СКАНЕРИ
Сканерите са автоматични устройства за въвеждане на графична информация. Според начина на следене на графичния обект и въвеждането на информацията, биват векторно-следящи и растерни или сканиращи (сканери).
Автоматичните векторно-следящи дигитайзери са сложни съоръжения с компютърно управление, които използват точен двукоординатен плотер. В изпълнителния орган е разположен сензор, най-често оптичен (телевизионна камера). Чрез целенасочено движение на изпълнителния орган устройството следи определени вектори, въвеждайки техните координати и атрибути. При четене на сложни графични изображения този метод е неефективен поради сложността на автоматично прехвърляне от една линия на друга и объркване при пресичане на линии. Обикновено тези дигитайзери имат стратегия-максимално обединяване на векторите, поради което управлението им се осигурява само от мощен компютър. Поради високата цена са малко разпространени.Най-голямо разпространение са получили растерно-сканиращите автоматични дигитайзери (сканери).
Основни характеристики и параметри
:- Разделителна способност- измерва се в dpi (dots per inch)- определя способността на скенера да възприема отделни детайли от оригиналното изображение и е пряко свързана с параметрите на растера; може да е различна за двете измерения;
-
Размер на сканираните документи- поддържат се основно три размера: големи (11х17”), с типичен размер (8,5х11”) и малки - за квитанции, преводи, визитни картички и др.-
Монохромен(черно-бял) , с градация на сивото (брой отличими степени на сивото или цветен (брой отличими цветове - напр. до 16 милиона цвята при 24 битов резултат от сканирането на една точка).-
Скорост на сканиране - lpm, ppm-
Брой обхождания(пасове), необходими за сканирането на цветно изображение;-
Диапазон на възприеманата(възпроизвежданата) оптична плътност - това е разликата между оптичната плътност на най-светлите и най-тъмните точки на сканираното изображение. Измерва се в относителни единици и има стойности от 0,0 до 4.0. Дефинира се като отношението C между стойностите на коефициентите на отразяване(пропускане) - (max. - (min))/max.-
Точност-
Поддържани интерфейси- SCSI, IDE, AT, Nubus-
Скорост на обмен по интерфейса-
Съвместимост със софтуерни продукти и стандарти- TWAIN - за въвеждане на изображения от сканери и други източници-
Комплектация -- контролер, кабели
- програмна среда и продукти за сканиране, редактиране и преработка:
- сканиране на зона;
- филтрации;
- обработки:-
- слепване на сканирани ивици или области;
- векторизация;
- компресия;
- преобразуване на графични формати;
- OCR продукт за автоматично разпознаване на символи;
- документоманипулиращи механизми за - автоматични подаващи и сортиращи устройства, приставка за двустранно сканиране
- приставка за сканиране на прозрачни оригинали;
- параметри от общ характер
-- габарити, тегло;
- икономически;
- надеждностни;
- ергономични и др..
Класификация
Съществуват следните основни категории сканери според принципа на относителното придвижване между сканиращия сензор и сканирания документ и според употребата им:
-
Ръчни (Hand-held) скенери. Операторът сам движи сканера по изображението, което иска да въведе. Ръчните сканери въвеждат обикновено изображения с размер до 4 инча (10 см) и са с разрешаваща способност от 200 до 400 dpi. Затова те са-добри за малки по размер изображения. Тъй като качеството на сканирането зависи от стабилността на човешката ръка, се използват за непретенциозни обработки. Основният им проблем, с тясната област на сканиране, често се решава чрез подходящо програмно осигуряване. Повечето програмни продукти осигуряват функцията "слепване", като обектът за въвеждане се разделя на ивици, които се въвеждат поотделно, след което автоматично се слепват. Но независимо колко добре движите сканера, не е възможно да се движи с достатъчно постоянна скорост. Повечето от ръчните сканери имат електронни "измерители на скоростта", които се опитват да синхронизират полученото изображение с реалната скорост на сканиране, получавана чрез търкаляща се по изображението ролка, но ако ускорите или забавите ще получите разтеглени или смачкани области. Често има и светодиоден индикатор за надвишаване на допустимата скорост на сканиране. Също така ако се отклоните от идеалната права линия ще получите нагъвания в изображението, затова някои модели притежават водачи с вградени или допълнителни колела. Най-малките отклонения обаче правят невъзможно прецизното слепване.-
