Скачать работу в формате MO Word.

Сканери �х будова та робот з ними (Сканеры их строение и работ с ними)

Курсова робота

 

   на тему: “Сканери

План

 

Вступ

 

сторя.................................................................................................

 

Оригнали зображень........................................................................

 

Механзм руху...................................................................................

 

Ручн сканери.....................................................................................

 

Настльн сканери..............................................................................

 

Барабанн сканери.............................................................................

Оптична роздлювальна здатнсть сканера.....................................

Динамчний дапазон сканера..........................................................

 

Типи зображення, що вводиться.....................................................

 

Чорно-бл сканери...........................................................................

 

Типи зображення, що вводиться.....................................................

 

Чорно-бл сканери...........................................................................

 

Кольоров сканери............................................................................

 

паратн нтерфейси сканерв.........................................................

 

Програмн нтерфейси TWAIN.....................................................

Яксть зображення...........................................................................

 

нтелектуальнсть сканера..............................................................

 

Колрн перекручування сканерв..................................................

 

Вибр сканера...................................................................................

 

Список використано

Вступ.

 

Майже кожен користувач комп'ютера постйно зштовху

ться з проблемою перетворення документв з паперово

 

Сканери зчитують з папера, чи плвки нших твердих носÿв «аналогов» чи тексти зображення перетворять

 

Для виконання тих чи нших конкретних задач придатна аж няк не кожна модель. Як правило, придатнсть сканера визнача

ться сукупнстю його технчних параметрв: конструктивним типом, форматом, роздлювальна здатнсть, глибиною кольору, дапазоном оптичних плотностей т.д.

 

Сканером назива

ться пристрй, що дозволя

вводити в комп'ютер образи зображень, представлених у вид тексту, малюнкв, слайдв, чи фотографй ншо

 

сторя

 

Перш сканери дозволяли вводити тльки чорно-бл зображення. У 1989 р. з'явилися перш сканери, що забезпечують зчитування кольорових зображень.

 

Використання сканерв для введення в ПЕОМ текстово

 

Розвиток вдповдно

 

Для люстрацÿ зростаючо

 

Нове поколння таких систем дозволя

за один прохд переглядати текст, додавати коди керування форматом, виконувати розбивку на сторнки, перевряти правильнсть написання тексту, видавати майже готов файли - все це здйсню

ться у фоновому режим роботи ПЕОМ.

 

Переважна бльшсть сканерв використову

ться в даний час для пдготовки видання рзних нформацйних матералв, тобто споживач зацкавлен головним чином у засобах обробки зображень текств. Деяк сканери спшно використовуються в САПР, але, як правило, що вдповдають системи мають дуже вузьку спецалзацю. В даний час прогнозу

ться широке застосування сканерв в област факсимльного зв'язку.

 

Оригнали зображень.

 

Узагал говорячи, зображення (чи оригнали) можна мовно роздлити на дв велик групи. До першо

 

Механзм руху.

 

Визначальним фактором для даного параметра

спосб перемщення голвки сканера, що зчиту

, папера вдносно один одного. В даний час с вдом сканери про цей критерй можна розбити на два основних типи: ручний (hand-held) настльний (desktop). Проте, снують також комбнован пристро

 

Ручн сканери.

 

Ручний сканер, як правило, чимось нагаду

збльшенню в розмрах електробритву. Для того щоб ввести в комп'ютер який-небудь документ за допомогою цього пристрою, треба без рзких рухв провести скануючою голвкою по вдповдному зображенню. Таким чином, проблема перемщення голвки, що зчиту

, щодо папера цлком ляга

на користувача. До реч, рвномрнсть перемщення сканера стотно познача

ться на якост зображення, що вводиться в комп'ютер. У ряд моделей для пдтвердження нормального введення ма

ться спецальний ндикатор. Ширина зображення, що вводиться, для ручних сканерв не перевищу

звичайно 4 дюймв (10 див). У деяких моделях ручних сканерв у роц пдвищення здатност, що дозволя

, зменшують ширину зображення, що вводиться. Сучасн ручн сканери можуть забезпечувати автоматичну "склейку" зображення, що вводиться, тобто формують цле зображення з окремо введених його частин. Це, зокрема, зв'язане з тим, що за допомогою ручного сканера неможливо ввести зображення навть формату А4 за один прохд. До основних досто

 

Настльн сканери.

