Компьютер, периферийные устройства, устройства информационного обмена - 15) Сканеры

E-mail Печать PDF
Рейтинг пользователей: / 25
ХудшийЛучший 
Индекс материала
Компьютер, периферийные устройства, устройства информационного обмена
1) Компьютер
2) Основные характеристики (разрядность, адресное пространство, быстродействие и другое) процессора компьютера.
3) Архитектура процессора
) Организация и основные характеристики оперативной памяти компьютера
5) Клавиатура и манипуляторы (мышь, тачпад, трекбол, трекпойнт, джойстик)
6) Мониторы
7) Видеоадаптеры
8) Накопители информации на гибких магнитных дисках
9) Накопители информации на жестких магнитных дисках
10) Накопители информации на компакт-дисках
11) Устройства для ввода и вывода звуковой информации (звуковые адаптеры)
13) Дигитайзеры. Световое перо
14) Принтеры. Плоттеры (графопостроители)
15) Сканеры
16) Накопители информации на магнитных лентах
17) Модемы
21) Современная телефония, сотовая связь
Все страницы
15) Сканеры

 

Назначение. Устройство. Физические принципы работы. Логические принципы организации информации. Интерфейс со средой. Интерфейс с компьютером. Типовые параметры (быстродействие, разрешающая способность)

Сканер - оптико-электронное устройство, предназначенное для сканирования прозрачных или отражающих оригиналов (фотографий, рисунков, слайдов).

Сканирование - процесс оцифровки аналогового изображения при помощи сканера. Сканирование производится для получения на основе оригинала его цифрового <портрета>, пригодного для компьютерной обработки.

Образы изображений в компьютере могут храниться в графических файлах различных форматов, например TIFF, РСХ, ВМР, GIF и других. При сканировании изображений файлы получаются достаточно громоздкими и могут достигать десятков и сотен мегабайт. Для уменьшения объема хранимой информации используется обычно процесс компрессии (сжатия) таких файлов.


Сканер принципиально состоит из следующих устройств:

1)      Источник света

2)      Приемный элемент

3)      Аналого-цифровой преобразователь


Виды сканеров:

1)      Барабанные

2)      Планшетные

3)      Рулонные

4)      Ручные портативные.

5)      Сканеры бар-кодов

6)      Слайд-сканеры

7)      Проекционные сканеры


Барабанные сканеры

В барабанных сканерах оригинал закрепляется на внутренней или внешней стороне прозрачного цилиндра, который называется барабаном. Барабан вращается с высокой скоростью, а находящийся рядом с ним сканирующий датчик через крошечную конусообразную апертуру пиксель за пикселем считывает изображение. Проходящий через слайд (или отраженный от непрозрачного оригинала) узкий луч света, который создается мощным лазером, с помощью системы зеркал попадает на датчик.

Достоинства:

1)      Высокое качество полученного изображения

Недостатки:

1)      Невозможно сканировать объекты, отличные от гнущегося листа

2)      Дороговизна

3)      Большой вес и громоздкость

Планшетные сканеры

Сканирование происходит следующим образом: оригинал помещается на специальное стекло, под которым перемещается каретка с оптикой и аналоговым цифровым преобразователем. Обычно планшетный сканер считывает оригинал, освещая его снизу, с позиции преобразователя. Чтобы сканировать четкое изображение с пленки или диапозитива, нужно обеспечивать подсветку оригиналов как бы сзади. Для этого и служит слайдовая приставка, представляющая собой лампу, которая перемещается синхронно со сканирующей кареткой и имеет определенную цветовую температуру.

Планшетные сканеры делятся на:

- черно-белые;

- цветные.

Устройство черно-белых сканеров

Сканируемое изображение освещается белым светом, получаемым от флуоресцентной лампы. Отраженный свет через редуцирующую (уменьшающую) линзу попадает на фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый прибором с зарядовой связью ПЗС, в основу которого положена чувствительность проводимости p-n-перехода обыкновенного полупроводникового диода к степени его освещенности. На p-n-переходе создается заряд, который рассасывается со скоростью, зависящей от освещенности. ПЗС представляют собой специальным образом <выращенные> полупроводниковые матрицы светочувствительных элементов, которые обладают свойством <самосканирования> - способностью к одновременной передаче друг другу по цепочке накопленных под воздействием света зарядов. Роль элементарных кирпичиков, из которых строятся такие цепочки, играют <потенциальные ямы> - микроскопические (размером около 5 мкм) области в теле полупроводника, где, благодаря внешнему световому воздействию, скапливаются высвобождающиеся электроны.