Плоски (Flatbed) (настолни) сканери. Наподобяват копирни апарати. Обектът за сканиране се поставя в плоска равнина. Работят с разрешаваща способност от 300 до 1600 dpi (с интерполация), а размерът на работното поле е от А4 до А3.-
Барабанни (Drum) сканери - оригиналът се монтира върху прозрачен барабан. При едновременно линейно движение на оптичен сензор и въртене на барабана се снема информация за цвета и оптичната плътност на всяка точка от оригинала. Разрешаващата способност на този вид сканери е до 4200 dpi. Изключително качество и висока цена. Използуват се в професионалната издателска дейност.-
Широкоформатни сканери – за големи черетежи в машиностроенето, архитектурното проектиране, дизайн, картофграфия и др. – за формати до А0 вкл.; сензорът е линеен, неподвижен, с ширината на работното пространство на документа (късата страна). Документът се задвижава и преминава през сканиращата лента, като може да бъде и с произволна дължина.-
Слайд (Slide) сканери. Постигат максимална разделителна способност (4200 dpi). Работното им поле е обикновено с размера на слайдовете 35х35 мм или ивици с ширина 35мм. Принципът на работа е коренно различен спрямо повечето типове сканери, обработващи обикновено отразените лъчи, докато те обработват пропуснатите, т.е. светлината трябва да преминава през оригинала. Но барабанните, а напоследък и настолните плоски сканери, се предлагат и с приставки за прозрачни материали(transparencies).-
Специализирани сканери - | за сваляне на отпечатъци от пръсти при системи за достъп |
| за паспортни проверки |
| за чекове |
| за други специализирани по форма и предназначение документи |
| за триизмерно сканиране |
Устройство и работа Сканирането на изображението представлява процес, при който работното поле, върху което се поставя обекта, се обхожда (сканира) по аналогичен на мониторите принцип, като чрез подходяща оптична система се фокусира светлинно петно последователно върху всяка точка по предварително зададен алгоритъм. Изпълнителният орган е фотосензор, който преобразува отразената от обекта светлина в напрежение. Както при векторно-следящите и тук е необходимо точно двукоординатно движение на изпълнителният орган. В състава на устройства от този тип се различават следните основни елементи и блокове:
Структурна схема
Алгоритми на сканирането
Алгоритъмът за сканиране(обхождане) на изображението може да бъде в един от следните варианти:-
права растерна последователност - най-разпространен, поради простата реализация. Той има един съществен недостатък - наличието на обратен празен ход на четящият орган. Това особено силно се отразява при изображения с голям формат, като съществено намалява ефективната скорост на въвеждане;-
сканиране без обратен ход, за сметка на смяна на направлението на въвеждащият орган. Ускорява се процесът на въвеждане, но се усложнява процесът на обработка на прочетената информация;-
ротационно сканиране - характерно е наличието на празен ход, често и значителен, ако ни интересува сканирането само на едно изображение; обикновено обаче на барабана са заредени много едновременно и независимо сканирани изображения;-
сканиране с променлива стъпка и възможност за преминаване в режим на микросканиране. Този вариант е целесъобразен при изображения с различна плътност на запълване на работната област. За обширни незапълнени участъци стъпката на преместване на четящия орган се увеличава, а за фрагменти с повишена плътност се преминава в режим на микросканиране;-
сканиране с няколко паралелни четящи органа, ориентирани паралелно на посоката на сканиране. Те са групирани по различен начин, но най-често в линия(както във факс-апаратите) или в матрица. Това дава възможност да се анализира цялото изображение или голям фрагмент от него, който се осветява равномерно, а отразената светлина се насочва към матрица от светлочувствителни елементи - датчици от типа CCD (Charge-Coupled-Devices или прибори със зарядна връзка), която преобразува отразената светлина в електрически сигнал с различни напрежения- този тип елементи са способни да разграничават 256 различни нива на интензитет. Сигналите за нивото на всяка точка, получавани в последователен код на изхода на CCD прибора, се преобразуват от АЦП в цифров код, който се въвежда в ЕИМ.Сканерите са скъпи устройства и се използуват обикновено като входни устройства в системи за обработка на изображения, в документообработващи системи, за архивиране на документи, в биологията, медицината и роботиката. Всеки факсимилен апарат(факс) има вградени сканиращи функции. Много от съвременните копирни апарати са съчетание от сканер и лазерен принтер.
