Сканер изображений

редактировать
Настольный сканер с поднятой крышкой. На стекло был положен предмет, готовый к сканированию. Сканирование нефритового носорога, изображенного на фотографии выше

Сканер изображений - часто сокращенно сканер - это устройство, которое оптически сканирует изображения, печатный текст, рукописный текст или объект и преобразует его в цифровое изображение. В офисах обычно используются варианты настольных планшетных сканеров, в которых документ помещается на стеклянное окно для сканирования. Ручные сканеры, в которых устройство перемещается вручную, превратились из «палочек» для сканирования текста в 3D-сканеры, используемые для промышленного дизайна, обратного проектирования, тестирования и измерения, ортопедии, игровые и другие приложения. Сканеры с механическим приводом, которые перемещают документ, обычно используются для широкоформатных документов, где планшетный дизайн был бы непрактичным.

Современные сканеры обычно используют в качестве датчика изображения устройство с зарядовой связью (CCD) или контактный датчик изображения (CIS), тогда как барабанные сканеры, разработанные ранее, и все еще используется для максимально возможного качества изображения, используйте фотоумножитель трубку (ФЭУ) в качестве датчика изображения. Ротационный сканер, используемый для высокоскоростного сканирования документов, представляет собой тип барабанного сканера, в котором вместо фотоумножителя используется матрица ПЗС. Бесконтактные планетарные сканеры в основном фотографируют хрупкие книги и документы. Все эти сканеры производят двухмерные изображения предметов, которые обычно плоские, но иногда и твердые; 3D-сканеры выдают информацию о трехмерной структуре твердых объектов.

Цифровые камеры могут использоваться для тех же целей, что и специализированные сканеры. По сравнению с настоящим сканером изображение камеры подвержено некоторой степени искажения, отражений, теней, низкой контрастности и размытости из-за дрожания камеры (уменьшено в камерах со стабилизацией изображения ). Разрешения достаточно для менее требовательных приложений. Цифровые камеры предлагают преимущества скорости, портативности и бесконтактного оцифровывания толстых документов без повреждения корешка книги. По состоянию на 2010 год технологии сканирования объединяли 3D-сканеры с цифровыми камерами для создания полноцветных фотореалистичных 3D-моделей объектов.

В области биомедицинских исследований используются устройства обнаружения ДНК-микрочипов. также называется сканерами. Эти сканеры представляют собой системы высокого разрешения (до 1 мкм / пиксель), аналогичные микроскопам. Обнаружение осуществляется с помощью ПЗС-матрицы или фотоэлектронного умножителя.

Содержание

  • 1 История сканеров
  • 2 Типа
    • 2.1 Барабан
    • 2.2 Планшет
      • 2.2.1 CCD-сканер
      • 2.2.2 CIS-сканер
    • 2.3 Пленка
    • 2.4 Роликовый сканер
    • 2.5 3D-сканер
    • 2.6 Планетарный сканер
    • 2.7 Ручной
      • 2.7.1 Ручной сканер документов
      • 2.7.2 Ручной 3D-сканер
    • 2.8 Портативный
    • 2.9 Приложения для сканирования смартфонов
  • 3 Качество сканирования
  • 4 Подключение к компьютеру
    • 4.1 Прямое физическое подключение к компьютеру
    • 4.2 Непрямое (сетевое) подключение к компьютеру
    • 4.3 Интерфейс программирования приложений
    • 4.4 Связанные приложения
  • 5 Выходные данные
  • 6 Обработка документов
  • 7 Сканеры документ-камеры
  • 8 Инфракрасная очистка
  • 9 Другое применение
  • 10 См. Также
  • 11 Ссылки
  • 12 Внешние ссылки

История сканеры

Пантелеграф
Пантелеграфный механизм Казелли Белинограф Проводной фотоаппарат BEP2V Эдуарда Белина, 1930

Современные сканеры считаются преемниками ранних телефотографии и факса устройства ввода.

пантелеграф (итальянский: pantelegrafo; французский: pantélégraphe ) был ранней формой факсимильного аппарата, передающего по обычным телеграфным линиям, разработанного Джованни Казелли, использовавшийся в коммерческих целях в 1860-х годах, это было первое подобное устройство, поступившее на вооружение. Он использовал электромагниты для управления и синхронизации движения маятников в источнике и в удаленном месте, для сканирования и воспроизведения изображений. Он мог передавать почерк, подписи или рисунки в пределах области до 150 × 100 мм.

Белинограф Эдуарда Белина 1913 года, сканированный с помощью фотоэлемента и переданный по обычным телефонным линиям, лег в основу службы ATT Wirephoto. В Европе услуги, аналогичные проводной фотосъемке, назывались Белино . Он использовался информационными агентствами с 1920-х до середины 1990-х годов и состоял из вращающегося барабана с одним фотодетектором со стандартной скоростью 60 или 120 об / мин (более поздние модели - до 240 об / мин). Они посылают линейный аналоговый AM-сигнал по стандартным телефонным голосовым линиям к приемникам, которые синхронно печатают пропорциональную интенсивность на специальной бумаге. Цветные фотографии были отправлены как три отдельных изображения с фильтром RGB последовательно, но только для особых мероприятий из-за затрат на передачу.