Блок-схема черно-белого сканера:

источник света → изображение → редуцирующая линза → ПЗС → аналого-цифровой преобразователь

Устройство цветного сканера

Принципы работы трехпроходного цветного сканера 

Сканируемое изображение освещается уже не белым цветом, а через вращающийся светофильтр. Для каждого из основных цветов (красного, зеленого и синего) последовательность операций практически не отличается от последовательности действий при сканировании черно-белого изображения.

В результате трех проходов сканирования получается файл, содержащий образ изображения в трех основных цветах - RGB (образ композитного сигнала).

Нужно отметить, что трехпроходные сканеры сканируют дольше, чем однопроходные, хотя находятся с ними в одной ценовой категории, как следствие доля трехпроходных сканеров на рынке снижается.

Принцип работы однопроходного сканера

Источник белого света освещает сканируемое изображение, а отраженный свет через редуцирующую линзу попадает на трех полосную ПЗС через систему специальных фильтров, которые и разделяют белый свет на три компонента: красный, зеленый и синий. В рассматриваемом случае фильтрация осуществляется цветоделительной призмой. После системы фильтров разделенный красный, зеленый и синий свет попадает на собственную полосу ПЗС. Дальнейшая обработка сигналов цветности практически не отличается от обычной.

Достоинства:

1) Высокое качество получаемого изображения

2) Низкая стоимость

3) Простота использования

4) Универсальность


Рулонные сканеры

Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно. Рассматриваемые сканеры достаточно широко используются в областях, связанных с оптическим распознаванием символов ОСR (Optical Character Recognition). Для удобства работы рулонные сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.

Ручные сканеры

Ручной портативный сканер

Обычные или самодвижущиеся, они обрабатывают полосы документа шириной около 10 см. Сканирование происходит следующим образом: нужно без резких движений провести сканирующей головкой по соответствующему изображению.

Достоинства:

1)      Недороги и компактны

Недостатки:

1)      Медлительны

2)      Имеют низкие оптические разрешения (обычно 100 dpi)

3)      Часто сканируют изображения с перекосом

C-PEN сканер

Внутри C-Pen сканера находится маленькая цифровая камера и необходимая электроника, а снаружи расположен жидкокристаллический дисплей. Камера фиксирует изображение, а встроенная система распознавания символов превращает полученную картинку в текстовый файл, который можно хранить в C-Pen или перенести через ИК-порт на компьютер. Для того чтобы отсканировать, например, предложение, надо, нажав соответствующую кнопочку, плотно прижать C-Pen к листу бумаги и с равномерной скоростью провести по нужной строке.

Достоинства:

1)      Компактность

2)      В памяти ручки умещается до 2000 страниц

Сканеры бар-кодов

Они предназначены для сканирования штрих-кода товара. По принципу действия сходен с ручным сканером и подключается к компьютеру, либо к специализированной торговой системе. При наличии соответствующего программного обеспечения, распознавать штрих-коды может любой сканер.

Слайд-сканеры

Это разновидность планшетного сканера, предназначены для сканирования прозрачных материалов, часто жестко заданного формата. Они справляются с этой задачей намного лучше планшетных сканеров, находясь при этом в том же ценовом классе.

Проекционные сканеры

Проекционные сканеры больше всего 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 проекций трехмерных проекций.


Основные параметры сканеров

Оптическое разрешение - измеряется в точках на дюйм, dpi. Для настольных сканеров вы можете встретить: 300х300, 400х400, 300х600, 400х800, 600х600, 600х1200 dpi. Чем больше разрешение, тем более детальную информацию об изображении можно получить.

Глубина резкости - это максимальное расстояние от поверхности стекла, на котором оптика сканера <схватывает> резкое изображение.

Глубина цвета - черно-белое изображение, 8-битная градация серого, 24-битная цветовая палитра.

Диапазон оптических плотностей на практике характеризует способность сканера охватывать разные оригиналы. Чем больше диапазон, тем лучше. Диапазон оптических плотностей сканера определяется оптикой сканера и глубиной цвета.

Угол отклонения - это максимальный угол, под которым сканер может <видеть> сканируемый предмет.

Скорость сканирования - это скорость сканирования одной линии изображения в миллисекундах.

Программные интерфейсы и TWAIN

Для управления работой сканера необходима соответствующая программа - драйвер. До недавнего времени каждый драйвер для сканера имел свой собственный интерфейс. Это было достаточно неудобно, поскольку для каждой модели сканера требовалась своя прикладная программа. Логичнее было бы наоборот, если бы с одной прикладной программой могли работать несколько моделей сканеров. Это стало возможным благодаря TWAIN - это стандарт, согласно которому осуществляется обмен данными между прикладной программой и внешним устройством. Основной целью создания TWAIN-спецификации было решение проблемы совместимости, то есть легкого объединения различных устройств ввода с любым программным обеспечением.


 

Добавьтe Ваш комментарий

Ваше имя (псевдоним):
Ваш адрес почты:
Заголовок:
Комментарий: