омп'ютерн≥ науки > —канери

„орно-б≥л≥ сканери

—пробуЇмо по¤снити принцип роботи чорно-б≥лого сканера. —канируемое зображенн¤ висв≥тлюЇтьс¤ б≥лим св≥тлом, одержуваним, ¤к правило, в≥д флуоресцентноњ лампи. ¬≥дбите св≥тло через що редукуЇ (уменьшающую) л≥нзу попадаЇ на фоточуттЇвий нап≥впров≥дниковий елемент, називаний приладом ≥з зар¤довим зв'¤зком ѕ«— (Change- Coupled Device, CCD), в основу ¤кого покладена чутлив≥сть пров≥дност≥ p-n-переходу звичайного нап≥впров≥дникового д≥ода до ступен¤ його осв≥тленост≥. Ќа p-n-переход≥ створюЇтьс¤ зар¤д, що розсмоктуЇтьс¤ з≥ швидк≥стю, що залежить в≥д осв≥тленост≥. „им вище швидк≥сть рассасивани¤, тим б≥льший струм проходить через д≥од.

–ис.1. Ѕлок схема чорно-б≥лого сканера.

 ожен р¤док скануванн¤ зображенн¤ в≥дпов≥даЇ визначеним значенн¤м напруги на ѕ«—. ÷≥ значенн¤ напруги перетвор¤тьс¤ в цифрову форму або через аналого-цифровий перетворювач ј÷ѕ (дл¤ нап≥втонових сканер≥в), або через компаратор (дл¤ двор≥вневих сканер≥в).  омпаратор пор≥внюЇ два значенн¤ ( чинапруга струм) в≥д ѕ«— ≥ опорне (мал. 1), причому в залежност≥ в≥д результату пор≥вн¤нн¤ на його виход≥ формуЇтьс¤ сигнал 0 (чорний кол≥р) чи 1 (б≥лий). –озр¤дн≥сть ј÷ѕ дл¤ нап≥втонових сканер≥в залежить в≥д к≥лькост≥ п≥дтримуваних р≥вн≥в с≥рого кольору. Ќаприклад, сканер, що п≥дтримуЇ 64 р≥вн¤ с≥рого, повинний мати 6-розр¤дний ј÷ѕ. яким образом скануЇтьс¤ кожна наступна р¤док зображенн¤, ц≥лком залежить в≥д типу використовуваного сканера. ЌагадаЇмо, що в планшетних сканер≥в рухаЇтьс¤ скануюча гол≥вка, а в рулонних сканерах вона залишаЇтьс¤ нерухомоњ, тому що рухаЇтьс¤ нос≥й ≥з зображенн¤м Ч пап≥р.

 ольоров≥ сканери

¬ даний час ≥снуЇ к≥лька технолог≥й дл¤ одержанн¤ кольорових сканируемих зображень. ќдин з найб≥льш загальних принцип≥в роботи кольорового сканера пол¤гаЇ в наступному. —канируемое зображенн¤ висв≥тлюЇтьс¤ вже не б≥лим кольором, а через обертовий RGB-св≥тлоф≥льтр (мал. 2). ƒл¤ кожного з основних кв≥т≥в (червоного, зеленого ≥ синього) посл≥довн≥сть операц≥й практично не в≥др≥зн¤Їтьс¤ в≥д посл≥довност≥ д≥й при скануванн≥ чорно-б≥лого зображенн¤. ¬иключенн¤ складаЇ, мабуть, т≥льки етап попередньоњ обробки ≥ гамма-корекц≥њ кв≥т≥в, перед тим ¤к ≥нформац≥¤ передаЇтьс¤ в комп'ютер. «розум≥ло, що цей етап Ї загальним дл¤ вс≥х кольорових сканер≥в.

” результат≥ трьох проход≥в скануванн¤ виходить файл, що м≥стить образ зображенн¤ в трьох основних кв≥тах Ч RGB (образ композитного сигналу). якщо використовуЇтьс¤ восьмиразр¤дний ј÷ѕ, що п≥дтримуЇ 256 в≥дт≥нк≥в дл¤ одного кольору, то кожн≥й крапц≥ зображенн¤ ставитьс¤ у в≥дпов≥дн≥сть один з 16,7 м≥льйона можливих кв≥т≥в (24 розр¤ду). —канери, що використовують под≥бний принцип д≥њ, випускаютьс¤, наприклад, ф≥рмою Microtek.

“реба в≥дзначити, що найб≥льш ≥стотним недол≥ком описаного вище методу Ї зб≥льшенн¤ часу скануванн¤ в три рази. ѕроблему може представл¤ти також Ђвир≥внюванн¤ї п≥кселов при кожн≥м ≥з трьох проход≥в, тому що в противному випадку можливе розмиванн¤ в≥дт≥нк≥в ≥ Ђзмазуванн¤ї кв≥т≥в.

” сканерах в≥домих ¤понських ф≥рм Epson ≥ Sharp, ¤к правило, зам≥сть одного джерела св≥тла використовуЇтьс¤ три, дл¤ кожного кольору окремо. ÷е дозвол¤Ї сканувати зображенн¤ усього за один прох≥д ≥ виключаЇ нев≥рне Ђвир≥внюванн¤ї п≥кселов. —кладност≥ цього методу пол¤гають звичайно в п≥дбор≥ джерел св≥тла з≥ стаб≥льними характеристиками.

≤нша ¤понська ф≥рма Ч Seiko Instruments Ч розробила  ольоровий планшетний сканер SpectraPoint, у ¤кому елементи ѕ«— були зам≥нен≥ фототранзисторами. Ќа ширин≥ 8,5 дюйма розм≥щено 10200 фототранзистор≥в, розташованих у три стовпчики по 3400 у кожн≥й. “ри кольорових ф≥льтри (RGB) улаштован≥ так, що кожен стовпчик фототранзистор≥в сприймаЇ т≥льки один основний кол≥р. ¬исока щ≥льн≥сть ≥нтегральних фототранзистор≥в дозвол¤Ї дос¤гати гарноњ здатност≥, що дозвол¤Ї - 400 dpi (3400/8,5) Ч без використанн¤ л≥нзи, що редукуЇ.

ѕринцип д≥њ кольорового сканера ScanJet Iic ф≥рми Hewlett Packard трохи ≥нший. ƒжерело б≥лого св≥тла висв≥тлюЇ скановане зображенн¤, а в≥дбите св≥тло через л≥нзу, що редукуЇ, попадаЇ на трьох смужкову ѕ«— через систему спец≥альних ф≥льтр≥в, що ≥ розд≥л¤ють б≥ле св≥тло на три компоненти: червоний, зелений ≥ син≥й (мал. 3). ‘≥зика роботи под≥бних ф≥льтр≥в зв'¤зана з ¤вищем дихроизма, що пол¤гаЇ в р≥зному фарбуванн≥ одноосьових кристал≥в у минаючому б≥лому св≥тл≥ в залежност≥ в≥д положенн¤ оптичноњ ос≥. ” розгл¤нутому випадку ф≥льтрац≥¤ зд≥йснюЇтьс¤ парою таких ф≥льтр≥в, кожний з ¤кий ¤вл¤Ї собою Ђсендвичї ≥з двох тонких ≥ одного б≥льш товстого шару кристал≥в. ѕерший шар першого ф≥льтра в≥дбиваЇ синЇ св≥тло, але пропускаЇ зелений ≥ червоний. ƒругий шар в≥дбиваЇ зелене св≥тло ≥ пропускаЇ червоний, котрий в≥дбиваЇтьс¤ т≥льки в≥д третього шару. ¬ другому ф≥льтр≥, навпаки, в≥д першого шару в≥дбиваЇтьс¤ червоне св≥тло, в≥д другого Ч зелений, а в≥д третього Ч син≥й. ѕ≥сл¤ системи ф≥льтр≥в розд≥лене червоне, зелене ≥ синЇ св≥тло попадаЇ на власну смугу ѕ«—, кожен елемент ¤кого маЇ розм≥р близько 8 мкм. ѕодальша обробка сигнал≥в кольоровост≥ практично не в≥др≥зн¤Їтьс¤ в≥д звичайноњ. ѕом≥тимо, що под≥бний принцип роботи (з де¤кими в≥дм≥нност¤ми, розум≥Їтьс¤) використовуЇтьс¤ й у кольорових сканерах ф≥рми Ricoh.

–ис.3. Ѕлок-схема сканера з dichroic-ф≥льтрами.

