49008 (Сканеры: виды, устройство, принципы работы), страница 2

Цилиндрические линзы фокусируют лучи на светочувствительной линейке.

Цилиндрические линзы (каждая менее 1 мм в диаметре) без искажений собирают отраженный от оригинала свет на сенсорной линейке, представляющей собой новое поколение датчиков изображения. Эти датчики отличаются значительной величиной отношения "сигнал/шум" и сверхвысокой чувствительностью по сравнению с любыми другими существующими сенсорами: 42 бита = 14 бит x 3 цвета RGB! Такое повышение разрядности данных на входе дает сканеру возможность различать больше цветовых градаций в самых светлых и самых темных участках изображения. С микронной точностью датчики собраны на плате в линейку, размер которой соответствует максимальной ширине сканируемого документа.

Оптическая система с изменяемым преломлением – VAriable Refraction Optical System

VAROS – это совершенно новая технология Canon, соединившая в себе достижения компании в оптике и точной механике. VAROS позволяет удвоить аппаратное разрешение сканера без усложнения конструкции привода сканирующего узла.

Сравним VAROS-сканер с другими аппаратами. В традиционной конструкции луч белого света экспонирует сканируемую строку оригинала, направляя ее изображение к считывающей матрице ПЗС (прибор с зарядовой связью) через систему многочисленных зеркал и линз. Разрешающая способность оказывается ограниченной количеством "пикселов" ПЗС.

Разрешение обычного ПЗС-сканера ограничивается количеством элементов в матрице.

Сканирующее устройство на основе оригинальной технологии VAROS компании Canon дополнено стеклянной пластиной, расположенной между линзами и ПЗС-матрицей. Сначала осуществляется сканирование, как в любой аналогичной системе. Затем стеклянная пластина поворачивается, и процесс сканирования повторяется. Это дает сканеру возможность считать данные со смещением в 1/2 пиксела. Программное обеспечение, объединяющее результаты первого и второго этапов сканирования, позволяет получить вдвое больше данных. Иными словами, технология VAROS делает возможным превращение обычного 600-точечного сканера в почти профессиональный аппарат с реальным разрешением 1200 dpi (dots per inch – точек на дюйм). И кстати, немногим дороже по сравнению со сканерами с разрешением 600 dpi.

Сканирование по технологии VAROS осуществляется в 2 этапа, затем результаты обрабатываются программой.

После первого прохода стеклянная пластина поворачивается, отклоняя луч на 1/2 пиксела.

Сформированное изображение действительно (без применения интерполяционных методов улучшения качества) имеет удвоенное разрешение.

Модели сканеров, поддерживающих VAROS, снабжены устройством для сканирования фотопленок.

Технология удвоения оптической разрешающей способности VAROS незаменима в случаях, когда уровень разрешения является определяющим фактором, например, при сканировании фотопленок. VAROS-сканер в сочетании с фотокамерой и принтером Canon предоставляют в Ваше полное распоряжение все инструменты для обработки изображений – прямо на рабочем столе! Для этого новейшие модели сканеров Canon с технологией VAROS комплектуются специальным адаптером для 35-мм фотопленок, делающим утомительную установку и подключение ранних версий подобных устройств предметом истории. Не говоря уже о том, что теперь средства цифровой обработки изображений в домашних условиях можно приобрести за более доступную цену.

Z-образная крышка стекла экспонирования

Крышка "Z–lid" позволяет сканировать трехмерные оригиналы, ограничивая попадание лишнего света.

Оригинальная конструкция крышки "Z–lid", помимо тонких бумажных документов, позволяет сканировать объемные оригиналы, например, книги, не повреждая их. Крышка сканера снабжена раздвижным петлевым шарниром, который при необходимости увеличивает расстояние между ней и стеклом экспонирования.

Это дает возможность разместить на стекле объемные или хрупкие оригиналы, а также уменьшить количество постороннего света, попадающего в сканер во время работы.