Типы

Барабан

Первым сканером изображений, разработанным для использования с компьютером, был барабанный сканер. Он был построен в 1957 году в Национальном бюро стандартов США в США командой под руководством Рассела А. Кирша. Первым изображением, когда-либо сканированным на этой машине, была квадратная фотография Уолдена, тогдашнего трехмесячного сына Кирша, размером 5 см. черно-белое изображение имело разрешение 176 пикселей на стороне.

Барабанные сканеры захватывают информацию об изображении с помощью фотоумножителей (ФЭУ), а не матрицы устройств с зарядовой связью (CCD), которые используются в планшетных сканерах и недорогих пленочных сканерах. «Отражающие и пропускающие оригиналы устанавливаются на акриловый цилиндр, барабан сканера, который вращается с высокой скоростью, проходя сканируемый объект перед прецизионной оптикой, которая передает информацию изображения на ФЭУ. Современные сканеры цветных барабанов используют три согласованных ФЭУ, которые читают красный, синий и зеленый свет, соответственно. Свет от оригинального произведения искусства разделяется на отдельные красные, синие и зеленые лучи в оптической скамье сканера с дихроичными фильтрами ». Фотоумножители предлагают превосходный динамический диапазон, и по этой причине барабанные сканеры могут извлекать больше деталей из очень темных теневых областей прозрачности, чем планшетные сканеры, использующие датчики CCD. Меньший динамический диапазон ПЗС-датчиков по сравнению с фотоэлектронными умножителями может привести к потере деталей в тенях, особенно при сканировании очень плотной прозрачной пленки. Хотя механика зависит от производителя, большинство барабанных сканеров пропускают свет от галогенных ламп через систему фокусировки для освещения как отражающих, так и пропускающих оригиналов.

Барабанный сканер получил свое название от прозрачного акрилового цилиндра, барабана, на который для сканирования устанавливается оригинал изображения. В зависимости от размера можно устанавливать оригиналы размером до 20 на 28 дюймов (510 мм × 710 мм), но максимальный размер зависит от производителя. «Одной из уникальных особенностей барабанных сканеров является возможность независимо контролировать площадь образца и размер апертуры. Размер образца - это область, которую кодировщик сканера считывает для создания отдельного пикселя. Апертура - это фактическое отверстие, через которое свет попадает в оптический Стенд сканера. Возможность раздельного управления диафрагмой и размером образца особенно полезна для сглаживания зернистости пленки при сканировании черно-белых и цветных негативов ».

Хотя барабанные сканеры способны сканировать как отражающие, так и Хорошее качество планшетного сканера позволяет получить хорошее сканирование отражающих изображений. В результате барабанные сканеры редко используются для сканирования отпечатков сейчас, когда легко доступны высококачественные недорогие планшетные сканеры. Тем не менее, пленка - это то место, где барабанные сканеры по-прежнему являются предпочтительным инструментом для высокотехнологичных приложений. Поскольку пленка может быть прикреплена к барабану сканера мокрым способом, что повышает резкость и маскирует пыль и царапины, а также благодаря исключительной чувствительности ФЭУ, барабанные сканеры способны улавливать очень тонкие детали на пленочных оригиналах.

По состоянию на 2014 год только несколько компаний продолжали производить и обслуживать барабанные сканеры. Хотя цены как на новые, так и на бывшие в употреблении устройства упали с начала 21 века, они все еще были намного дороже, чем планшетные ПЗС-сканеры и пленочные сканеры. Качество изображения, создаваемого планшетными сканерами, улучшилось до такой степени, что лучшие из них подходили для многих графических операций, и во многих случаях они заменили барабанные сканеры, поскольку они были дешевле и быстрее. Однако барабанные сканеры с их превосходным разрешением (до 24000 PPI ), градацией цвета и структурой значений продолжали использоваться для сканирования изображений с целью увеличения, а также для архивирования фотографий музейного качества и печатной продукции. качественная реклама книг и журналов. По мере того, как подержанных барабанных сканеров становилось все больше и меньше, их приобретали многие фотографы изобразительного искусства.

Планшетный

Этот тип сканера иногда называют отражающим сканером, потому что он работает, направляя белый свет на сканируемый объект и считывая интенсивность и цвет света, который отражается от него, обычно это линия вовремя. Они предназначены для сканирования отпечатков или других плоских непрозрачных материалов, но для некоторых из них доступны адаптеры для прозрачных пленок, которые по ряду причин в большинстве случаев не очень хорошо подходят для сканирования пленки.

