Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
СКАНЕР И ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА ВВОДА ИЗОБРАЖЕНИЙ
Сканер представляет собой электронно-механическое устройство, предна значенное для перевода графической информации в цифровой вид для ее редактирования или вывода на печать.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
Устройство и принцип работы всех видов сканеров (планшетных, рулонных, ручных) практически одинаково и может быть представлено такой схемой: отражение сканируемого оригинала через фокусирующий объектив попадает на линейку фотоприемников, которые преобразуют изображение в элек тронный вид. Главное от личие сканера от фотоаппарата или видеокамеры — это наличие линейной, а не квадратной матрицы фотоэлементов, что вынуждает применять различ ные механизмы ее перемещения относительно объекта.
Сканер состоит из двух частей: сканирующего механизма, помещенный в пластмассовый корпус, и его программной части —TWAIN-драйвера (Toolkit Without An Interesting Name), который осуществ ляет управление сканером и связь с другими программами и операционной системой в целом.
Планшетный сканер представляет собой пластмассовый корпус прямо угольной формы с откидной крышкой. Крышка нужна для минимизации влияния внешних источников света и для лучшего контакта оригинала с поверхностью стекла. Некоторые модели имеют на своем корпусе несколько кнопок управления, которые позволяют запус кать программы для сканирования, копирования или распознавания текста, минуя средства операционной системы. На задней панели сканера распола гаются разъемы питания и интерфейса для подключения к компьютеру.
Внутри корпуса под стеклом расположена подвижная каретка, на которой установлен источник света и линейная матрица фотоэлементов. Каретка перемеша ется вдоль длинной стороны корпуса при помощи электродвигателя, свя занного с ней посредством ременной передачи. Свет, излучаемый лампой, отражается от поверхности оригинала и попадает на фотоэлементы, которые фиксируют интенсивность светового потока.
В сканерах используют четыре типа источников света.
- Ксеноновые газоразрядные лампы. Отличаются высокой скоростью включения, стабильностью излучения, компактны, но имеют проблемы с точ ностью цветопередачи из-за узкого спектра излучения. Требуют высокого напряжения питания (порядка 2 кВ).
- Люминесцентные лампы с горячим катодом. Обладают очень ровным спектром излучения, которым можно управлять, малым временем прогрева (порядка 3-5 с). К недостаткам можно отнести не очень стабильные характеристики, довольно большие габариты, небольшой срок службы (порядка 1000 ч) и необходимость держать лампу постоянно включенной в процессе работы сканера.
- Люминесцентные лампы с холодным катодом. Такие лампы имеют целую массу преимуществ: очень большой срок службы (от 5 до 10 тыс. часов), низкую рабочую температуру, ровный спектр излучения. Недостаток - относительно большое время про грева (от 30 с до нескольких минут) и более высоким, чем у ламп с горячим катодом, энергопотреблением. В настоящее время люминесцентные лампы с холодным катодом используются в подавляющем большинстве моделей планшетных сканеров и МФУ.
- Светодиоды. Обладают малыми габаритами, небольшим энергопотребле нием и не требуют времени для прогрева. Применяются исключительно в CIS-сканерах. Главным недос татком имеют довольно низкую (по сравнению с газоразрядными и люминесцентными лампами) интенсивность светового потока, что приводит к снижению скорости сканирования и увеличению уровня цифрового шума на получаемом изображении.
Матрица фоточувствительных элементов может быть двух типов.
- CCD (Charge-Coupled Device, прибор с зарядовой связью — ПЗС). Представляет собой сравнительно не большую линейку фотоэлементов и оптическую систему, которая про ецирует отраженный от оригинала свет на фотоэлементы.
- CIS (Contact Image Sensor, непосредственный контакт с рисунком). Использует линейку фотоэлементов и светодиодов, расположенных вдоль всей зоны сканирования.
Технические характеристики сканеров
1. Разрешающая способность — один из основных параметров, используемых производителями для описания возможностей сканера. Единица измерения разрешающей способности сканеров — количество пикселов на один дюйм (pixels per inch, сокращенно ppi).
Разрешение сканера делится на:
- Оптическое разрешение (горизонтальное разрешение). Определяется количеством фотоэлементов, распо ложенных на матрице. При делении этого количества на ширину рабочей области (например, листа формата А4) можно получить действительное оптическое разрешение сканера. Большинство современных недорогих планшетных сканеров имеют оптическое разрешение 600, 1200, 2400 ppi.
- Интерполированное разрешение — это повышение количества пикселов в отсканированном изображении за счет программной обработки. Величина интерполированного разрешения может во много раз превышать величину оптического разрешения, однако следует помнить, что количество информации, полученной с оригинала, будет таким же, как и при сканировании с оптическим разрешением. Иными словами, повысить детальность изображения при сканировании с разрешением, превышающем оптическое, не удастся.
