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扫描仪(scanner),是利用光电和数字处理,以扫描方式将图形或图像信息转换为数字信号的装置。
扫描仪通常被用于计算机外仪器设备,通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备。扫描仪对照片、文本页面、图纸、美术图画、照相底片、菲林软片,甚至纺织品、标面板、印制板样品等三维对象都可作为扫描对象,提取和将原始的线条、图形、文字、照片、平面实物转换成可以编辑及加入文件中的装置。扫描仪中属于计算机辅助(CAD)中的输入系统,通过计算机软件和计算机,输出设备(激光打印机、激光绘图机)接口,组成网印前计算机处理系统,而适用于办公自动化(OA),广泛应用在标面板、印制板、印刷行业等。
虽然扫描仪的市场发展是日益沉静,但对许多消费者来说,还是种的外设。对于不少面临选购的用户而言,如何地选购扫描仪,扫描仪的发展趋势又是怎么样,扫描仪的发展得是否成熟等问题都是需要考虑和弄清楚的,因此,本文就旨在对扫描仪的发展历史和经典机型做个讲解,并对当前热销的机型行,方便大家选购。
1884年,德程师尼普科夫(Paul Gottlieb Nipkow)利用硒光电池了种机械扫描装置,这种装置在后来的早期电视系统中得到了应用,到1939年机械扫描系统被淘汰。虽然跟后来100多年后利用计算机来操作的扫描仪没有然的,但从历史的角度来说这算是人类历*zui早使用的扫描。
扫描仪是20纪80年代中期才出现的光机电体化产品,它由扫描头、控制电路和机械件组成。采取逐行扫描,得到的数字信号以点阵的形式保存,再使用文件编辑软件将它编辑成标准格式的文本储存在磁盘上。从诞生至今,扫描仪的品种多种多样,并在不断地发展着,以下,我们就来看看扫描仪的品种发展:
1.手持式扫描仪
诞生于1987年,扫描幅面窄,难于操作和捕获图像,扫描效果也差。1996年后,各扫描仪厂家相继停产,从此手持式扫描仪销声匿迹。到2002年,随着CIS的不断成熟,3R集团在市面上推出了Planon(普蓝诺)型号为RC800手持式扫描仪,其能扫描A4幅度,扫描分辨率300DPI,其是当时扫描仪市场上的zui大亮点;而到2009年,随着体机的不断普及,其吞噬着传统台式扫描仪的市场,手持式扫描仪凭借着其小巧轻便的,及扫描分辨率也提到600dpi,颠覆着以往传统扫描仪移动困难,操作滞后的形象,起场跨时代的办公革命。
2.馈纸式扫描仪 诞生于20纪90年代初,随着平板式扫描仪价格的下降,这类产品也于1997年后退出了历史舞台。
3.鼓式扫描仪
又称为滚筒式扫描仪,是业印刷排版域应用zui广泛的产品,使用感光器件是光电倍增管。
4.平板式扫描仪
又称平台式扫描仪、台式扫描仪,这种扫描仪诞生于1984年,是办公用扫描仪的主产品。扫描幅面般为A4或者A3。
5.大幅面扫描仪
般扫描幅面为A1.A0幅面的扫描仪,又称程图纸扫描仪。
6.底片扫描仪
又称胶片扫描仪,光学分辨率般可以达到2700ppi的水平。
7.其他扫描仪
此外还有分扫描仪是业域使用的,如条码扫描仪、实物扫描仪、卡片扫描仪等,因为对我们普通的家庭用户没有很大的参考价值,因此就不再赘述。
密度范围对扫描仪来说是非常重要的性能参数,密度范围又称像素深度,它代表扫描仪所能分辨的亮光和暗调的范围,通常滚筒扫描仪的密度范围大于3.5,而平面扫描仪的密度范围般在2.4~3.5范围之间。
扫描仪是种光、机、电体化的科产品,它是将各种形式的图像信息输入计算机的重要具,是继键盘和鼠标之后的三代计算机输入设备。扫描仪具有比键盘和鼠标更强的能,从zui原始的图片、照片、胶片到各类文稿资料都可用扫描仪输入到计算机中,而实现对这些图像形式的信息的处理、管理、使用、存储、输出等,配合光学字符识别软件OCR(Optic Character Recognize)还能将扫描的文稿转换成计算机的文本形式。