 

Настльн сканери називають сторнковими,. планшетними, навть авто сканерами. Так сканери дозволяють водити зображення розмрами 8,5 на 11 чи 8,5 на 14 дюймв.

снують три рзновиди настльних сканерв: планшетн (flatbed), рулонн (sheet-fed) проекцйн (overhead).

 

Основною вдмннстю планшетних сканерв

те, що скануюча голвка перемща

ться щодо папера за допомогою крокового двигуна. Планшетн сканери — звичайно, досить дорог пристро

 

Робот рулонних сканерв чимось нагаду

роботу звичайно

 

Третй рзновид настльних сканерв — проекцйн сканери, що бльше всього нагадують сво

рдний проекцйний апарат (чи фотозбльшувач). Документ, що вводиться, кладеться на поверхню сканування зображенням нагору, блок сканування знаходиться при цьому також зверху. Перемща

ться тльки скануюсий пристрй. Основною особливстю даних сканерв

можливсть сканування проекцй тривимрних проекцй.

 

Згадуваний вище комбнований сканер Niscan Page забезпечу

роботу в двох режимах: протягання аркушв (сканування оригналв форматом вд взитно

 

Барабанн сканери.

 

 По свтлочутливост, значно переважаюч споживч планшетн пристро

 

         У барабанних сканерах оригнали розмщаються на внутршнй чи зовншнй (у залежност вд модел) сторон прозорого цилндра, що назива

ться барабаном. Чим бльше барабан, тим бльше площа його поверхн, на яку монту

ться оригнал, вдповдно, тим бльше максимальна область сканування. Псля монтажу оригналу барабан приводиться в рух. За один його оборот зчиту

ться одна ня пкселей, так що процес сканування дуже нагаду

роботу токарно-гвинторзного верстата. Минаючий через слайд (чи вдбитий вд непрозорого оригналу) вузький промнь свтла, що створю

ться могутнм лазером, за допомогою системи дзеркал попада

на ФЕП (фотоелектронний помножувач), де оцифрову

ться.

Оптична роздлювальна здатнсть сканера

 

Оптична роздлювальна здатнсть – безперечно, найважливший критерй оцнки сканера. Однак користувачу варто знати, яка роздлювальна здатнсть йому необхдна. У цлому воно залежить вд можливостей пристрою, на якому буде вдтворюватися отсканированная картинка, - принтера, типографсько

 

Якщо картинка не пдляга

збльшенню, то досить вважати ? з роздлювальною здатнстю, рвною аналогчному показнику пристрою виводу: 96 крапок на дюйм для виводу  на монтор, 50-200 крапок на дюйм для друку на лазерному, струминному чи принтер з термопереносом, 300 крапок на дюйм для офсетного друку (60-й растр) чи термосублмацйнного принтера. Щоб був резерв для обробки, зображення звичайно скануються з роздлювальною здатнстю, що вдвч перевищу

необхдне. Якщо масштаб картинки збльшу

ться, то в стльки ж раз потрбно збльшити роздлювальну здатнсть сканування, тому до апарата, використовуваному для одержання електронних копй невеликих оригналв – чи слайдв негативв, пред'являються дуже висок вимоги. Зокрема, щоб вважати 35-мм дапозитив потм роздрукувати його у формат А4, виплива

вдсканувати його з оптичним дозволом, щонайменше, 1500 крапок на дюйм, з рахуванням запасу для обробки – 3 крапок на дюйм.