2. Глубина цвета (разрядность). От разрядности сканера зависит максимальное количество значений, кото рые может принимать цвет пиксела. В качестве базового уровня глубины цвета принят формат True Color, при котором все три цвета кодируются при помощи 24 бит информации, что позволяет получить более 16 миллионов оттенков цветов. Многие сканеры используют более высокую разрядность — 12 или 16 бит на цвет (соответственно, 36 или 48 бит), однако для записи и дальнейшей обработки изображений эта функция должна поддерживаться применяемым программным обеспечением; в противном случае полученное изображение все равно будет записано в файл с 24-битной разрядностью.
3. Динамический диапазон. Зависит от разрядности: при сканировании обязательно существует определенный предел, за которым детали изображе ния становятся либо слишком светлыми, либо слишком темными, чтобы отличить их от общего фона. Динамический диапазон представляет собой десятичный логарифм отноше ния интенсивности света, падающего на оригинал, к интенсивности света, отраженного от оригинала и принятого фотоэлементами. Обозначается ди намическая плотность OD (Optical Density) или просто D.
4. Шум
Цифровой шум появляется на сканируемом изображении вследствие неидеальности конструкции электронных узлов сканера, в первую очередь — светочувствительных элементов и их цепей. Различают два вида цифрового шума — случайный и регулярный.
Случайный шум проявляется в виде «снега», гранулярности или хаотически расположенных инородных точек на изображении и возникает как вследствие нестабильности работы полупроводниковых приборов (при изменении температуры и с течением времени), так и в результате вносимых электронными компонентами искажений. Наиболее заметен такой шум на темных областях изображения.
Регулярный шум возникает вследствие перекрестных помех (наводимых с соседних светочувствительных элементов), кратковременных изменений величины базового напряжения в ПЗС-матрице, воздействия высокочастотных электрических полей, изменения яркости источника света и т. п. Регулярный шум, в отличие от случайного, очень хорошо заметен, поскольку проявляется в виде горизонтальных, вертикальных либо диагональных полос.
5. Тип и размер оригиналов
Конструкция сканера накладывает определенные ограничения на тип и формат оригиналов, которые можно оцифровывать при помощи данного устройства. В первую очередь следует обращать внимание на то, для работы с какими именно категориями носителей рассчитана та или иная модель. Сканер может поддерживать работу только с прозрачными либо только с непрозрачными оригиналами или же с теми и с другими.
Стоит обратить внимание на то, что у универсальных сканеров допустимые форматы носителей и размеры сканируемой области для прозрачных и непрозрачных оригиналов часто отличаются.
6. Интерфейс
В большинстве современных моделей сканеров низшей и средней ценовой категории для подключения к ПК используется интерфейс USB 2.0 (иногда, в наиболее дешевых моделях — USB 1.1). В ряде полупрофессиональных и профессиональных моделях наряду с USB наличествует также интерфейс IEEE-1394 (FireWare). Широко использовавшийся ранее в сканирующих устройствах интерфейс SCSI постепенно сдает свои позиции: сейчас им оснащаются только некоторые модели профессионального уровня (в частности, барабанные сканеры).
WEB-КАМЕРА
Так называемая Web-камера предназначена для оцифровки жи вого видеоизображения и передачи его по сети Интернет. От обычных видеокамер отличается пониженным качеством изображения, чего требует низкая пропускная способность телефонной сети, по которой в основном осуществляется соединение с сетью Интернет.
При выборе Web-камеры стоит обратить внимание на такие характеристики, как пропускная способность, которая определяется количественным показателем канала, способным передавать видеоизображение. О качестве работы камеры может говорить метод обмена, используемый для ее работы:
- СIF (Common Intermediate Format). Этот формат использует видео стандарт с размером кадра 352x288 пикселов и частотой 7,5; 10; 15 и 30 кадров/с.
- QCIF (Quarter Common Interchange Format). Упрощенный формат пре дыдущего видеостандарта с разрешением 176x144 пикселов.
Стоит обратить внимание на поддержку камерой таких форматов передачи цифровых данных, как ISDN (Integrated Services Digital Network), H.261, H.263, которые представляют собой различные методы кодирования видео изображения и передачи его по цифровым каналам связи (например, по сети Интернет).
ЦИФРОВОЙ ФОТОАППАРАТ
Для хра нения снятых кадров используются специальные картриджи, представляю щие собой модули Flash-памяти.
По принципу действия цифровые фотоаппараты сильно напоминают обык новенные сканеры мгновенного действия: вспышка освещает объект съем ки, а матрица фотоэлементов "снимает" отпечаток всего окружающего про странства и передает электронике команду на запись полученного изобра жения в модуль памяти.
Его характеристики.
- Качество матрицы. Измеряется количеством пикселов на всей площади матрицы. "Нормальным" считается качество, равное 1,5—2 миллионам, что позволяет получать качественные снимки с разрешениями 1024x768 и 1600x1200.
- Наличие разъемов для связи с компьютером или телевизором. Наилучший вариант это подключение камеры посредством шины USB, а лучше - прямого вывода изображения на экран телевизора. Различные модели камер могут поддерживать, напри мер, вывод в форматах PAL и NTSC.