Технологии повышения качества сканирования

Основные проблемы повышения качества сканирования. Цифровые преобразования информации в процессе коррекции в контроллере сканера и программе сканирования. Характеристика технологий сканирования Bit Enchancement Technology, TwinPlate компании Agfa.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 15.03.2011
Размер файла 612,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СКАНИРОВАНИЯ

Содержание

  • 1. Проблемы повышения качества сканирования
  • 2. Технология сканирования Bit Enchancement Technology - BET
  • 3. Технология TwinPlate компании Agfa
  • 4. XY - технология сканирования

1. Проблемы повышения качества сканирования

Проблемы обеспечения качества полутоновых (и, прежде всего, цветных) иллюстраций в основном упираются в проблемы качества сканирования - никакой обработкой нельзя возместить потерю информации на входе. С развитием настольных издательских систем (НИС) с компьютерной обработкой изображения эти проблемы приобрели особую актуальность.

Одна из главных проблем - оценка качества своего труда. Здесь доминируют два взгляда на оценку качества - объективный и субъективный контроль.

Первая точка зрения основывается на традиционной технологии. Все основные параметры сканирования и коррекции цвета выражаются в относительных площадях растровых элементов (в процентах). Таким образом, правильность градационной кривой (зависимость относительных площадей растровых элементов от плотностей оригинала - гамма-передача для НИС) и параметров цвета как на стадии сканирования, так и при последующей обработке изображения определяется по процентам. Подобная практика существует многие десятилетия и показала свою надежность.

Вторая точка зрения основывается на визуальной оценке качества по монитору, то есть тем самым полностью зависит от индивидуального зрительного восприятия каждого оператора и от калибровки монитора. Ни один идеальный монитор не может полностью воспроизвести цвета печатного оттиска из-за несовпадения пространств воспроизводимых цветов (причем наряду с "непечатными", но видимыми на мониторе цветами, существуют "печатные", но не воспроизводимые на мониторе оттенки).

Таким образом, диапазон оценки качества будет очень широк и, как следствие, нестабильность оценки приведет к нестабильности результатов. При работе по этому методу также можно ориентироваться на цифровые значения (цвета RGB), но весьма ограниченно. Необходимо также отметить, что, в отличие от RGB, значения CMYK можно проконтролировать по шкалам цветового охвата.

Вторая проблема - правильность сканирования. Здесь необходимо помнить, что конечным продуктом является тиражный оттиск. Для того, чтобы он хорошо смотрелся, необходимо учитывать требования печати, которые устанавливаются при сканировании (или при переводе RGB в CMYK). Главной характеристикой, определяющей правильность сканирования, является градационная кривая (или гамма).

Форма градационной кривой (гаммы) напрямую обусловлена материалом. Естественно, для каждой группы сортов бумаги существует своя градационная кривая: для мелованных бумаг одна, для офсетных (немелованных) другая. Нередко приходится учитывать и массу бумаги. Градационная кривая зависит и от линиатуры полутонового растра.

Чтобы почувствовать эту зависимость, достаточно напечатать репродукцию, предназначенную для мелованной бумаги, но на немелованной. Изображение будет казаться более темным (особенно в информационной зоне от полутонов к теням). Часть информации в тенях репродукции будет утеряно. Это объясняется разной впитывающей способностью бумаг: пробельные элементы (незапечатываемые площади листа) в тенях затянутся краской. Пропадает контраст.

Операторы НИС должны знать несколько основных параметров, выраженных в процентах CMYK. К таким параметрам относятся "белая", "серая" и "черная" точки, которые всегда должны быть постоянными.

"Белая" точка - суть минимальный копируемый (то есть переносимый с фотоформы на печатную пластину) растровый элемент. Этот элемент обеспечит минимальную разность плотностей между чистой незапечатанной бумагой и запечатанной.

"Черная" точка дает максимально глубокий черный цвет в самых темных печатных изображениях. Глубокий черный цвет должен быть сбалансирован "по серому" и не иметь цветных оттенков, при этом в большинстве случаев общее количество всех четырех красок в этих участках репродукции не должно превышать 320% (иначе возникнут проблемы при печати - отмарывание, ростиск, перетискивание в стопе и т.п.).