扫描仪的作原理如下: 自然界的每种物体都会吸收定的光波,而没被吸收的光波就会反射出去。扫描仪就是利用上述原理来成对稿件的读取的。扫描仪作时发出的强光照射在稿件上,没有被吸收的光线将被反射到光学感应器上。光感应器接收到这些信号后,将这些信号传送到模数(A/D)转换器,模数转换器再将其转换成计算机能读取的信号,然后通过驱动程序转换成显示器上能看到的正确图像。待扫描的稿件通常可分为:反射稿和透射稿。前者泛般的不透明文件,如报刊、杂志等,后者包括幻灯片(正片)或底片(负片)。如果经常需要扫描透射稿,就选择具有光罩(光板)能的扫描仪。
扫描仪的核心件是光学读取装置和模数(A/D)转换器。常用的光学读取装置有两种:CCD和CIS。
① CCD(Charge Coupled Device)
CCD的中文名称是电荷耦合器件,与般的半导体集成电路相似,它在块硅单晶上集成了成千上个光电三管,这些光电三管分成三列,分别被红、绿、蓝色的滤色镜罩住,从而实现彩色扫描。光电三管在受到光线照射时可产生电,经放大后输出。采用CCD的扫描仪经多年的发展已相当成熟,是市场上主扫描仪主要采用的感光元件。
CCD的优势在于,经它扫描的图像质量较,具有定的景深,能扫描凹凸不平的物体;温度系数较低,对于般的作,周围环境温度的变化可以忽略不计。CCD的缺点有:由于组成CCD的数千个光电三管的距离很近(微米),在各光电三管之间存在着明显的漏电现象,各感光单元的信号产生的干扰降低了扫描仪的实际清晰度;由于采用了反射镜、透镜,会产生图像色彩偏差和像差,需要用软件校正;由于CCD需要套的光学系统,故扫描仪体积难以做得很小。
② CIS(Contact Image Sensor)
CIS的中文名称是接触式图像感应装置。它采用触点式感光元件(光敏传感器)行感光,在扫描平台下1mm~2mm处,300~600个红、绿、蓝三色LED(发光二管)传感器紧紧排列在起,产生白色光源,取代了CCD扫描仪中的CCD阵列、透镜、荧光管和冷阴射线管等复杂机构,把CCD扫描仪的光、机、电体变成CIS扫描仪的机、电体。用CIS制作的扫描仪具有体积小、重量轻、成本低等优点,但CIS也有不足之处,主要是用CIS不能做成分辨率的扫描仪,扫描速度也慢。
⑶ 光学字符识别OCR(Optic Character Recognize)
OCR是在扫描的基础上实现字符的自动识别。在获得纸面上反射光信号后,由OCR内电路识别出字符,并将字符代码输入到计算机中。
预处理包括文字分离、正规化、平滑化、二值化和噪声消除等。预处理的方法是将字符逐个分开,规范成大小致的图像,经殊处理和消除噪声,为后续处理条件。
如果被识别的是正规的铅印字符,般可利用与基准图像重合的方法来识别字符,不抽取字符图像中的征。若是手写字符,则需利用轮廓跟踪法抽取相应的字符征。抽取的征是识别的依据,如笔划的长度、角度、端点、笔划分布、四周征等,它们以多维数据的形式表示。作为识别标准的学习图形,也以多维矢量的形式存放在识别辞典中。
所谓判决就是将事保存的基准字符征与抽取的字符征行,直至找到相应的基准字符为止。
OCR在识别数字、英文字符及印刷体汉字方面已获得成。
除了键盘、鼠标器、扫描仪之外,还有触摸屏、声音识别器等输入设备,在此就不作介绍了。
扫描不透明的材料
当扫描不透明的材料如照片,打印文本以及标、面板、印制板实物时,由于材料上黑的区域反射较少的光线,亮的区域反射较多的光线,而CCD器件可以检测图像上不同光线反射回来的不同强度的光通过CCD器件将反射光光波转换成为数字信息,用1和0的组合表示,zui后控制扫描仪操作的扫描仪软件读入这些数据,并重组为计算机图像文件。
扫描透明材料
而当扫描透明材料如制版菲林软片,照相底片时,扫描作原理相同,有所不同的是此时不是利用光线的反射,而是让光线透过材料,再由CCD器件接收,扫描透明材料需要别的光源补偿-透射适配器(TMA)装置来成这能。详见:扫描仪原理
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