поля,
располагается на подвижной каретке с
лампой и непосредственно воспринимает
отраженный от сканируемого оригинала
свет.С
пециальная
подставка позволяет использовать
сканер даже а вертикальном положении.
L
Рис.8
Рис.7
IDE-система, сочетающая в себе преимущества технологии контактного датчика изображения, (CIS – ContactImageSensor). Сканеры, созданные на основе LIDE очень компактны, К тому же они допускают вертикальную установку при помощи специальной подставки.LIDE-сканеры отличают меньшие размеры и масса, более низкий уровень шума и малое энергопотребление (2,5 Вт). Многие модели оснащены интерфейсом USB, обеспечивающим совместимость, как с Windows 98/2000, так и MacOS версии 8,5 и выше, и позволяющим обойтись всего одним шнуром для соединения с компьютером и для подачи питания.В технологии LIDE в качестве источника света используются мощные трехцветные (rgb, Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий) светодиоды, обеспечивающие цветопередачу и малое энергопотребление по сравнению с ксеноновыми или флуоресцентными лампами. В дополнение к этому разработанный Canon специальный световод собирает лучи в однородный пучок, равномерно экспонирующий сканируемый оригинал по всей ширине (рис.7)LIDE позволяет обойтись без системы зеркал и упростить конструкцию.Цилиндрические линзы фокусируют лучи на светочувствительной линейке.Цилиндрические линзы (рис.8) (каждая менее 1 мм в диаметре) без искажений собирают отражённый от оригинала свет на сенсорной линейке, представляющей собой новое поколение датчиков изображения. Эти датчики отличаются значительной величиной отношения "сигнал/шум” и сверхвысокой чувствительностью по сравнению с любыми другими существующими сенсорами: 42 бита = 14 бит Х 3 цвета RGB! Такое повышение разрядности данных на входе дает сканеру возможность различать больше цветовых градаций в самых светлых и самых темных участках изображения. С микронной точностью датчики собраны на плате в линейку, размер которой соответствует максимальной ширине сканируемого документа.
Планетарні сканери (також орбітальні) — застосовують для сканування книг або документів, що легко ушкоджуються. При скануванні немає контакту зі сканованим об'єктом (як у планшетних сканерах)
Барабанні — застосовують у поліграфії, мають велику роздільну здатність (близько 10 тисяч пікселів на дюйм). Оригінал розташовується на внутрішній або зовнішній стінці прозорого циліндра (барабана).
Слайд-сканери — як виходить з назви, слугують для сканування плівкових слайдів. Виробляються і як самостійні пристрої, і як додаткові модулі до звичайних сканерів.
Сканери штрих-коду — невеликі, компактні моделі для сканування штрих-кодів товарів у магазинах