"Серая" точка определяет световые характеристики оригинала и показывает значение средних тонов на градационной кривой. По ней можно определить: получится изображение нормальным, светлым или темным.

Эту точку можно найти по тестовому клину в зависимости от величины минимума (белой точки), взятой на оригинале.

Третья проблема - корректировка цвета после сканирования в программах типа Photoshop.

Есть распространенное мнение, что лучше корректировать изображение по цвету в модели RGB, пользуясь в основном двумя инструментами - Curve и Level. Однако при этом, диапазон изменения параметров будет чрезмерно широк; кроме того, трудно осуществить локальное изменение цвета, не задевая соседних тонов (здесь рассматривается пост-реакция алгоритмов цветоделения на эти изменения - ведь итогом является цветоделенное изображение). Наконец, любые изменения в средних тонах вызывают изменения баланса по серому, что крайне затрудняет процесс корректировки.

Практика показала, что лучшие результаты получаются при коррекции цвета в модели CMYK. Цвет можно корректировать локально, не нарушая соседних цветов; есть возможность изменять ахроматичные участки изображения, не затрагивая собственно цвета. Кроме того, не зря разработчики программы Photoshop ввели Selective Color - очень мощный инструмент коррекции цвета, заимствованный у профессиональных барабанных ЭЦК, работающих исключительно в модели CMYK и дающих возможность локально редактировать основные цвета, а также белую и черную точки. В том и другом варианте не следует забывать, что базовые установки цветокорректуры находятся в прямой зависимости от сорта тиражной бумаги (по умолчанию - мелованная).

Чтобы получить качественную репродукцию, необходимо понимать, что собственно ее делает таковой. Это высокий контраст, правильность и пропорциональность передачи светлотных характеристик оригинала, выверенное соотношение красок по памятным цветам (тело, вода, небо, золото, шоколад и пр.) и четкость изображения. Было бы целесообразно иметь небольшую библиотеку этих цветов в виде таблицы, где каждому стандартному объекту соответствуют конкретные границы соотношений четырех красок CMYK. Это во многом облегчает и стабилизирует работу.

Блок-схема типового "36-бит" SOHO-сканера:

Сигнал с CCD-матрицы сканера передается в Аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который оцифровывает его в некоторое число разрядов (обычно 8, 10 или 12) для каждого из трех цветов RGB. Суммарное число разрядов (соответственно 24, 30 или 36) широко используется в рекламе и документации в качестве одной из основных характеристик сканера - “сканер 36-битный? Значит - очень хороший”.

Вопрос: сколько бит ПОЛЕЗНОЙ ИНФОРМАЦИИ О ЦВЕТЕ мы при этом получаем?

Причины потери части информации о сканируемом изображении:

1. Собственный шум ПЗС-матрицы и преобразователя (АЦП).

Хорошими характеристиками ПЗС-матриц сканеров считаются уровень шума 3-4mV и максимальный уровень выходного сигнала 1500mV. Соответственно, сигнал с такой ПЗС-матрицы содержит полезной информации в количестве, эквивалентном 8-9 бит. (256< 1500mV / 4mV < 512).

В некоторых сканерах применяются ПЗС-матрицы с уровнем шума 8mV и даже 10mV, что означает 7-8 бит полезной информации. Даже для хорошей ПЗС-матрицы с уровнем шума 3-4mV и максимальным уровнем выходного сигнала 1500mV получается следующая картина:

Получается, что в сканерах отношение сигнал-шум ПЗС-матриц таково, что с увеличением разрядности АЦП выше 8 бит может просто увеличиваться количество младших бит, наполненных шумом. При этом АЦП самых дешевых “36 бит" сканеров зачастую имеют высокий уровень собственного шума, что дополнительно уменьшает количество полезной информации.

2. Цифровые преобразования информации в процессе коррекции в контроллере сканера и программе сканирования.