Динамчний дапазон сканера

 

Динамчний дапазон сканера вимря

ться по логарифмчнй шкал вд 0 (абсолютна прозорсть) до 4,0 (абсолютна чорна поверхня). - числа мають значення тльки тод, коли вам необхдно високояксне чи сканування ви плану

те сканувати велику кльксть слайдв. Як правило, для чи фотографй нших плоских предметв (непрозорих оригналв) не потрбно щльнсть сканера вище 2,2. У бльшост випадкв для тако

 

Поряд з фзичною здатнстю, що дозволя

, важливим критерúм оцнки вважа

ться оптична щльнсть, що означа

, що сканер може розрзняти т чи нш градацÿ яскравост оригнального зображення. Теоретично 12-розрядний сканер може розрзнити бльше вдтнкв, чим 8-розрядний, однак, велика глибина кольору – ще не доказ високо

 

Призначення сканера в тм, щоб як можна точнше передати фарби оригналу. Монохромн документн сканери працюють у двох колрних режимах: чорно-блому (1 бт/пксель; найкраще пдходить для сканування штрихових малюнкв текств) в срих пвтонах (8, 10 чи 12 бт/пксель). У кольорових сканерах до них дода

ться третй – повнокольоровий RGB-режим (24, 30 чи 36 бт/пксель). Пристрй з глибиною кольору 24 бт може розрзняти 16,7 млн. вдтнкв. Людське око, що сприйма

стльки ж колрних вдтнкв, не в змоз ловити рзницю мж зображеннями, отриманими за допомогою 24- 36-розрядного сканера.

 

Типи зображення, що вводиться.

 

За даним критерúм вс снуюч сканери можна пдроздлити на чорно-бл кольоров. Чорно-бл сканери у свою чергу можуть пдроздлятися на штрихов напвтонов («ср»). Однак, як ми побачимо надал, пвтону зображення можуть також емулруватись. Отже, перш модел чорно-блих сканерв могли працювати тльки в дворвневому (bilevel) режим, чи сприймаючи чорний, чи блий колр. Таким чином, скануватися могли або штрихов малюнки (наприклад, креслення), або двох тонових зображень. Хоча ц сканери не могли працювати з дйсними вдтнками срого кольору, вихд для сканування напвтонових зображень такими сканерами був знайдений. Псевдополутоновий режим, чи режим растрування (dithering), сканера мту

вдтнки срого кольору, групуючи, клька крапок зображення, що вводиться, у так називан gray-scale-пксел. Так пксел можуть мати розмри 2х2 (4 крапки), 3х3 (9 крапок) чи 4х4 (16 крапок) т.д. Вдношення клькост чорних крапок до блого видля

рвень срого кольору. Наприклад, gray-scale-пксель розмром 4х4 дозволя

вдтворювати 17 рвнв срого кольору (включаючи цлком блий колр). Не виплива

, щоправда, забувати, що здатнсть сканера, що дозволя

, при використанн gray-scale-пкселя знижу

ться (в останньому випадку в 4 рази).

 

Напвтонов сканери використовують максимальну здатнсть, що дозволя

, як правило, тльки в дворвневому режим. Звичайно вони пдтримують 16, 64 чи 256 вдтнкв срого кольору для 4-, 6- 8-розрядного коду, що ставиться при цьому у вдповднсть кожнй крапц зображення. Здатнсть сканера, що дозволя

, вимря

ться в клькост крапок, що розрзняються, на дюйм зображення — dpi (dot per inch). Якщо в перших моделях сканерв здатнсть, що дозволя

, була 200—300 dpi, то в сучасних моделях це, як правило, 400, те 800 dpi. Деяк сканери забезпечують апаратний дозвл 600х1200 dpi. У ряд випадкв дозвл сканера може встановлюватися програмним шляхом у процес роботи з ряду значень: 75, 1 150, 200, 300 400 dpi.

 

Треба сказати, що завдяки операцÿ нтерполяцÿ, виконувано

 

Чорно-бл сканери.

 

Спробу

мо пояснити принцип роботи чорно-блого сканера. Скану

ме зображення висвтлю

ться блим свтлом, одержуваним, як  правило, вд флуоресцентно

 

Кожен рядок сканування зображення вдповда

визначеним значенням напруги на ПЗЗ. - значення напруги перетворяться в цифрову форму або через аналого-цифровий перетворювач АЦП (для напвтонових сканерв), або через компаратор (для дворвневих сканерв). Компаратор порвню

два значення ( чинапруга струм) вд ПЗЗ опорне (мал. 1), причому в залежност вд результату порвняння на його виход  форму

ться сигнал 0 (чорний колр) чи 1  (блий).  Розряднсть  АЦП  для 

 

напвтонових сканерв залежить вд клькост пдтримуваних рвнв срого кольору. Наприклад, сканер, що пдтриму

64 рвня срого, повинний мати 6-розрядний АЦП. Яким образом скану

ться кожна наступна стрчка

           

 

Рис.1.  Блок схема чорно-блого сканера.

