Сканирование графического объекта и текстового документа.

Сканер - это устройство, позволяющее переводить текстовые и графические материалы, вообще любые изображения объектов на бумаге, фотопленке или других оригиналах в «компьютерный» вид, c целью их хранения и последующей обработки.

Применяются подобные устройства в настоящее время очень широко, начиная от ускорения процесса документооборота любой компании, заканчивая крупными издательскими и полиграфическими системами.

1. Принцип функционирования сканеров

Устройства с физическими процессами, положенными в основу работы сканеров, известны уже более ста лет.

В 1855 году итальянский физик Казелли создал прибор для передачи изображений, названный «пантелеграфом». В этом приборе игла сканировала изображение, нарисованное токопроводящими чернилами. С изобретением фотоэлемента был создан фототелеграф, в котором тонкий луч света перемещается по поверхности закрепленной на барабане фотографии. Свет, отражаясь от поверхности изображения, попадает на катод фотоэлемента, вызывая ток эмиссии, пропорциональный отражающей способности изображения.

Развитие полупроводниковых технологий позволило объединить несколько фотоприемников в одну линейку и обойтись перемещением только по одной координате. Это привело к рождению планшетных, рулонных, проекционных и ручных сканеров. Их оптическая схема абсолютно одинакова и может быть представлена в виде объектива, фокусирующего строку изображения на линейку фотоприемников. Различие заключается в способе перемещения оригинала, линейки фотоприёмников и объектива. Обычно объектив и линейка фотоэлементов жестко связаны и перемещаются относительно изображения. Разрешение подобных устройств лимитировано числом чувствительных элементов в линейке, и если ширина изображения меньше рабочей поверхности сканера, то используется только часть фотоэлементов. В некоторых проекционных сканерах и студийных цифровых фотоаппаратах происходит перемещение линейки фотоприемников относительно изображения, сформированного неподвижным объективом. Проекционные сканеры позволяют сфокусировать объект на всю ширину линейки чувствительных элементов и, таким образом, вне зависимости от размера изображения получить максимально возможное разрешение.

В предельном случае механическое перемещение фотоприемника и источника света вообще отсутствует и происходит электронное сканирование всего изображения целиком. К подобным устройствам относятся телевизионные камеры и большинство цифровых фотоаппаратов. Существуют и гибридные устройства, в которых матрица совершает микроперемещения, при этом сначала считываются, например, все четные точки, а потом все нечетные.

Цветные сканеры принципиально ничем не отличаются от полутоновых и производят ввод изображения либо через цветные фильтры в три приема, когда при каждом проходе перед фотоприемником устанавливается синий, зеленый или красный фильтр, либо имеют три чувствительных элемента, перед которыми расположены соответствующие фильтры.

При работе сканера происходит следующий процесс. Сканер освещает оригинал, а его светочувствительный датчик с определённой частотой производит замеры интенсивности отраженного оригиналом света. Разрешающая способность сканера прямо пропорциональна частоте замеров.

В процессе сканирования устройство выполняет преобразование величины интенсивности в двоичный код, который передается в память ПЭВМ для дальнейшей обработки.

Если сканер при каждой выборке регистрирует всего один бит информации, то он распознает либо черный, либо белый цвет (черный цвет может соответствовать логической единице, а белый цвет логическому нулю).

2. Технические характеристики сканеров

Для того чтобы правильно выбрать тип сканера, а соответственно максимально использовать его возможности для реализации поставленных задач, необходимо хорошо разбираться в технических характеристиках сканеров и существующей терминологии.

Наиболее важной характеристикой сканеров является их способность передавать детали. Чтобы точно захватить светлые и темные области, а также цвет изображения, сканер должен иметь достаточное разрешение.

Максимальное разрешение сканера говорит о степени детализации при сканировании. Эта характеристика показывает, на какое количество элементов аппаратура позволяет разбить изображение оригинала размером в 1 дюйм и выражается в точках на дюйм (dpi). Например, параметр (300 х 600) dpi означает, что каждый квадратный дюйм изображения разбивается на 300 точек по горизонтали и 600 по вертикали. Чем больше разрешение, тем больше информации об оригинале может быть введено в компьютер и подвергнуто дальнейшей обработке.

Сканер имеет несколько видов разрешения: оптическое, механическое, интерполяционное.

Оптическое разрешение - одна из основных технических характеристик сканера. Измеряется в точках на дюйм (dpi). Чем выше данный показатель, тем детальнее будет информация, снятая с оригинала.

Оптическое разрешение сканера - это количество элементов в линейке матрицы ПЗС, поделённое на ширину рабочей области. Например, линейка ПЗС из 3400 элементов, рассчитанная на сканирование изображения шириной 8.5 дюймов, обеспечит оптическое разрешение 400 dpi.

Оптическое разрешение сканера так же, как и качество сканированного изображения, прямо пропорционально числу элементов ПЗС в сканере. В сканерах с большей разрешающей способностью число элементов ПЗС больше.

Исходя из этих соображений, во внимание следует принимать меньшее значение, которое и указывает на реальное оптическое разрешение сканера.

Глубина цвета - это характеристика, показывающая, насколько точна информация о цвете каждой точки отсканированного изображения, и отражающая разрядность аналого-цифрового преобразователя.

Область сканирования новейших моделей постоянно увеличивается. Здесь следует иметь в виду, что линейка CCD не обязательно обеспечивает одинаковое качество оцифровки по всей области сканирования. У большинства сканеров есть так называемое «сладкое» пятно (sweet spot) - это узкая полоска вдоль ложа, в границах которой достигаются наиболее точные результаты. Чтобы быстро найти расположение этой области, можно из пакета Adobe Photoshop отсканировать серое изображение в режиме RGB, а затем проверить инструментом «пипетка» результат сканирования, наблюдая за числовыми значениями - те области, где значения будут наиболее близкими друг к другу, и являются «сладким» пятном.

Количество времени, затраченное на предварительный просмотр и собственно сканирование, может значительно влиять на производительность. Скорость сканирования зависит от таких факторов, как разрешение, размер и тип изображения (например, черно-белая или цветная фотография или же текст).

Показателями качества сканирования являются: насыщенность цвета, контрастность / четкость, затенение / промежуточные тона, качество цветопередачи участков различной освещенности и полнота воспроизведения.

Отчет №12