49008 (Сканеры: виды, устройство, принципы работы)

Содержание

Введение

1. Новейшие технологии сканирования

1.1 E.D.I.T. - новая технология сканирования пленок

1.2 Уникальная технология TwinPlate компании Agfa

2.Технологии улучшения изображения в процессе сканирования

2.1 Digital ICE (Image Correction & Enhancement)

2.2 Технология Digital ROC (Reconstruction Of Color)

2.3 Технология Digital GEM (Grain Equalization Management)

2.4 Digital ICE3

3. Сравнение новой технологии CIS (Contact Image Sensor) с традиционной CCD (Charge Couple Device)

3.1 Сравнение результатов сканирования при использовании CCD и CIS элементов

4. Принцип ПЗС-технологии

4.1 Устройство ПЗС-датчика

4.1.1 Параметры и характеристики ПЗС.

4.1.2 Параметры ПЗС

4.1.2.1 Темновой ток

4.1.2.2. Неоднородность чувствительности

4.1.2.3. Шумы

4.1.2.4 Антиблюминг, или устойчивость к локальным пересветкам.

5. Программное обеспечение сканеров.

5.1 Программная часть.

5.1.1 Драйвер сканера

5.1.2 Графический пакет

5.1.3 Программа распознавания символов.

5.1.4 Другие программные продукты

5.1.5 Качество драйвера

5.1.6 Количество и качество прилагаемого к сканеру ПО

5.1.6.1 Программное обеспечение Epson.

5.1.6.2Програмное обеспечение Hp

6. Источники света и освещенность сканируемого материала

7. Основные технические параметры сканеров

7.1 Разрешающая способность

7.2 Разрядность

7.3 Источник света

7.4 Шум

7.4.1 Случайный шум

7.4.2 Регулярный шум

8. Система транспорта бумаги

8.1 Узлы подачи бумаги

9. Интерфейс сканера

9.1 SCSI 9.2. USB (USB 2.0) 9.3. Параллельный порт

10. Обзор современных сканеров

Заключение

Список использованной литературы.

Введение

Устройство, ставшее сегодня обычным на офисном столе, - это сканер. Если принтер обеспечивает вывод электронного документа на бумагу, то сканер обеспечивает обратный процесс - перевод бумажного документа в электронную форму.

Сканер - это устройства ввода текстовой или графической информации в компьютер путем преобразования ее в цифровой вид для последующего использования , обработки, хранения или вывода.

Настольные сканеры появились в 80-х годах и сразу стали объектом повышенного внимания, но сложность использования, отсутствия универсального программного обеспечения, а самое главное, высокая цена не позволяли выйти сканерам за пределы специализированного использования.

Сканирование документов сегодня все больше заменяет ввод документов с клавиатуры. Сканер вводит в компьютер графическое изображение документа, а соответствующее программное обеспечение, полученное изображение отправляет как факс, преобразовывает в текст, который будет введен в систему электронного делопроизводства, а если текст на иностранном языке, то и переведен. Выбор сканера определяется характером и количеством документов, которые будут сканироваться в службе кадров. Интенсивная компьютеризация офисов не привела к снижению объемов информации, обрабатываемой в бумажном виде. Наоборот, простота изготовления неограниченного числа копий на современном легкодоступном копировальном оборудовании, возможность профессиональной печати на персональных и сетевых принтерах, интенсивная почтовая и факс-переписка привели к резкому увеличению потребления бумаги для деловых нужд. Вопреки распространенному мнению о наступлении эры безбумажной информатизации, аппараты для перевода электронной информации в бумажную форму (принтеры) и размножения информации на бумаге (копиры) пока значительно более распространены, чем сканеры, выполняющие обратный переход от бумажного документа к электронному. Так в бюллетене “Мобиле” список предложения по принтерам и копирам включает более 2700 позиций, а по сканерам - 450. При этом подавляющее большинство аппаратов для вывода на бумагу делает это со скоростью 4-8 и более страниц в минуту, а среди сканеров заметную часть составляют ручные модели, для которых скорость ввода зависит от ловкости рук и при наличии такой ловкости составит не более 0,5 страницы А4 в минуту. Таким образом, существенной составляющей информационного взрыва является бумажный потоп.

Неудобства использования бумаги в качестве носителя информации широко известны. Занимающие дорогую полезную площадь (характерные для офисного пейзажа галереи шкафов и столы, заваленные бумагами), непрочные и физически уязвимые бумажные документы к тому же совершенно неконкурентоспособны по скорости доступа к необходимой информации.