јпаратн≥ ≥нтерфейси сканер≥в

ƒл¤ зв'¤зку з комп'ютером сканери можуть використовувати спец≥альну 8- чи 16-розр¤дну ≥нтерфейсну плату, що вставл¤Їтьс¤ у в≥дпов≥дний слот розширенн¤. ƒл¤ портативних комп'ютер≥в п≥дходить пристр≥й PC Card.  р≥м того, у даний час достатнЇ широке поширенн¤ одержали стандартн≥ ≥нтерфейси, застосовуван≥ в IBM PC-сум≥сних комп'ютерах (посл≥довний ≥ р≥вноб≥жний порти, а також ≥нтерфейс SCSI). ¬арто в≥дзначити, що у випадку стандартного ≥нтерфейсу в користувача не виникаЇ проблем з под≥лом системних ресурс≥в: порт≥в уведенн¤-висновку, переривань IRQ ≥ канал≥в пр¤мого доступу DMA.

ѕо зрозум≥лих причинах найб≥льше пов≥льно передача даних зд≥йснюЇтьс¤ через посл≥довний порт (RS-232C). —аме тому в р¤д≥ останн≥х ручних чи комб≥нованих моделей сканер≥в дл¤ зв'¤зку з комп'ютером застосовуЇтьс¤ стандартний р≥вноб≥жний порт. ÷е дуже зручно, наприклад, при робот≥ з портативним комп'ютером.

ѕрограмн≥ ≥нтерфейси ≥ TWAIN

ƒл¤ керуванн¤ роботою сканера (ут≥м, ¤к ≥ ≥ншого пристрою) необх≥дна в≥дпов≥дна програма Ч драйвер. ” цьому випадку керуванн¤ йде не на р≥вн≥ "зал≥за" (порт≥в уведенн¤-висновку), а через чи функц≥њ крапки входу драйвера. ƒонедавна кожен драйвер дл¤ сканера мав св≥й власний ≥нтерфейс. ÷е було достатнЇ незручно, оск≥льки дл¤ кожноњ модел≥ сканера була потр≥бна сво¤ прикладна програма. Ћог≥чн≥ше було б навпаки, ¤кби з одн≥Їю прикладною програмою могли працювати к≥лька моделей сканер≥в. ÷е стало можливим завд¤ки TWAIN.

TWAIN Ч це стандарт, в≥дпов≥дно до ¤кого зд≥йснюЇтьс¤ обм≥н даними м≥ж прикладною програмою ≥ зовн≥шн≥м пристроЇм (читай Ч його драйвером). ЌагадаЇмо, що консорц≥ум TWAIN був орган≥зований за участю представник≥в компан≥й Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard & Logitech. ќсновною метою створенн¤ TWAIN-специф≥кац≥њ було р≥шенн¤ проблеми сум≥сност≥, тобто легкого об'Їднанн¤ р≥зних пристроњв уведенн¤ з будь-¤ким програмним забезпеченн¤м.  онкретизуючи, можна вид≥лити к≥лька основних питань: по-перше, п≥дтримку р≥зних платформ комп'ютер≥в; по-друге, п≥дтримку р≥зних пристроњв, включаючи р≥зноман≥тн≥ сканери ≥ пристроњ уведенн¤ в≥део; по-третЇ, можлив≥сть роботи з р≥зними формату даних. «авд¤ки використанню TWAIN-≥нтерфейсу можна вводити зображенн¤ одночасне з роботою в прикладн≥й програм≥, що п≥дтримуЇ TWAIN, наприклад CorelDraw, Picture Publisher, PhotoFinish. “аким чином, будь-¤ка TWAIN -сум≥сна програма буде працювати з TWAIN-сум≥сним сканером.

Ќа зак≥нченн¤ варто в≥дзначити, що образи зображень у комп'ютер≥ можуть збер≥гатис¤ в граф≥чних файлах р≥зних формат≥в, наприклад TIFF, –—’, ¬ћ–, GIF ≥ ≥нших. “реба мати в через, що при скануванн≥ зображень файли виход¤ть досить гром≥здкими ≥ можуть дос¤гати дес¤тк≥в ≥ сотень мегабайт. ƒл¤ зменшенн¤ обс¤гу збереженоњ ≥нформац≥њ використовуЇтьс¤ звичайно процес компрес≥њ (стиску) таких файл≥в.

1	2	3

Ќазва: —канери
ƒата публ≥кац≥њ: 2005-02-22 (1937 прочитано)