Линза Галилео – Galileo Lens

Благодаря широкоугольной Линзе Галилео – одной из наиболее важных и уникальных инноваций Canon в технологии сканирования, – расстояние, проходимое отраженным от оригинала светом до считывающего ПЗС, чрезвычайно мало. Это позволило достигнуть реального оптического разрешения в 1200 точек на дюйм при небывалой компактности узла сканирования. Малое относительное отверстие уменьшает потери света, из которого складывается изображение, и, следовательно, улучшает отношение "сигнал/шум".

Увеличенное до 5 число элементов, составляющих оптическую систему Линзы Галилео (5 элементов в 5 группах), обеспечило компенсацию хроматической аберрации и кривизны поля, что позволило достичь высокой MTF (Modulation Transfer Function – модуляционная передаточная функция) – одной из характеристик резкости объектива.

Аберрация – общий термин, используемый для описания различий между идеальным и реальным изображением, формируемым объективом. Так, у высококачественного объектива аберрация должна быть очень незначительной, стремящейся к получению изображения, максимально приближенного к идеальному: точка должна быть отображена как точка, с четкими контурами; перпендикулярная оптической оси плоскость (например, стена), должна отображаться как плоскость; изображение, воссозданное объективом, должно иметь такую же форму, как сам объект. Кроме того, объектив должен точно передавать цвет воспроизводимого объекта. К сожалению, полностью избавиться от аберраций невозможно, их можно только уменьшить.

Применительно к цветам RGB, из которых складывается цветное цифровое изображение, компенсация хроматической аберрации в Линзе Галилео означает максимальное совмещение трех цветовых составляющих по краям сканируемого документа, а под компенсацией кривизны поля изображения понимают плавность MTF независимо от положения оригинала на стекле экспонирования.

1.2 Уникальная технология TwinPlate компании Agfa

Уникальная схема расположения оригиналов, благодаря которой прозрачные и непрозрачные оригиналы располагаются в сканере в отдельных лотках, обеспечивает прекрасную цветопередачу и высокий диапозон

.

Преимущества технологии заключаются в том, что при сканировании прозрачных оригиналов уменьшается количество рассеивающих стеклянных поверхностей на оптическом пути луча, что приводит к лучшей проработке изображений в тенях и увеличению динамического диапазона

При сканировании слайдов отсутствует стеклянная поверхность между оригиналом и CCD линейкой, что исключает появление помех от пыли, и появления колец Ньютона от соприкосновения слайда со стеклом. Кроме того, в процессе сканирования оригиналов одного типа можно монтировать оригиналы другого, что значительно ускоряет работу и повышает производительность сканера.

Данное решение запатентовано и не применяется остальными фирмами.

2.Технологии улучшения изображения в процессе сканирования.

Для работы с негативами и слайдами компания ASF разработала три технологии, применяемые для устранения дефектов изображения, удаления зерна пленки и восстановления утерянных оттенков изображения Для особо мощных слайд-сканеров предусмотрена технология, объединяющая все перечисленные. Но слайд-сканерами компания ASF не ограничилась. Любой компьютер, используемый для обработки фотографий, обязательно оснащен планшетным сканером. Фотопечать - вещь капризная. Многие фотографии в результате длительного хранения меняют цвета, тускнеют под влиянием света, влажности и температуры, приобретают царапины и другие дефекты. Кроме того, недостатков не лишены зачастую и снимки, только что прошедшие печать (например, передержка или недодержка кадра при фотосъемке или печати). При сканировании цифровое изображение сохраняет такие дефекты, как царапины, трещины, ошибки экспозиции, цветовой сдвиг и т. п. Для облегчения работы с фотоснимками ученые, фотографы и инженеры компании ASF также разработали технологии автоматического восстановления загрязненных, поврежденных или выцветших фотографий, аналогичные технологиям для фотопленок.