По данным компании Xerox до 60% времени сотрудников в организациях расходуется на поиск необходимых бумаг.

Быстродействующие процессоры и жесткие диски абсолютно беспомощны при необходимости найти в шкафу или на рабочем столе конкретную бумагу. Обойтись без бумаг нельзя, на то есть множество юридических, психологических и организационных причин. На помощь приходят сканеры. До недавнего времени эти устройства использовались преимущественно для оформительских работ и облегчения работы машинисток при вводе в компьютер текстов. В настоящее время информационная промышленность переживает эпоху переоценки ценности сканеров, как устройств для переработки информации в промышленных масштабах. Бумажные документы, проходя сканирование, превращаются в электронные копии - файлы или объекты баз данных и при работе с ними владелец информации получает все преимущества электронной обработки данных. Электронные копии оригинальных документов при хранении занимают намного меньше места, не теряются, не портятся и могут быть мгновенно найдены по запросу с любого рабочего места, подключенного к локальной сети (или теперь уже к сети Internet). При необходимости, весь отсканированный документ или прицельно выбранные области документа (содержащие номера, даты, фамилии или, например, идентифицирующие штрих коды) переводятся в символьный вид с помощью средств оптического распознавания (OCR) и символьный эквивалент информации, записанной или отпечатанной на бумаге, включается в индекс, позволяющий быстро найти нужный документ.

1. Новейшие технологии сканирования

1.1 E.D.I.T. - новая технология сканирования пленок

Аббревиатура E.D.I.T. означает Emulsion Direct Imaging Technology. Технология E.D.I.T. запатентована в США (U.S. patent no. 5,574,274). Это буквально означает сканирование со слоя эмульсии. Все знают, что прозрачный оригинал - это полимерная пленка с нанесенными на ней светочувствительными слоями - эмульсией. Применение E.D.I.T. позволяет приблизить работу устройства к возможностям сканирования на барабанном сканере. Теперь между слоем эмульсии и CCD-матрицей сканера отсутствуют стекла, что позволяет избежать паразитных отражений на границах стекло-воздух и воздух-стекло. При сканировании на привычном планшетном сканере со слайд-модулем приходилось мириться с четырьмя такими пограничными отражениями.

Рассмотрим схему сканирования с использованием обычного сканера, приведенную на рис.1.

Рис.1. Схема сканирования с использованием обычного сканера

В этой схеме задействовано три воздушных среды и два стекла. Первое пограничное отражение происходит на границе В3-С1, второе на границе С1-В2, третье В2-С2, и, наконец, четвертое С2-В3. Если вникнуть в эту проблему основательно, то выяснится, что различны характеристики не только стекол,

но и воздушных сред. Дело в том, что воздушные среды В1 и В3 находятся внутри корпусов сканера и слайд-модуля и, соотвественно, отличаются по температуре, влажности и даже химическому составу не только от воздуха в помещении В2, но даже между собой. Если углубляться в проблему дальше, то температурные и физико-химические характеристики различны и у стекол C1 и С2. Все это приводит к невозможности прогнозирования характеристик сред, задействованных в оптической системе и, соотвественно, невозможности не только нейтрализации, но даже учета их в проработке оптической системы.

Для сравнения рассмотрим схему сканирования пленок с использованием технологии E.D.I.T., приведенную на рис. 2.

Рис.2.Схема сканирования пленок с использованием технологии E.D.I.T.

В этом случае не используется стекло и, соответственно, нет отражений на границах воздух-стекло-воздух. Кроме того, воздушная среда, задействованная в оптической системе, всего одна - В1, поскольку весь процесс происходит внутри корпуса сканера. Теоретически, характеристики этой среды можно даже учесть в проработке оптической системы. Не исключено, что появятся профессиональные драйверы с индексом environmental, где будут учитываться температурные и влажностные характеристики воздушной среды, снимаемые с датчиков, установленных внутри корпуса сканера. По-моему, неплохая идея для производителей сканеров. Надеюсь, что компания, которая зарегистрирует это изобретение, пришлет мне приветственную открытку и копию патента на память.

