掃描儀(scanner),是利用光電和數(shù)字處理,以掃描方式將圖形或圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的裝置。
掃描儀通常被用于計算機外儀器設(shè)備,通過捕獲圖像并將之轉(zhuǎn)換成計算機可以顯示、編輯、存儲和輸出的數(shù)字化輸入設(shè)備。掃描儀對照片、文本頁面、圖紙、美術(shù)圖畫、照相底片、菲林軟片,甚至紡織品、標面板、印制板樣品等三維對象都可作為掃描對象,提取和將原始的線條、圖形、文字、照片、平面實物轉(zhuǎn)換成可以編輯及加入文件中的裝置。掃描儀中屬于計算機輔助(CAD)中的輸入系統(tǒng),通過計算機軟件和計算機,輸出設(shè)備(激光打印機、激光繪圖機)接口,組成網(wǎng)印前計算機處理系統(tǒng),而適用于辦公自動化(OA),廣泛應(yīng)用在標面板、印制板、印刷行業(yè)等。
雖然掃描儀的市場發(fā)展是日益沉靜,但對許多消費者來說,還是種的外設(shè)。對于不少面臨選購的用戶而言,如何地選購掃描儀,掃描儀的發(fā)展趨勢又是怎么樣,掃描儀的發(fā)展得是否成熟等問題都是需要考慮和弄清楚的,因此,本文就旨在對掃描儀的發(fā)展歷史和經(jīng)典機型做個講解,并對當前熱銷的機型行,方便大家選購。
1884年,德程師尼普科夫(Paul Gottlieb Nipkow)利用硒光電池了種機械掃描裝置,這種裝置在后來的早期電視系統(tǒng)中得到了應(yīng)用,到1939年機械掃描系統(tǒng)被淘汰。雖然跟后來100多年后利用計算機來操作的掃描儀沒有然的,但從歷史的角度來說這算是人類歷*zui早使用的掃描。
掃描儀是20紀80年代中期才出現(xiàn)的光機電體化產(chǎn)品,它由掃描頭、控制電路和機械件組成。采取逐行掃描,得到的數(shù)字信號以點陣的形式保存,再使用文件編輯軟件將它編輯成標準格式的文本儲存在磁盤上。從誕生至今,掃描儀的品種多種多樣,并在不斷地發(fā)展著,以下,我們就來看看掃描儀的品種發(fā)展:
1.手持式掃描儀
誕生于1987年,掃描幅面窄,難于操作和捕獲圖像,掃描效果也差。1996年后,各掃描儀廠家相繼停產(chǎn),從此手持式掃描儀銷聲匿跡。到2002年,隨著CIS的不斷成熟,3R集團在市面上推出了Planon(普藍諾)型號為RC800手持式掃描儀,其能掃描A4幅度,掃描分辨率300DPI,其是當時掃描儀市場上的zui大亮點;而到2009年,隨著體機的不斷普及,其吞噬著傳統(tǒng)臺式掃描儀的市場,手持式掃描儀憑借著其小巧輕便的,及掃描分辨率也提到600dpi,顛覆著以往傳統(tǒng)掃描儀移動困難,操作滯后的形象,起場跨時代的辦公革命。
2.饋紙式掃描儀 誕生于20紀90年代初,隨著平板式掃描儀價格的下降,這類產(chǎn)品也于1997年后退出了歷史舞臺。
3.鼓式掃描儀
又稱為滾筒式掃描儀,是業(yè)印刷排版域應(yīng)用zui廣泛的產(chǎn)品,使用感光器件是光電倍增管。
4.平板式掃描儀
又稱平臺式掃描儀、臺式掃描儀,這種掃描儀誕生于1984年,是辦公用掃描儀的主產(chǎn)品。掃描幅面般為A4或者A3。
5.大幅面掃描儀
般掃描幅面為A1.A0幅面的掃描儀,又稱程圖紙掃描儀。
6.底片掃描儀
又稱膠片掃描儀,光學分辨率般可以達到2700ppi的水平。
7.其他掃描儀
此外還有分掃描儀是業(yè)域使用的,如條碼掃描儀、實物掃描儀、卡片掃描儀等,因為對我們普通的家庭用戶沒有很大的參考價值,因此就不再贅述。
密度范圍對掃描儀來說是非常重要的性能參數(shù),密度范圍又稱像素深度,它代表掃描儀所能分辨的亮光和暗調(diào)的范圍,通常滾筒掃描儀的密度范圍大于3.5,而平面掃描儀的密度范圍般在2.4~3.5范圍之間。
掃描儀是種光、機、電體化的科產(chǎn)品,它是將各種形式的圖像信息輸入計算機的重要具,是繼鍵盤和鼠標之后的三代計算機輸入設(shè)備。掃描儀具有比鍵盤和鼠標更強的能,從zui原始的圖片、照片、膠片到各類文稿資料都可用掃描儀輸入到計算機中,而實現(xiàn)對這些圖像形式的信息的處理、管理、使用、存儲、輸出等,配合光學字符識別軟件OCR(Optic Character Recognize)還能將掃描的文稿轉(zhuǎn)換成計算機的文本形式。