CCD-сканер

"Планшетный сканер обычно состоит из стеклянной панели (или пластины ), под которой находится яркий свет (часто ксенон, светодиод или люминесцентная лампа с холодным катодом ), которая освещает панель, и движущийся оптический массив при сканировании CCD. Сканеры типа CCD обычно содержат три ряда (массивов) датчиков с красным, зеленым и синим фильтры. "

Сканер CIS

Сканер с CIS. A: в сборе, B: в разобранном виде; 1: корпус, 2: световод, 3: линзы, 4: микросхема с двумя RGB-светодиодами, 5: CIS

Контактный датчик изображения (CIS) Сканирование состоит из движущегося набора красного, зеленого и синего цветов светодиодов стробируемых для освещения и подключенной монохроматической фотодиодной матрицы под решеткой стержневых линз для сбора света. «Сканируемые изображения кладут на стекло лицевой стороной вниз, на него опускают непрозрачную крышку, чтобы исключить посторонний свет, а матрица датчиков и источник света перемещаются по стеклу, считывая всю область. Таким образом, изображение становится видимым для детектора. только из-за света, который он отражает. Прозрачные изображения не работают таким образом, и для них требуются специальные аксессуары, которые освещают их с верхней стороны. Многие сканеры предлагают это в качестве опции. "

Film

DSLR camera и слайд-сканер

Этот тип сканера иногда называют слайд-сканером или сканером прозрачности, он работает, пропуская узконаправленный луч света через пленку и считывая интенсивность и цвет выходящего света. «Обычно неразрезанные полоски пленки, содержащие до шести кадров или четыре установленных слайда, вставляются в держатель, который перемещается с помощью шагового двигателя через линзу и датчик CCD внутри сканера. Некоторые модели в основном используется для сканирования одинакового размера. Пленочные сканеры сильно различаются по цене и качеству ". Самые дешевые специализированные пленочные сканеры можно купить менее чем за 50 долларов, и их может хватить для скромных нужд. Оттуда они постепенно повышаются до пятизначного уровня качества и расширенных функций. «Специфика различается в зависимости от марки и модели, а конечные результаты во многом определяются уровнем сложности оптической системы сканера и, что не менее важно, сложностью программного обеспечения для сканирования».

Роликовый сканер

Доступны сканеры, которые протягивают плоский лист поверх сканирующего элемента между вращающимися роликами. Они могут обрабатывать только отдельные листы до указанной ширины (обычно около 210 мм, ширина многих напечатанных букв и документов), но могут быть очень компактными, требуя всего лишь пары узких роликов, между которыми проходит документ. Некоторые из них портативны, питаются от батарей и имеют собственное хранилище, в конечном итоге передавая сохраненные отсканированные изображения на компьютер через USB или другой интерфейс.

3D-сканер

3D-сканеры собирают данные о трехмерной форме и внешнем виде объекта.

Планетарный сканер

Планетарный сканер сканирует хрупкий объект без физического контакта.

Рука

Ручные сканеры перемещаются по объекту, чтобы получить изображение вручную. Есть два разных типа: документ и 3D-сканеры.

Ручной сканер документов

Ручной сканер со своим интерфейсным модулем.

Ручные сканеры документов - это ручные устройства, которые перемещаются по поверхности изображения для сканирования вручную. Сканирование документов таким способом требует твердой руки, поскольку неравномерная скорость сканирования приводит к искажению изображений; световой индикатор на сканере указывает на слишком быстрое движение. Обычно у них есть кнопка «Пуск», которую пользователь удерживает в течение всего сканирования; некоторые переключатели для установки оптического разрешения ; и ролик, который генерирует тактовый импульс для синхронизации с компьютером. Старые ручные сканеры были монохромными и производили свет от массива зеленых светодиодов для освещения изображения "; более поздние сканеры сканируют в монохромном или цветном режиме по желанию. Ручной сканер может иметь небольшое окно, через которое можно было просматривать отсканированный документ. В начале 1990-х годов многие ручные сканеры имели собственный интерфейсный модуль, специфичный для определенного типа компьютера, например, Atari ST или Commodore Amiga. С момента введения стандарта USB этот интерфейс используется чаще всего. Поскольку ручные сканеры намного уже, чем документы или книги большинства обычных размеров, программное обеспечение (или конечный пользователь) должно было объединить несколько узких «полосок» отсканированных изображений.

Недорогие портативные ручные «скользящие» сканеры с батарейным питанием, обычно способные сканировать область размером с обычную букву, и гораздо дольше остаются доступными, 2014 года.

Ручной 3D-сканер

Ручные 3D-сканеры используются в промышленности пробное проектирование, обратный инжиниринг, проверка и анализ, цифровое производство и медицинские приложения. «Чтобы компенсировать неравномерное движение руки человека, большинство систем 3D-сканирования полагаются на размещение контрольных маркеров, обычно липких светоотражающих язычков, которые сканер использует для выравнивания элементов и отметок положения в пространстве».