Помимо паразитных отражений, стеклянные поверхности, применяемые в обычных планшетных сканерах, действительно могут вносить искажения в поступающую на CCD информацию. Во-первых, как ни старайся, добиться идеальной равномерности оптических свойств стекла довольно трудно. Во-вторых, в процессе сборки и эксплуатации сканера не исключено оседание пыли на внутренней поверхности стекла. Даже если вы сто раз протрете внешнюю поверхность стекла спиртом, качество изображения от этого не улучшится. В-третьих, оптические свойства стекла напрямую зависят от его толщины. При этом явления рефракции и интерференции, подробно описанные в школьных учебниках физики, в состоянии внести значительные искажения в сканируемый оригинал. Сделать стекло планшетного сканера совсем тонким невозможно, поскольку оно входит в конструкцию корпуса и должно выдерживать хотя бы минимальные нагрузки. Ну и, наконец, паразитный эффект, носящий имя известного физика, - пресловутые Ньютоновы кольца. Не стоит думать, что это совсем уж распространенный дефект. Сканируя слайд на офисном планшетнике получить подобный дефект сложно - оптика сканера просто его "не видит". Эта неприятность будет заметна тем чаще, чем выше качество сканера, который вы используете. И чем сложнее оптическая система сканера, тем заметнее эти Ньютоновы радужные разводы. Кольца Ньютона могут появляться при сканировании прозрачных оригиналов, когда между пленкой и поверхностью стекла образуется тончайший неравномерный воздушный зазор, отмеченный на рис. 1.

В принципе, для преодоления этой проблемы существует по крайней мере три относительно надежных способа. Первый, самый простой, - не сканировать пленки на планшетном сканере вообще, второй - воспользоваться барабанным сканером. Третий, на тот случай, если не годятся первые два - положить пленочный оригинал не на стекло, а на картонку толщиной 1-1,5 мм. с прорезанным окошком. Обеспечив более или менее равномерный воздушный зазор между пленкой и стеклом, вы избегаете появления пресловутых колец и почти ничего не теряете в резкости. Сканер, работающий по технологии E.D.I.T., избавляет вас от необходимости подобных ухищрений. Вы укрепляете слайд в окошке выдвигающегося из корпуса сканера картриджа, все остальное происходит внутри без паразитной рефракции, дифракции и интерференции. При сканировании непрозрачного оригинала на сканере, работающем по технологии E.D.I.T., возникают посторонние отражения на границах воздух-стекло (отражения В1-С1 и С1-В2 на рис.2). Однако при работе в отраженном свете на высококачественном сканере они не способны внести значительных искажений

Помимо E.D.I.T. сканеры нового поколения используют еще одну технологию - Flip Mirror - вращающееся зеркало. Оно (зеркало 5 на рис. 2) используется для перенаправления светового потока в зависимости от типа используемого оригинала. Рассмотрим схему работы сканера с технологией Flip Mirror. В зависимости от типа оригинала вращающееся зеркало 5 занимает положение "а" или "б" и световой поток изменяет свое направление. При работе с пленкой вращающееся зеркало 5 находится в положении "а", при работе в отраженном свете - в положении "б". Использование механической системы перенаправления светового потока позволяет добиться оптимальных характеристик при работе с оригиналами любых типов.

В настоящее время не менее четырех моделей сканеров различных производителей используют запатентованную технологию E.D.I.T. - Agfa DuoScan, Microtek ScanMaker 4 / 5 / 2000. Не исключено, что в самое ближайшее время эта технология получит дальнейшее развитие в профессиональных устройствах для оцифровки графики.

Непрямое светодиодное экспонирование – LED InDirect Exposure LIDE – система, сочетающая в себе все преимущества технологии контактного датчика изображения (CIS – Contact Image Sensor). Сканеры, созданные на основе LIDE, очень компактны. К тому же они допускают вертикальную становку 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 с Mac OS версии 8.5 и выше, и позволяющим обойтись всего одним шнуром для соединения с компьютером и для подачи питания.

Если сравнить традиционную конструкцию сканеров с Canon LIDE, то становятся очевидными преимущества последней: меньшее количество оптических элементов, неизбежно влияющих на качество изображения, упрощенная механика привода сканирующего узла и его компактность в целом. Кроме того, в традиционной системе с ПЗС (CCD, Charge-Couple Device – прибор с зарядовой связью) существует ряд проблем, связанных с искажениями изображения по краям.

Значительное количество оптических элементов на пути света в ПЗС-сканере отрицательно влияет на результат сканирования.

В технологии LIDE в качестве источника света используются мощные трехцветные (RGB, Red, Green, Blue – красный, зеленый, синий) светодиоды, обеспечивающие улучшенную 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.

LIDE позволяет обойтись без системы зеркал и упростить конструкцию.