Цветните сканери работят като монохромните, с тази разлика, че се използуват три филтъра за пропускане на светлина от източника - червен, зелен и син. Източникът на светлина при по-евтините сканери обхожда три пъти обекта (три паса), т.е. по един пас за всеки цвят, със смяна на светофилтъра при всеки пас. По-бързите и по-скъпи еднопасови сканери използуват или три различни източника на светлина за всеки отделен цвят или един източник, който чрез подходящи системи за насочване се фокусира през три филтъра. Освен това те трябва да са снабдени и с три отделни светлочувствителни елемента. Пределната физическа разрешаваща способност при плоските сканери е 800 до 1200 dpi. За повишаването и се използват математически алгоритми за "попълване на празнините" в изображението, "изглаждащи" кривите, който иначе ще изглеждат накъсани. По този начин се създава впечатление за удвояване и даже учетворяване на реалната разделителна способност. Увеличената разрешаваща способност се отнася до създадения файл на изображението. Софтуера генерира/интерполира яркостта на изкуствено вмъкнатите пиксели чрез стойностите на два съседни реално сканирани пиксела. Така, ако се сканира например графика, гравюра или компютърно генериран графичен обект с резки очертания, в случай на съседство на черен и бял реални пиксели интерполацията ще генерира междинни пиксели с градация на сивото. Това ще намали яркостта на изображението(ще го замъгли). Такова повишаване на разделителната способност е безсмислено при документообработка и OCR, когато се работи без градации на яркостта. Интерполацията обаче работи добре за много видове изображения, но до определени граници. В полиграфията се обработват професионално висококачествени репродукции и изображения. Постиганата по гореописаните начини разделителна способност от 1200 и дори 1600 dpi не е достатъчна. Решението на проблема дават барабанните сканери. При тях, се използва друг принцип на сканиране на оригинала, фиксиран(залепен) върху прецизен въртящ се с висока скорост барабан. Източникът на светлина, най-често халогенна лампа, осветява само една пътечка от оригинала и е неподвижен спрямо сензора (фотоумножител) в процеса на сканиране. Сканирането е поточково, поради което се постига много висока разделителна способност и по-широк диапазон на възприеманата оптична плътност. Някои от тези сканери позволяват и автоматично преобразуване на данните за сканираното изображение от RGB (Red, Green, Blue) - цветен модел, към използувания в полиграфията четирицветен модел CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black).Сканиране на прозрачни оригинали ?
Скенер или сканер? -
| За етимологията на думата и произношението и транскрипцията и в българския език |
| Примери за други видове устройства - |
| медицината - сканиране на човешкото тяло, отделни части, мозъка |
| техниката - |
| радиокомуникациите - постоянно прослушване на голямо количество канали или цял диапазон с определена стъпка; реакция при откриване на полезен сигнал |
Литература за допълнителна работа:
Терминологичен речник
RIP
- raster image processorразрешаваща способност
- физическа(оптична, реална) и получена чрез интерполацияеднопасово или многопасово(най-често 3 или 4 пасово) сканиране
оптична плътност
RGB
CMYK
TWAIN
цветово насищане
цветова калибрация
цветова температура
цветово колело
цветова скала
прозрачни оригинали
скала(градация) на сивото(gray scale)
Конспект
Сканери
Що е сканер?
--------
(автоматични)Векторно-следящи дигитайзери и
растерни(сканиращи)(сканери) АУВГИ
----------------
Основни характеристики и параметри
разделителна способност
размер на сканираните документи
цветова скала
Скорост на сканиране
Брой обхождания
Диапазон на оптичната плътност
Точност
Поддържани интерфейси
Скорост на обмен по интерфейса
Съвместимост със софтуерни продукти и стандарти
Комплектация
Ръчни/ Плоски / Барабанни / Слайд / Специализирани
Що е сканиране?
Състав и устройство на сканера; структурна схема
Алгоритми за сканиране
| права растерна последователност |
| сканиране без обратен ход |
| сканиране с променлива стъпка |
| сканиране с няколко паралелни четящи органа |
Области на приложение на сканерите
Устройство и особености на цветните сканери
Физическа разрешаваща способност. Интерполация
Цветови модели и преобразуване
Цветово калибриране??
Сканиране на прозрачни оригинали
-------------------------------------------------
Литература за допълнителна работа
Терминологичен речник
Индекс на справочните и допълнителните материали за работа и подготовка
Слайдове
| да се обобщи за даден раздел или цялата дисциплина, за да не се дублират термините ? |
| част от термините само да се изброяват, ако са пояснени в съответната лекция, просто за се формира списъкът на ключовите понятие, които студентът би трябвало да усвои и познава? |
| английски еквивалент на съответните термини? |