掃描儀的作原理如下: 自然界的每種物體都會吸收定的光波,而沒被吸收的光波就會反射出去。掃描儀就是利用上述原理來成對稿件的讀取的。掃描儀作時發(fā)出的強光照射在稿件上,沒有被吸收的光線將被反射到光學感應(yīng)器上。光感應(yīng)器接收到這些信號后,將這些信號傳送到模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器,模數(shù)轉(zhuǎn)換器再將其轉(zhuǎn)換成計算機能讀取的信號,然后通過驅(qū)動程序轉(zhuǎn)換成顯示器上能看到的正確圖像。待掃描的稿件通??煞譃?反射稿和透射稿。前者泛般的不透明文件,如報刊、雜志等,后者包括幻燈片(正片)或底片(負片)。如果經(jīng)常需要掃描透射稿,就選擇具有光罩(光板)能的掃描儀。
掃描儀的核心件是光學讀取裝置和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器。常用的光學讀取裝置有兩種:CCD和CIS。
① CCD(Charge Coupled Device)
CCD的中文名稱是電荷耦合器件,與般的半導體集成電路相似,它在塊硅單晶上集成了成千上個光電三管,這些光電三管分成三列,分別被紅、綠、藍色的濾色鏡罩住,從而實現(xiàn)彩色掃描。光電三管在受到光線照射時可產(chǎn)生電,經(jīng)放大后輸出。采用CCD的掃描儀經(jīng)多年的發(fā)展已相當成熟,是市場上主掃描儀主要采用的感光元件。
CCD的優(yōu)勢在于,經(jīng)它掃描的圖像質(zhì)量較,具有定的景深,能掃描凹凸不平的物體;溫度系數(shù)較低,對于般的作,周圍環(huán)境溫度的變化可以忽略不計。CCD的缺點有:由于組成CCD的數(shù)千個光電三管的距離很近(微米),在各光電三管之間存在著明顯的漏電現(xiàn)象,各感光單元的信號產(chǎn)生的干擾降低了掃描儀的實際清晰度;由于采用了反射鏡、透鏡,會產(chǎn)生圖像色彩偏差和像差,需要用軟件校正;由于CCD需要套的光學系統(tǒng),故掃描儀體積難以做得很小。
② CIS(Contact Image Sensor)
CIS的中文名稱是接觸式圖像感應(yīng)裝置。它采用觸點式感光元件(光敏傳感器)行感光,在掃描平臺下1mm~2mm處,300~600個紅、綠、藍三色LED(發(fā)光二管)傳感器緊緊排列在起,產(chǎn)生白色光源,取代了CCD掃描儀中的CCD陣列、透鏡、熒光管和冷陰射線管等復(fù)雜機構(gòu),把CCD掃描儀的光、機、電體變成CIS掃描儀的機、電體。用CIS制作的掃描儀具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點,但CIS也有不足之處,主要是用CIS不能做成分辨率的掃描儀,掃描速度也慢。
⑶ 光學字符識別OCR(Optic Character Recognize)
OCR是在掃描的基礎(chǔ)上實現(xiàn)字符的自動識別。在獲得紙面上反射光信號后,由OCR內(nèi)電路識別出字符,并將字符代碼輸入到計算機中。
預(yù)處理包括文字分離、正規(guī)化、平滑化、二值化和噪聲消除等。預(yù)處理的方法是將字符逐個分開,規(guī)范成大小致的圖像,經(jīng)殊處理和消除噪聲,為后續(xù)處理條件。
如果被識別的是正規(guī)的鉛印字符,般可利用與基準圖像重合的方法來識別字符,不抽取字符圖像中的征。若是手寫字符,則需利用輪廓跟蹤法抽取相應(yīng)的字符征。抽取的征是識別的依據(jù),如筆劃的長度、角度、端點、筆劃分布、四周征等,它們以多維數(shù)據(jù)的形式表示。作為識別標準的學習圖形,也以多維矢量的形式存放在識別辭典中。
所謂判決就是將事保存的基準字符征與抽取的字符征行,直至找到相應(yīng)的基準字符為止。
OCR在識別數(shù)字、英文字符及印刷體漢字方面已獲得成。
除了鍵盤、鼠標器、掃描儀之外,還有觸摸屏、聲音識別器等輸入設(shè)備,在此就不作介紹了。
掃描不透明的材料
當掃描不透明的材料如照片,打印文本以及標、面板、印制板實物時,由于材料上黑的區(qū)域反射較少的光線,亮的區(qū)域反射較多的光線,而CCD器件可以檢測圖像上不同光線反射回來的不同強度的光通過CCD器件將反射光光波轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信息,用1和0的組合表示,zui后控制掃描儀操作的掃描儀軟件讀入這些數(shù)據(jù),并重組為計算機圖像文件。
掃描透明材料
而當掃描透明材料如制版菲林軟片,照相底片時,掃描作原理相同,有所不同的是此時不是利用光線的反射,而是讓光線透過材料,再由CCD器件接收,掃描透明材料需要別的光源補償-透射適配器(TMA)裝置來成這能。詳見:掃描儀原理