Портативный

Сканеры изображений обычно используются вместе с компьютером, который управляет сканером и хранит сканированные изображения. Небольшие портативные сканеры с роликовым питанием или «скользящие» ручные с питанием от батарей и с возможностью хранения доступны для использования вне компьютера; сохраненные сканы можно передать позже. Многие могут сканировать как небольшие документы, такие как визитные карточки и кассовые чеки, так и документы формата Letter.

Приложения для сканирования смартфонов

Камеры с более высоким разрешением, которыми оснащены некоторые смартфоны, могут сканировать документы разумного качества, делая снимок камерой телефона и обрабатывая его с помощью приложения для сканирования, из которых доступны для большинства телефонов операционных систем, чтобы осветлить фон страницы, исправить искажение перспективы, чтобы скорректировать форму прямоугольного документа, преобразовать в черно-белый и т. д. приложения могут сканировать многостраничные документы с последовательными экспозициями камеры и выводить их в виде одного файла или файлов с несколькими страницами. Некоторые приложения для сканирования смартфонов могут сохранять документы непосредственно в онлайн-хранилища, такие как Dropbox и Evernote, отправлять документы по электронной почте или факсу через шлюзы электронной почты и факсимильной связи.

Приложения для сканирования смартфонов можно условно разделить на три категории:

  1. Приложения для сканирования документов, в основном предназначенные для обработки документов и вывода файлов PDF, а иногда и файлов JPEG.
  2. Приложения для сканирования фотографий, которые выводят файлы JPEG, и имеют функции редактирования, полезные для фотографий, а не для редактирования документов;
  3. подобные штрих-коды QR-код приложения для сканирования, которые затем ищут в Интернете информацию, связанную с кодом.

Качество сканирования

Планшетный сканер. Документы или изображения размещаются лицевой стороной вниз под крышкой (здесь показаны закрытыми).

Цветные сканеры обычно считывают данные RGB (красный-зеленый-синий ) из массива. Затем эти данные обрабатываются с помощью некоторого запатентованного алгоритма для корректировки различных условий экспонирования и отправляются на компьютер через интерфейс ввода / вывода устройства (обычно USB, до которого было SCSI или двунаправленный параллельный порт в старых устройствах).

Глубина цвета варьируется в зависимости от характеристик сканирующего массива, но обычно составляет не менее 24 бит. У высококачественных моделей глубина цвета 36-48 бит.

Еще одним определяющим параметром для сканера является его разрешение, измеряемое в пикселей на дюйм (ppi), иногда более точно обозначаемое как образцов на дюйм (spi). Вместо использования истинного оптического разрешения сканера, единственного значимого параметра, производители любят ссылаться на интерполированное разрешение, которое намного выше благодаря программной интерполяции. По состоянию на 2009 год планшетный сканер высокого класса может сканировать до 5400 пикселей на дюйм, а барабанные сканеры имеют оптическое разрешение от 3000 до 24000 пикселей на дюйм.

«Эффективное разрешение» - это истинное разрешение сканера, которое определяется с помощью тестовой таблицы разрешения. Эффективное разрешение большинства планшетных сканеров для потребителей значительно ниже оптического разрешения, указанного производителем. Примером является Epson V750 Pro с оптическим разрешением, указанным производителем как 4800dpi и 6400dpi (двойной объектив), но протестированным: «Согласно этому мы получаем разрешение всего около 2300 dpi - это всего лишь 40% от заявленного разрешения!» Заявленный динамический диапазон составляет 4.0 Dmax, но «Что касается диапазона плотности Epson Perfection V750 Pro, который обозначен как 4.0, нужно сказать, что и здесь он не достигает высококачественных пленочных сканеров».

Производители часто заявляют, что интерполированное разрешение достигает 19 200 пикселей на дюйм; но такие числа несут мало значимого значения, потому что количество возможных интерполированных пикселей не ограничено, и это не увеличивает уровень захваченных деталей.

Размер создаваемого файла увеличивается пропорционально квадрату разрешения; удвоение разрешения увеличивает размер файла в четыре раза. Необходимо выбрать разрешение, которое находится в пределах возможностей оборудования, сохраняет достаточную детализацию и не создает файл чрезмерного размера. Размер файла может быть уменьшен для данного разрешения с помощью методов сжатия с потерями, таких как JPEG, с некоторой ценой в качестве. Если требуется наилучшее возможное качество, следует использовать сжатие без потерь; При необходимости из такого изображения могут быть созданы файлы пониженного качества и меньшего размера (например, изображение, предназначенное для печати на полной странице, и файл гораздо меньшего размера, который будет отображаться как часть быстро загружающейся веб-страницы).