 

зображення, цлком залежить вд типу використовуваного сканера. Нагада

мо, що в планшетних сканерв руха

ться скануюча голвка, в рулонних сканерах вона залиша

ться нерухомо

 

Кольоров сканери.

 

В даний час сну

клька технологй для одержання кольорових скану

мих зображень. Один з найбльш загальних принципв роботи кольорового сканера поляга

в наступному. скану

ме зображення висвтлю

ться вже не блим кольором, через обертовий RGB-свтлофльтр (мал. 2). Для кожного з основних квтв (червоного, зеленого синього) послдовнсть операцй практично не вдрзня

ться вд послдовност дй при скануванн чорно-блого зображення. Виключення склада

, мабуть, тльки етап попередньо

 

У результат трьох проходв сканування виходить файл, що мстить образ зображення в трьох основних квтах — RGB (образ композитного сигналу). Якщо використову

ться восьмирозрядний АЦП, що пдтриму

256 вдтнкв для одного кольору, то кожнй крапц зображення ставиться у вдповднсть один з 16,7 мльйона можливих квтв (24 розряду). Сканери, що використовують подбний принцип дÿ, випускаються, наприклад, фрмою Microtek.

 

 Рис.2. Блок-схема кольорового сканера з обертовим RGB-фльтром.

Треба вдзначити, що найбльш стотним недолком описаного вище методу

збльшення часу сканування в три рази. Проблему може представляти також «вирвнювання» пкселв при кожнм з трьох проходв, тому що в противному випадку можливе розмивання вдтнкв «змазування» квтв.

 

У сканерах вдомих японських фрм Epson Sharp, як правило, замсть одного джерела свтла використову

ться три, для кожного кольору окремо. Це дозволя

сканувати зображення сього за один прохд виключа

неврне «вирвнювання» пкселв. Складност цього методу полягають звичайно в пдбор джерел свтла з стабльними характеристиками.

 

нша японська фрма — Seiko Instruments — розробила Кольоровий планшетний сканер SpectraPoint, у якому елементи ПЗЗ були замнен фототранзисторами. На ширин 8,5 дюйма розмщено 10200 фототранзисторв, розташованих у три стовпчики по 3400 у кожнй. Три кольорових фльтри (RGB) лаштован так, що кожен стовпчик фототранзисторв сприйма

тльки один основний колр. Висока щльнсть нтегральних фототранзисторв  дозволя

досягати гарно

 

Принцип дÿ кольорового сканера ScanJet Iic фрми Hewlett Packard трохи нший. Джерело блого свтла висвтлю

скану

ме зображення, вдбите свтло через нзу, що редуку

, попада

на трьох полосну ПЗЗ через систему спецальних фльтрв, що роздляють бле свтло на три компоненти: червоний, зелений синй (мал. 3). Фзика роботи подбних фльтрв зв'язана з явищем дхроизма, що поляга

в рзному фарбуванн одноосьових кристалв у минаючому блому свтл в залежност вд положення оптично

           

 

Рис.3. Блок-схема сканера з dichroic-фльтрами.

 

паратн нтерфейси сканерв.

 

Для зв'язку з комп'ютером сканери можуть використовувати спецальну 8- чи 16-розрядну нтерфейсну плату, що вставля

ться у вдповдний слот розширення. Для портативних комп'ютерв пдходить пристрй PC Card. Крм того, у даний час достатн

широке поширення одержали стандартн нтерфейси,  застосовуван в IBM PC-сумсних комп'ютерах (послдовний рвнобжний порти, також нтерфейс SCSI). Варто вдзначити, що у випадку стандартного нтерфейсу в користувача не виника

проблем з подлом системних ресурсв: портв ведення-висновку, переривань IRQ каналв прямого доступу DMA.