После оцифровки цветовой информации в АЦП на каждом этапе дальнейших преобразований в контроллере сканера и программе сканирования - гамма-коррекции, коррекции по цветовому профилю, цветокоррекции, наложению фильтров в программе сканирования - еще большее количество младших разрядов перестают содержать полезную информацию. Это явление имеет чисто математическую природу - при операциях сложения и умножения, выполняемых над дискретными (оцифрованными) данными, в младших разрядах накапливаются погрешности вычислений.

РЕЗУЛЬТАТ:

Полученная от сканера стандартной конструкции информация о цвете точки содержит меньше разрядов полезной информации, чем заявленная производителем “разрядность сканера" - часть разрядов “съедают” собственные шумы электронных компонентов и математические погрешности, накапливающиеся в процессе выполнения гамма-коррекции и других цифровых преобразований.

2. При обработке изображения в графическом редакторе также могут накапливаться математические ошибки. Если сканер передает в графический редактор только 24 бита информации о цвете точки, то вот что мы получаем: в финальном, обработанном изображении полезной информации о цвете точки может быть менее 24 бит, даже если у сканера "глубина цвета - 36 бит (internal).

2. Технология сканирования Bit Enchancement Technology - BET

Разработанная фирмой UMAX технология BET направлена на улучшение качества изображения путем снижения вносимого электронно-оптическими преобразователями шума. Некоторые промышленные сканеры для подавления шума сканируют одну и ту же линию несколько раз, после чего за значение сигнала принимается усредненное значение, а отклонения от него считаются шумами. В построенных по технологии BET сканерах помимо аналоговых цепей калибрации опорного уровня и коррекции в тенях используется 48-битный цифровой фильтр на основе модифицированного алгоритма "Nearest-Neighbor-Pixel", выполняющий функцию очистки полезного сигнала от шумов. В сочетании с выполнением гамма-коррекции в 48-битном пространстве это позволяет получить 36 "чистых" бит информации о цвете точки.

Блок-схема сканера UMAX с Bit Enhancement Technology.

Благодаря применению технологии BET полученная от сканера информация содержит меньше шумов и больше реальных данных даже при использовании корректирующих фильтров, что увеличивает реальный динамический диапазон, улучшает MTF и снижает эффект "пикселизации"

Отсканированное полноцветное изображение содержит больше деталей, особенно в тенях, а цветовые переходы выглядят более естественными и плавными.

Разумеется, обратной стороной является затрачиваемое на интенсивные вычисления время.

3. Технология TwinPlate компании Agfa

Уникальная схема расположения оригиналов, благодаря которой прозрачные и непрозрачные оригиналы располагаются в сканере в отдельных лотках, обеспечивает прекрасную цветопередачу и высокий динамический диапазон.

Преимущества технологии заключаются в том, что при сканировании прозрачных оригиналов уменьшается количество рассеивающих стеклянных поверхностей на оптическом пути луча, что приводит к лучшей проработке изображений в тенях и увеличению динамического диапазона.

При сканировании слайдов отсутствует стеклянная поверхность между оригиналом и CCD линейкой, что исключает появление помех от пыли, и появления колец Ньютона от соприкосновения слайда со стеклом. Кроме того, в процессе сканирования оригиналов одного типа можно монтировать оригиналы другого, что значительно ускоряет работу и повышает производительность сканера.

сканирование качество цифровое преобразование

4. XY - технология сканирования

Традиционные планшетные сканеры, проецируют с помощью специальной оптики фотоприёмную линейку, обычно состоящую из пяти-восьми тысяч элементов, на сканируемый оригинал. Очевидно, что достижение максимального разрешения, например, 5000 dpi, возможно только в узкой полосе шириной 8000/5000=1.6 дюйма или 40 мм. Чем больше размер сканируемого оригинала, тем меньше максимально достижимое оптическое разрешение. Например, на формате А3 (шириной 297 мм или 11.7 дюйма) оно может составлять не более 8000/11.7=684 dpi.