Чистота может быть снижена из-за шума сканера, оптических бликов, плохого аналого-цифрового преобразования, царапин, пыли, колец Ньютона, датчиков не в фокусе, неправильной работы сканера и плохого программного обеспечения. Считается, что барабанные сканеры обеспечивают чистейшее цифровое представление пленки, за ними следуют высококачественные пленочные сканеры, в которых используются более крупные датчики Kodak Tri-Linear.

Третьим важным параметром сканера является его диапазон плотности (динамический диапазон) или Drange (см. Денситометрия ). Диапазон высокой плотности означает, что сканер может записывать детали теней и яркости за одно сканирование. Плотность пленки измеряется по логарифмической шкале с основанием 10 и варьируется от 0,0 (прозрачная) до 5,0, примерно 16 ступеней. Диапазон плотности - это пространство, занимаемое по шкале от 0 до 5, а Dmin и Dmax обозначают наименее плотные и наиболее плотные измерения на негативной или позитивной пленке. Диапазон плотности негативной пленки составляет до 3,6d, а динамический диапазон слайд-пленки - 2,4d. Диапазон отрицательной плотности цвета после обработки составляет 2,0d благодаря сжатию 12 ступеней в небольшой диапазон плотности. Dmax будет самой плотной на слайд-пленке для теней и самой плотной на негативной пленке для светлых участков. Некоторые слайд-пленки могут иметь Dmax близкий к 4.0d при правильной экспозиции, как и черно-белая негативная пленка.

Планшетные фотосканеры потребительского уровня имеют динамический диапазон в диапазоне 2,0–3,0, что может быть неадекватным для сканирования всех типов фотопленки, поскольку Dmax может быть и часто составляет от 3,0 d и 4.0d с традиционной черно-белой пленкой. Цветная пленка сжимает свои 12 ступеней из возможных 16 ступеней (широта пленки) всего в 2,0d пространства за счет процесса связывания красителя и удаления всего серебра из эмульсии. Kodak Vision 3 имеет 18 остановок. Таким образом, цветная негативная пленка легче всего сканирует из всех типов пленки на самом широком спектре сканеров. Поскольку традиционная черно-белая пленка сохраняет изображение, создавая серебро после обработки, диапазон плотности может быть почти вдвое больше, чем у цветной пленки. Это затрудняет сканирование традиционной черно-белой пленки и требует сканера с динамическим диапазоном не менее 3,6d, но также с Dmax от 4,0 до 5,0d. Высококачественные (фотолаборатории) планшетные сканеры могут достигать динамического диапазона 3,7 и Dmax около 4,0d. Специальные пленочные сканеры имеют динамический диапазон от 3,0d до 4,0d. Сканеры офисных документов могут иметь динамический диапазон менее 2,0d. Барабанные сканеры имеют динамический диапазон 3,6–4,5.

Комбинируя полноцветные изображения с 3D-моделями, современные портативные сканеры могут полностью воспроизводить объекты в электронном виде. Добавление цветных 3D-принтеров обеспечивает точную миниатюризацию этих объектов с применением во многих отраслях и профессиях.

Для приложений сканера качество сканирования во многом зависит от качества камеры телефона и кадрирования, выбранного пользователем приложения.

Подключение к компьютеру

Пленочное изображение отсканированные в компьютер на фотостоле Detroit News в начале 1990-х.

Отсканированные изображения практически всегда необходимо передавать со сканера на компьютер или систему хранения информации для дальнейшей обработки или хранения. Есть две основные проблемы: (1) как сканер физически подключен к компьютеру и (2) как приложение извлекает информацию из сканера.

Прямое физическое подключение к компьютеру

Размер файла сканирования может составлять примерно до 100 мегабайт для разрешения 600 DPI 23 x 28 см (9 "x11") (немного больше, чем бумага A4 ) несжатое 24-битное изображение. Отсканированные файлы необходимо передавать и хранить. Сканеры могут генерировать такой объем данных за считанные секунды, что делает желательным быстрое соединение.

Сканеры обмениваются данными со своим хост-компьютером, используя один из следующих физических интерфейсов, примерно от медленного до быстрого:

  • Параллельный порт - подключение через параллельный порт является самым медленным из распространенных методов передачи. Ранние сканеры имели соединения через параллельный порт, которые не могли передавать данные быстрее 70 килобайт / секунда. Основным преимуществом подключения через параллельный порт является экономичность и уровень квалификации пользователя: он позволяет избежать добавления интерфейсной карты к компьютеру.
  • GPIB - интерфейсная шина общего назначения. Некоторые барабанные сканеры, такие как Howtek D4000, имели интерфейс SCSI и GPIB. Последний соответствует стандарту IEEE-488, введенному в середине 1970-х годов. Интерфейс GPIB использовался лишь несколькими производителями сканеров, в основном обслуживающими среду DOS / Windows. Для систем Apple Macintosh National Instruments предоставила интерфейсную карту NuBus GPIB.
  • Интерфейс малых компьютерных систем (SCSI), редко используемый с начала 21 века, поддерживаемый только компьютерами с интерфейс SCSI на карте или встроенный. В ходе эволюции стандарта SCSI скорость увеличилась. Широко доступные и легко настраиваемые USB и Firewire в значительной степени вытеснили SCSI.
  • Универсальная последовательная шина (USB) Сканеры могут быстро передавать данные. Ранний стандарт USB 1.1 мог передавать данные со скоростью 1,5 мегабайта в секунду (медленнее, чем SCSI), но более поздние стандарты USB 2.0 / 3.0 на практике могут передавать более 20/60 мегабайт в секунду.
  • FireWire, или IEEE-1394, это интерфейс, сопоставимый по скорости с USB 2.0. Возможные скорости FireWire: 25, 50 и 100, 400 и 800 мегабит в секунду, но устройства могут поддерживать не все скорости.
  • Фирменные интерфейсы использовались на некоторых ранних сканерах, которые вместо этого использовали проприетарную интерфейсную карту. чем стандартный интерфейс.