 

По зрозумлих причинах найбльше повльно передача даних здйсню

ться через послдовний порт (RS-232C). Саме тому в ряд останнх ручних чи комбнованих моделей сканерв для зв'язку з комп'ютером застосову

ться стандартний рвнобжний порт. Це дуже зручно, наприклад, при робот з портативним комп'ютером.

 

Програмн нтерфейси TWAIN.

 

Для керування роботою сканера (утм, як ншого пристрою) необхдна вдповдна програма — драйвер. У цьому випадку керування йде не на рвн "залза" (портв ведення-висновку), через чи функцÿ крапки входу драйвера. Донедавна кожен драйвер для сканера мав свй власний нтерфейс. Це було достатн

незручно, оскльки для кожно

 

TWAIN — це стандарт, вдповдно до якого здйсню

ться обмн даними мж прикладною програмою зовншнм пристро

м (читай — його драйвером). Нагада

мо, що консорцум TWAIN був органзований за частю представникв компанй Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard & Logitech. Основною метою створення TWAIN-специфкацÿ було ршення проблеми сумсност, тобто легкого об'

днання рзних пристро

 

На закнчення варто вдзначити, що образи зображень у комп'ютер можуть збергатися в графчних файлах рзних форматв, наприклад TIFF, РСХ, ВМР, GIF нших. Треба мати в через, що при скануванн зображень файли виходять досить громздкими можуть досягати десяткв сотень мегабайт. Для зменшення обсягу збережено

Яксть зображення

 

Сканери розрзняються по багатьом параметрам технологя зчитування зображення, типу механзму деяким ншим.

снують параметри скануючого  пристрою, що  впливають  на  яксть зображення. До  таких параметрв вдноситься оптична здатнсть, що дозволя

, число переданих пвтонв квтв,  дапазон оптичних плотностей, нтелектуальнсть сканера, свтлов перекручування, точнсть фокусування ( рзксть ).    

 

нтелектуальнсть сканера.

 

 Пд нтелектуальнстю звичайно ма

ться на ваз здатнсть сканера за допомогою закладених у ньому апаратним   програмними засобами, що поставляються з  ним, автоматично набудовуватися мнмзувати втрати якост.  Найбльше цнуються сканери, що  володють здатнстю автокалбровки,  тобто  настроювання на динамчний дапазон плотностей оригналу,  також компенсацÿ колрних перекручувань.  Допустимо, ми  ма

мо  Пзс-сканер, що  сприйма

  оптичний дапазон плотностей до 3.2.  З його допомогою нам потрбно вдсканувати  слайд, що  ма

максимальну оптичну щльнсть 4.0. "Гарний" сканер спочатку робить попередн

сканування для аналзу оригналу й одержання  даграми оптичних площин. Псля аналзу даграми сканер робить свою автокалбровку з метою зрушення свого динамчного  дапазону сприйняття оптичних плотностей.  у такий спосб мнмзуються втрати в "тнях" завдяки скороченню втрат у "свтлах".

 

Колрн перекручування сканерв.

 

 Кожен сканер володú сво

 

Вибр сканера.

 

В офс сканер може ефективно використовуватися для роботи як з текстами (OCR), так з зображеннями. У першому випадку можна орúнтуватися на недорогу чорно-блу модель з дозволом 200—300 dpi. Для введення коротких документв може придатися навть ручний сканер. При великих обсягах варто зупинитися на сканер з автоматичною подачею оригналв. У залежност вд складност зображень, що вводяться в комп'ютер, може знадобитися сканер з дозволом 300—600 dpi (з нтерполяцúю до 1200 dpi), з можливстю сприйняття до 16,7 мльйона вдтнкв квтв (24-розрядне кодування) продуктивним нтерфейсом (SCSI-2). В сх випадках треба певнитися, що в комплект з сканером входить вдповдне програмне забезпечення, будь те чи OCR-програми графчний пакет. Не варто забувати також про TWAIN-сумснсть.

Список використано

 

1.     А.Борзенко «IBM PC: стройство, ремонт, модернизация»

 

2.     Документаця з мереж Internet.

 

3.     Журнал «Компьютеры + программы», № 3, 1 год.

 

4.     Журнал «КомпьютерПресс»

 

5.     Дэн Гукин,Энди Ратбон, «ПК для «чайников»», 4-издание, 1997