Проблемы возникают при необходимости сканирования слайдов большого формата на большое увеличение, например, для печати плакатов. Аналогичная ситуация возможна в некоторых моделях при необходимости большого увеличения малого участка крупноформатного слайда. Другим недостатком является невозможность использования всего рабочего поля сканера, а только узкой центральной полосы, на максимальном разрешении. Это ведет к снижению реальной производительности сканирования.

Суть XY технологии сканирования в том, что сканирующая головка, несущая в сканерах фирмы Smart фотоприемную линейку (из 8000 элементов), подвижна в двух направлениях (X и Y). Малоформатный оригинал сканируется за один проход, а большой - за несколько, с программным сшиванием просканированных полос. Это позволяет добиться максимального оптического разрешения по всему рабочему полю.

Последние сканеры для полиграфии имеют перемещающуюся по X и Y оптическую головку с трансфокатором. Представителем таких аппаратов является настольный планшетный сканер “Cezanne” фирмы Dainippon Screen. Здесь осуществляется сканирование с необходимой разрешающей способностью (до 5300 dpi) в любой точке рабочей поверхности (340 x 530 мм).

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Результаты практического применения виртуальной эндоскопии сосудов (ангиоскопия) без введения эндо-колоноскопа на основании обследования пациентов с различной патологией сосудов. Изучение принципов и параметров сканирования, реконструкции изображения.

    курсовая работа [9,2 M], добавлен 19.05.2014

  • Схема устройства, описываемая стандартом IEEE 1149.1. Структура типичной ячейки граничного сканирования. Влияние тестовой логики на функционирование устройства. Рассмотрение примера использования архитектуры Boundary-Scan для тестирования межсоединений.

    контрольная работа [282,4 K], добавлен 27.01.2011

  • Характеристика аэрофотосъемки - фотографирования территории аэрофотоаппаратом, установленном на атмосферном летательном аппарате. Система приводов стабилизации изображения, используемая на самолёте при сканировании поверхности Земли. Алгоритм управления.

    дипломная работа [2,6 M], добавлен 10.06.2011

  • Сущность, цели и предназначение воздушной лидарной съемки. Особенности и принципы наземного, воздушного и мобильного лазерного сканирования. Достоинства и перспективы лидарной съемки. Основные направления использования радарной и георадарной съемки.

    презентация [13,5 M], добавлен 28.03.2015

  • Расчет вибраторных фазированных антенных решеток с расширенным углом сканирования. Общая характеристика излучателя антенной решетки. Основной способ питания излучателя. Расчеты диаграммы направленности излучателя. Расчеты амплитудного распределения.

    курсовая работа [3,2 M], добавлен 28.11.2010

  • Фазированная антенная решётка, способы расположения элементов. Сектор сканирования ФАР. Расчет длины волны. Моделирование антенной решетки. Трехмерное изображение антенной решетки с рефлектором. Угол наклона главного лепестка диаграммы направленности.

    контрольная работа [1,3 M], добавлен 06.01.2014

  • Техническая характеристика ООО "Газпром добыча Кузнецк": организационная структура, перспективы развития производства. Сведения о месторождении, экономическая характеристика. Использование оптоволоконных технологий для повышения качества термометрии.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 25.01.2017

  • Построение структурной схемы датчиков и разработка микроконтроллерной системы обеспечения безопасности. Описание интерфейса системы, считывание и обработка данных с помощью сканирования отпечатков пальцев. Использование клавиатуры для ввода пароля.

    дипломная работа [3,8 M], добавлен 04.02.2016

  • Определение геометрических параметров антенной решетки. Расчет диаграммы направленности диэлектрической стержневой антенны, антенной решетки. Выбор и расчет схемы питания антенной решетки. Выбор фазовращателя, сектор сканирования, особенности конструкции.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 06.07.2010

  • Излучатель антенной решетки. Выбор конструкции вибратора и схемы питания. Антенная решетка системы излучателей. Расчет диаграммы направленности и геометрия антенной решетки. Расчет параметров решетки при заданном максимальном секторе сканирования.

    контрольная работа [250,6 K], добавлен 03.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.