Непрямое (сетевое) подключение к компьютеру

В начале 1990-х профессиональные планшетные сканеры были доступны через локальную компьютерную сеть. Это оказалось полезным для издателей, типографий и т. Д. Эта функциональность в значительной степени вышла из употребления, поскольку стоимость планшетных сканеров снизилась настолько, что совместное использование стало ненужным.

С 2000 года стали доступны универсальные многоцелевые устройства, подходящие как для небольших офисов, так и для потребителей, с возможностью печати, сканирования, копирования и отправки факсов в одном устройстве, которое может быть доступно всем. члены рабочей группы.

Портативные сканеры с питанием от батарей хранят сканированные изображения во внутренней памяти; позже они могут быть переданы на компьютер либо прямым подключением, обычно через USB, либо в некоторых случаях карта памяти может быть извлечена из сканера и подключена к компьютеру.

Интерфейс программирования приложений

Приложение для рисования, такое как GIMP или Adobe Photoshop, должно взаимодействовать со сканером. Существует много разных сканеров, и многие из них используют разные протоколы. Чтобы упростить программирование приложений, были разработаны некоторые интерфейсы программирования приложений («API»). API представляет собой единый интерфейс для сканера. Это означает, что приложению не нужно знать конкретные детали сканера, чтобы получить к нему прямой доступ. Например, Adobe Photoshop поддерживает стандарт TWAIN ; поэтому теоретически Photoshop может получить изображение с любого сканера, имеющего драйвер TWAIN.

На практике часто возникают проблемы с взаимодействием приложения со сканером. Либо приложение, либо производитель сканера (или оба) могут иметь ошибки в реализации API.

Обычно API реализуется как динамически подключаемая библиотека. Каждый производитель сканера предоставляет программное обеспечение, которое преобразует вызовы процедур API в примитивные команды, которые отправляются аппаратному контроллеру (например, контроллеру SCSI, USB или FireWire). Часть API производителя обычно называется драйвером устройства, но это обозначение не совсем точное: API не работает в режиме ядра и не имеет прямого доступа к устройству. Скорее библиотека API сканера переводит запросы приложений в запросы оборудования.

Общие API-интерфейсы программного обеспечения сканера:

SANE (Scanner Access Now Easy) - бесплатный / открытый API для доступа сканеры. Первоначально разработанный для операционных систем Unix и Linux, он был перенесен на OS / 2, Mac OS X и Microsoft Windows. В отличие от TWAIN, SANE не обрабатывает пользовательский интерфейс. Это обеспечивает возможность пакетного сканирования и прозрачного доступа к сети без какой-либо специальной поддержки со стороны драйвера устройства.

TWAIN используется большинством сканеров. Первоначально он использовался для недорогого и домашнего оборудования, а сейчас широко используется для сканирования больших объемов.

ISIS (Спецификация интерфейса изображения и сканера), созданная Pixel Translations, которая по-прежнему использует SCSI-II для повышения производительности, используется на больших машинах в масштабе отдела.

WIA (Windows Image Acquisition) - это API, предоставляемый Microsoft для использования в Microsoft Windows.

Связанные приложения

Хотя никакое программное обеспечение, кроме утилиты сканирования, не является функцией Как и любой сканер, многие сканеры поставляются в комплекте с программным обеспечением. Как правило, в дополнение к утилите сканирования поставляются некоторые типы приложений для редактирования изображений (например, Adobe Photoshop ) и программное обеспечение для оптического распознавания символов (OCR). Программное обеспечение OCR преобразует графические изображения текста в стандартный текст, который можно редактировать с помощью обычного программного обеспечения для обработки текста и редактирования текста; точность редко бывает идеальной.