2.1 Digital ICE (Image Correction & Enhancement)

Технология автоматического устранения дефектов изображения. Ее бесспорное преимущество в том, что все неповрежденные участки изображения остаются без изменений. При «ручном» устранении дефектов этого достичь практически невозможно. Непосредственно в ходе сканирования определяется точное расположение всех дефектов на оригинале, эти места на оцифрованном изображении удаляются, и значения цветов в этих участках восстанавливаются на основании соседних областей. Не правда ли, похоже на описанный в самом начале способ удаления дефектов? Только вам не придется производить ряд манипуляций, в режиме «быстрой маски» выделять все царапинки и пятнышки и т.д., расположение дефектов предельно точно определится прямо в ходе сканирования. В результате вы получите уже отредактированное изображение, даже если оно было сплошь покрыто царапинами. Такая методика корректирует не только царапины, но и такие дефекты, которые эффективно удалить вручную практически невозможно: брызги воды на пленке, отпечатки и т. п.

Получение «карты дефектов» осуществляется, например, дополнительным сканированием изображения в косых и инфракрасных лучах (такой прием реализован в моделях слайдовых сканеров Nikon Coolscan LS-30/LS2000, Minolta Dimage Scan Elite). В местах дефектов ИК-излучение дополнительно рассеивается, а фокусируется полученное вспомогательное изображение отдельно от основного. Итог - два изображения: основное и «карта дефектов».

Технология автоматического удаления дефектов разработана и для планшетных сканеров. Царапины, поврежденные участки, трещины на старых фотографиях будут эффективно удалены в ходе сканирования.

Для реализации технологии Digital ICE в каждом конкретном сканере необходимо оптимизировать систему формирования изображения, вести алгоритм вычисления точной карты дефектов и алгоритм коррекции дефектных пикселов. При этом, чем выше потенциальные аппаратные возможности самого сканера, тем выше скорость и качество сканирования с коррекцией дефектов.

2.2 Технология Digital ROC (Reconstruction Of Color)

Возвращает утерянные оттенки как негативным, так и позитивным фотопленкам. Анализируя исключительно ту информацию, которую содержит сам оригинал (цветовые градиенты, тоновые кривые отдельных цветовых каналов и т. п.), Digital ROC корректирует цвета и заметно улучшает или полностью восстанавливает качество изображения. Технология реконструкции цветов также осуществляет коррекцию выдержки и цветовых сдвигов фотографий.

О наличии этих недостатков позволяет делать выводы информация, скрытая в самом изображении. При этом корректируются даже цветовые недостатки, вызванные неверной выдержкой, погрешностями освещения в момент съемки (вызванными, например, флуоресцентными или вольфрамовыми источниками света). Как известно, «ручная коррекция» цветовых сдвигов требует некоторых знаний. А затраченное на коррекцию время обратно пропорционально навыкам пользователя.

Предлагаемые же в различных графических приложениях инструменты автоматической коррекции приемлемы только для изображений с минимальными искажениями цветов. Для сильно выцветших или, например, засвеченных снимков они обычно неэффективны.

Алгоритм определения и исправления цветовых недостатков состоит из двух шагов: первоначальное выравнивание цветовых оттенков путем коррекции всех цветовых каналов и последующая коррекция цветовых сдвигов. Если оригинал выцвел в результате неправильного хранения, то динамический диапазон одного или более цветовых каналов сужен относительно других. Поэтому на первом этапе определяются различия тонового диапазона между цветовыми каналами, и с помощью коррекции тоновой кривой каждого канала их диапазоны выравниваются. Следующая ступень - удаление цветовых сдвигов и улучшение контрастности изображения. Все цветовые каналы уравновешиваются, для чего выбирается точка нейтрального серого цвета. Затем каждый канал цвета корректируется отдельно для соответствия черной и белой точкам, реальными для улучшения контраста.

2.3 Технология Digital GEM (Grain Equalization Management)