Выходные данные

Некоторые сканеры, особенно те, которые предназначены для сканирования печатных документов, работают только в черно-белом режиме, но большинство современных сканеров работают в цвете. Для последнего результат сканирования представляет собой несжатое изображение RGB, которое может быть перенесено в память компьютера. Цветовой вывод разных сканеров не одинаков из-за спектральной характеристики их чувствительных элементов, природы их источника света и коррекции, применяемой программным обеспечением сканирования. Хотя большинство датчиков изображения имеют линейный отклик, выходные значения обычно гамма-сжатие. Некоторые сканеры сжимают и очищают изображение с помощью встроенного программного обеспечения . Находясь на компьютере, изображение можно обработать с помощью программы растровой графики (например, Adobe Photoshop или GIMP ) и сохранить на запоминающем устройстве (например, как жесткий диск ).

Изображения обычно хранятся на жестком диске. Изображения обычно хранятся в форматах изображений, таких как несжатый Bitmap, сжатый без потерь (без потерь) TIFF и PNG и сжатый с потерями JPEG. Документы лучше всего хранить в формате TIFF или PDF ; JPEG особенно не подходит для текста. Программное обеспечение для оптического распознавания символов (OCR) позволяет преобразовать отсканированное изображение текста в редактируемый текст с разумной точностью, если текст напечатан чисто, а шрифт и размер шрифта могут быть прочитаны программным обеспечением.. Возможность OCR может быть интегрирована в программное обеспечение для сканирования, или файл отсканированного изображения может быть обработан с помощью отдельной программы OCR.

Обработка документов

Сканер документов

Требования к изображениям документов отличаются от требований к сканированию изображений. Эти требования включают скорость сканирования, автоматическую подачу бумаги и возможность автоматического сканирования как лицевой, так и оборотной сторон документа. С другой стороны, сканирование изображений обычно требует способности обрабатывать хрупкие и / или трехмерные объекты, а также сканировать с гораздо более высоким разрешением.

Сканеры документов имеют устройства подачи документов, обычно больше, чем те, которые иногда встречаются на копировальных аппаратах или универсальных сканерах. Сканирование выполняется с высокой скоростью, от 20 до 280 или 420 страниц в минуту, часто в оттенках серого, хотя многие сканеры поддерживают цвет. Многие сканеры могут сканировать обе стороны двусторонних оригиналов (двусторонний режим). Сложные сканеры документов имеют микропрограммное обеспечение или программное обеспечение, которое очищает отсканированные тексты по мере их создания, удаляя случайные отметки и тип резкости; это было бы неприемлемо для фотографических работ, где невозможно надежно отличить отметки от желаемых мелких деталей. Создаваемые файлы сжимаются по мере их создания.

Используемое разрешение обычно составляет от 150 до 300 dpi, хотя оборудование может иметь разрешение 600 или выше; при этом получаются изображения текста, достаточно хорошие для чтения и для оптического распознавания символов (OCR), без более высоких требований к пространству для хранения, необходимых для изображений с более высоким разрешением.

Министерство культуры, спорта и туризма Республики Корея в июне 2011 г. издало интерпретацию, согласно которой сканирование книги третьей стороной, не являющейся юридическим лицом, является нарушением Закона об авторском праве. правообладатель или владелец книги. Поэтому в Южной Корее владельцы книг посещают «Комнату сканирования», чтобы самостоятельно сканировать книги.

Сканированные документы часто обрабатываются с использованием технологии OCR для создания редактируемых файлов с возможностью поиска. Большинство сканеров используют драйверы устройств ISIS или TWAIN для сканирования документов в формат TIFF, чтобы отсканированные страницы можно было подавать в систему управления документами , который будет обрабатывать архивирование и извлечение отсканированных страниц. Сжатие JPEG с потерями, которое очень эффективно для изображений, нежелательно для текстовых документов, поскольку наклонные прямые края приобретают неровный вид, а сплошной черный (или другой цвет) текст на светлом фоне хорошо сжимается с форматами сжатия без потерь.

Хотя подача бумаги и сканирование могут выполняться автоматически и быстро, подготовка и индексация необходимы и требуют много работы со стороны людей. Подготовка включает в себя ручную проверку сканируемых бумаг и проверку того, что они в порядке, развернуты, не содержат скоб или чего-либо еще, что может застревать в сканере. Кроме того, некоторые отрасли, такие как юридическая и медицинская, могут требовать, чтобы документы имели нумерацию Бейтса или какую-либо другую отметку, дающую идентификационный номер документа и дату / время сканирования документа.

Индексирование включает в себя привязку соответствующих ключевых слов к файлам, чтобы их можно было извлекать по содержимому. Этот процесс иногда можно до некоторой степени автоматизировать, но он часто требует ручного труда, выполняемого служащими по вводу данных. Распространенной практикой является использование технологии распознавания штрих-кода : во время подготовки листы штрих-кода с названиями папок или индексной информацией вставляются в файлы документов, папки и группы документов. При автоматическом пакетном сканировании документы сохраняются в соответствующие папки, и создается индекс для интеграции в системы управления документами.

Специализированной формой сканирования документов является сканирование книг. Технические трудности возникают из-за того, что книги обычно переплетены, а иногда и хрупкие и незаменимые, но некоторые производители разработали специальное оборудование для решения этой проблемы. Часто специальные роботизированные механизмы используются для автоматизации процесса перелистывания и сканирования страниц.

Сканеры с документ-камерой

Документ-камера SceyeX.

Еще одна категория сканеров для документов - это документ-камера . Захват изображений на документ-камерах отличается от захвата изображений на планшетных сканерах и сканерах с автоматическим устройством подачи документов (ADF) тем, что в нем нет движущихся частей, необходимых для сканирования объекта. Обычно либо стержень освещения / отражателя внутри сканера должен перемещаться по документу (например, для планшетного сканера), либо документ должен проходить через стержень (например, для сканеров с подающим устройством), чтобы выполнить сканирование всего изображения. образ. Камеры для документов захватывают весь документ или объект за один шаг, обычно мгновенно. Обычно документы размещаются на плоской поверхности, обычно на офисном столе, под зоной захвата документ-камеры. Преимущество процесса одновременного захвата всей поверхности заключается в увеличении времени реакции рабочего процесса сканирования. После захвата изображения обычно обрабатываются с помощью программного обеспечения, которое может улучшать изображение и выполнять такие задачи, как автоматическое вращение, обрезка и выпрямление. em.

Не требуется, чтобы сканируемые документы или объекты соприкасались с камерой для документов, что увеличивает гибкость типов документов, которые можно сканировать. Объекты, которые раньше было трудно сканировать с помощью обычных сканеров, теперь можно сделать с помощью одного устройства. Сюда входят, в частности, документы различных размеров и форм, скрепленные скобками, в папках или согнутые / мятые, которые могут застрять в подающем сканере. К другим объектам относятся книги, журналы, квитанции, письма, билеты и т. Д. Отсутствие движущихся частей также устраняет необходимость в обслуживании, что учитывается в совокупной стоимости владения, которая включает постоянные эксплуатационные расходы на сканеры.

Увеличенное время реакции при сканировании также имеет преимущества в области контекстного сканирования. Сканеры ADF, хотя и очень быстрые и очень хорошо справляются с пакетным сканированием, также требуют предварительной и последующей обработки документов. Документ-камеры можно интегрировать непосредственно в Workflow или процесс, например в кассир в банке. Документ сканируется непосредственно в контексте клиента, в котором он будет размещен или использован. В таких ситуациях время реакции является преимуществом. Камеры для документов обычно также требуют небольшого пространства и часто являются портативными.

Хотя сканирование с помощью документ-камер может иметь быстрое время реакции, сканирование больших объемов даже несшитых документов более эффективно с помощью сканера ADF.. Есть проблемы, с которыми сталкиваются такие технологии в отношении внешних факторов (например, освещения), которые могут повлиять на результаты сканирования. Способ решения этих проблем во многом зависит от сложности продукта и того, как он решает эти проблемы.

Инфракрасная очистка

Инфракрасная очистка - это метод, используемый для удаления пыли и царапин на изображениях, сканированных с пленки; многие современные сканеры включают эту функцию. Он работает путем сканирования пленки инфракрасным светом; красители в типичных эмульсиях цветных пленок прозрачны для инфракрасного света, но пыль и царапины - нет и блокируют инфракрасный свет; Программное обеспечение сканера может использовать видимую и инфракрасную информацию для обнаружения царапин и обработки изображения, чтобы значительно уменьшить их видимость с учетом их положения, размера, формы и окружения.

Производители сканеров обычно называют этот метод своим собственным именем. Например, Epson, Minolta, Nikon, Konica Minolta, Microtek и другие используют Digital ICE, в то время как Canon использует собственную систему FARE (система автоматического ретуширования и улучшения пленки). Plustek использует LaserSoft Imaging. Некоторые независимые разработчики программного обеспечения создают инструменты для инфракрасной очистки.

Другое применение

Планшетные сканеры использовались в качестве цифровых задних панелей для больших форматов камер для создания высокого разрешения цифровые изображения статичных предметов. Модифицированный планшетный сканер был использован для документирования и количественной оценки тонкослойных хроматограмм, обнаруженных с помощью тушения флуоресценции на слоях силикагеля, содержащих ультрафиолет (УФ) индикатор. «ChromImage» якобы является первым коммерческим планшетным сканером денситометром. Это позволяет получать изображения планшетов для ТСХ и количественно хроматограмм с использованием программного обеспечения Galaxie-TLC. Помимо того, что планшетные сканеры были превращены в денситометры, они также были превращены в колориметры с использованием других методов. якобы первая распространяемая система, использующая планшетный сканер в качестве трехцветного колориметрического устройства.

См. Также

Литература

Внешние ссылки

Викискладе есть материалы, связанные с сканерами изображений.
Последняя правка сделана 2021-05-23 11:56:56
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте