Сканеры та їх види
Порівняльна характеристика принципів роботи, переваг та недоліків ручних, настільних (планшетних, рулонних, проекційних), барабанних сканерів. Особливості їх оптичної розділювальної здатності, динамічного діапазону, типу зображень та архітектури.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 14.04.2010 |
| Размер файла | 1,2 M |
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.
РЕФЕРАТ
На тему «Сканери та їх показники»
Ручні сканери
Ручний сканер, як правило, чимось нагадує збільшенню в розмірах електробритву. Для того щоб ввести в комп'ютер який-небудь документ за допомогою цього пристрою, треба без різких рухів провести скануючою голівкою по відповідному зображенню. Таким чином, проблема переміщення голівки, що зчитує, щодо папера цілком лягає на користувача. До речі, рівномірність переміщення сканера істотно позначається на якості зображення, що вводиться в комп'ютер. У ряді моделей для підтвердження нормального введення мається спеціальний індикатор. Ширина зображення, що вводиться, для ручних сканерів не перевищує звичайно 4 дюймів (10 див). У деяких моделях ручних сканерів у році підвищення здатності, що дозволяє, зменшують ширину зображення, що вводиться. Сучасні ручні сканери можуть забезпечувати автоматичну "склейку" зображення, що вводиться, тобто формують ціле зображення з окремо введених його частин. Це, зокрема, зв'язане з тим, що за допомогою ручного сканера неможливо ввести зображення навіть формату А4 за один прохід. До основних достоїнств такого дна сканерів відносяться невеликі габаритні розміри і порівняно низька ціна.
Настільні сканери
Настільні сканери називають і сторінковими, і. планшетними, і навіть авто сканерами. Такі сканери дозволяють уводити зображення розмірами 8,5 на 11 чи 8,5 на 14 дюймів. Існують три різновиди настільних сканерів: планшетні (flatbed), рулонні (sheet-fed) і проекційні (overhead).
Основною відмінністю планшетних сканерів є те, що скануюча голівка переміщається щодо папера за допомогою крокового двигуна. Планшетні сканери -- звичайно , досить дорогі пристрої, але, мабуть, і найбільше "здатні". Зовні вони чимось можуть нагадувати копіювальні машини -- "ксерокси", зовнішній вигляд яких відомий, звичайно, багатьом. Для сканування зображення (чого-небудь) необхідно відкрити кришку сканера, поставити скануємий лист на скляну пластину зображенням униз, після чого закрити кришку. Усе подальше керування процесом сканування здійснюється з клавіатури комп'ютера -- при роботі з однієї зі спеціальних програм, що поставляються разом з таким сканером. Зрозуміло, що розглянута конструкція виробу дозволяє (подібно "ксероксу") сканувати не тільки окремі аркуші, але і сторінки чи журналу книги. Найбільш популярними сканерами цього типу на російському ринку є моделі фірми Hewlett Packard.
Робота рулонних сканерів чимось нагадує роботу звичайної факсу-машини. Окремі аркуші документів протягаються через такий пристрій, при цьому і здійснюється їхнє сканування. Таким чином, у даному випадку скануюча голівка залишається на місці, а вже щодо її переміщається папір. Зрозуміло, що в цьому випадку копіювання сторінок книг і журналів просто неможливо. Розглянуті сканери досить широко використовуються в областях, зв'язаних з оптичним розпізнаванням символів ОС (Optiсаl Character Recognition). Для зручності роботи рулонні сканери звичайно оснащуються пристроями для автоматичної подачі сторінок.
Третій різновид настільних сканерів -- проекційні сканери, що більше всього нагадують своєрідний проекційний апарат (чи фотозбільшувач). Документ, що вводиться, кладеться на поверхню сканування зображенням нагору, блок сканування знаходиться при цьому також зверху. Переміщається тільки скануюсий пристрій. Основною особливістю даних сканерів є можливість сканування проекцій тривимірних проекцій.
Згадуваний вище комбінований сканер Niscan Page забезпечує роботу в двох режимах: протягання аркушів (сканування оригіналів форматом від візитної картки до21,6 див) і саморушного сканера. Для реалізації останнього режиму сканера необхідно зняти нижню кришку. При цьому валики, що звичайно протягають папір, служать своєрідними кодами, на яких сканер і рухається по скануємій поверхні. Хоча зрозуміло, що ширина зображення, що вводиться сканером, в обох режимах не змінюється (ледве більше формату А4), однак у саморушному режимі можна сканувати зображення з листа папера, що перевищує цей формат, чи уводити формацію зі сторінок книги.
Барабанні сканери
За світлочутливістю, значно переважаючі споживчі планшетні пристрої, застосовуються винятково в поліграфії, де потрібно високоякісне відтворення професійних фотознімків. Дозвіл таких сканерів звичайно складає 8000-11000 крапок на дюйм і більш.
У барабанних сканерах оригінали розміщаються на внутрішній чи зовнішній (у залежності від моделі) стороні прозорого циліндра, що називається барабаном. Чим більше барабан, тим більше площа його поверхні, на яку монтується оригінал, і відповідно, тим більше максимальна область сканування. Після монтажу оригіналу барабан приводиться в рух. За один його оборот зчитується одна лінія пікселей, так що процес сканування дуже нагадує роботу токарно-гвинторізного верстата. Минаючий через слайд (чи відбитий від непрозорого оригіналу) вузький промінь світла, що створюється могутнім лазером, за допомогою системи дзеркал попадає на ФЕП (фотоелектронний помножувач), де оцифровується.
Оптична роздільна здатність сканера
Оптична розділювальна здатність - безперечно, найважливіший критерій оцінки сканера. Однак користувачу варто знати, яка розділювальна здатність йому необхідна. У цілому воно залежить від можливостей пристрою, на якому буде відтворюватися отсканированная картинка, - принтера, типографської офсетної чи машини монітора, а також від її масштабу.
Якщо картинка не підлягає збільшенню, то досить вважати її з розділювальною здатністю, рівною аналогічному показнику пристрою виводу: 96 крапок на дюйм для виводу на монітор, 50-200 крапок на дюйм для друку на лазерному, струминному чи принтері з термопереносом, 300 крапок на дюйм для офсетного друку (60-й растр) чи термосублімаційнного принтера. Щоб був резерв для обробки, зображення звичайно скануються з розділювальною здатністю, що вдвічі перевищує необхідне. Якщо масштаб картинки збільшується, то в стільки ж раз потрібно збільшити і розділювальну здатність сканування, тому до апарата, використовуваному для одержання електронних копій невеликих оригіналів - чи слайдів негативів, пред'являються дуже високі вимоги. Зокрема, щоб вважати 35-мм діапозитив і потім роздрукувати його у форматі А4, випливає відсканувати його з оптичним дозволом, щонайменше, 1500 крапок на дюйм, а з урахуванням запасу для обробки - 3000 крапок на дюйм.
Динамічний діапазон сканера
Динамічний діапазон сканера виміряється по логарифмічній шкалі від 0 (абсолютна прозорість) до 4,0 (абсолютна чорна поверхня). Ці числа мають значення тільки тоді, коли вам необхідно високоякісне чи сканування ви плануєте сканувати велику кількість слайдів. Як правило, для чи фотографій інших плоских предметів (непрозорих оригіналів) не потрібно щільність сканера вище 2,2. У більшості випадків для такої роботи цілком достатньо значення 2,0. Однак для одержання високоякісних результатів при скануванні чи слайдів плівок (прозорих оригіналів) вам знадобиться сканер з динамічним діапазоном близько 3,2. Варто звернути увагу, що шкала виміру, як і сейсмографічна шкала Ріхтера, є логарифмічної, тому оригінал із щільністю 3,0 D темніше оригіналу з щільністю 2,0 D у 10 разів. Відповідно, значення 3,3 D відповідає вдвічі більш темному зображенню, чим 3,0 D.
Поряд з фізичною здатністю, що дозволяє, важливим критерієм оцінки вважається оптична щільність, що означає, що сканер може розрізняти ті чи інші градації яскравості оригінального зображення. Теоретично 12-розрядний сканер може розрізнити більше відтінків, чим 8-розрядний, однак, велика глибина кольору - ще не доказ високої оптичної щільності. Щільність недорогих пристроїв, як правило, не повідомляється в інструкціях; у професійних апаратів цей показник дорівнює 3,0 чи вище.
Призначення сканера в тім, щоб як можна точніше передати фарби оригіналу. Монохромні документні сканери працюють у двох колірних режимах: чорно-білому (1 біт/піксель; найкраще підходить для сканування штрихових малюнків і текстів) і в сірих півтонах (8, 10 чи 12 біт/піксель). У кольорових сканерах до них додається третій - повнокольоровий RGB-режим (24, 30 чи 36 біт/піксель). Пристрій із глибиною кольору 24 біт може розрізняти 16,7 млн. відтінків. Людське око, що сприймає стільки ж колірних відтінків, не в змозі уловити різницю між зображеннями, отриманими за допомогою 24- і 36-розрядного сканера.
Типи зображень, що вводяться сканером
За даним критерієм всі існуючі сканери можна підрозділити на чорно-білі і кольорові. Чорно-білі сканери у свою чергу можуть підрозділятися на штрихові і напівтонові («сірі»). Однак, як ми побачимо надалі, півтону зображення можуть також емулюватись. Отже, перші моделі чорно-білих сканерів могли працювати тільки в дворівневому (bilevel) режимі, чи сприймаючи чорний, чи білий колір. Таким чином, скануватися могли або штрихові малюнки (наприклад, креслення), або двох тонових зображень. Хоча ці сканери і не могли працювати з дійсними відтінками сірого кольору, вихід для сканування напівтонових зображень такими сканерами був знайдений. Псевдополутоновий режим, чи режим растрування (dithering), сканера імітує відтінки сірого кольору, групуючи, кілька крапок зображення, що вводиться, у так називані gray-scale-пікселі. Такі пікселі можуть мати розміри 2х2 (4 крапки), 3х3 (9 крапок) чи 4х4 (16 крапок) і т.д. Відношення кількості чорних крапок до білого і виділяє рівень сірого кольору. Наприклад, gray-scale-піксель розміром 4х4 дозволяє відтворювати 17 рівнів сірого кольору (включаючи і цілком білий колір). Не випливає, щоправда, забувати, що здатність сканера, що дозволяє, при використанні gray-scale-пікселя знижується (в останньому випадку в 4 рази).
Напівтонові сканери використовують максимальну здатність, що дозволяє, як правило, тільки в дворівневому режимі. Звичайно вони підтримують 16, 64 чи 256 відтінків сірого кольору для 4-, 6- і 8-розрядного коду, що ставиться при цьому у відповідність кожній крапці зображення. Здатність сканера, що дозволяє, виміряється в кількості крапок, що розрізняються, на дюйм зображення -- dpi (dot per inch). Якщо в перших моделях сканерів здатність, що дозволяє, була 200--300 dpi, то в сучасних моделях це, як правило, 400, а те і 800 dpi. Деякі сканери забезпечують апаратний дозвіл 600х1200 dpi. У ряді випадків дозвіл сканера може встановлюватися програмним шляхом у процесі роботи з ряду значень: 75, 1 150, 200, 300 і 400 dpi.
Треба сказати, що завдяки операції інтерполяції, виконуваної, як правило, програмно, сучасні сканери можуть мати дозвіл 800 і навіть 1600 dpi. У результаті інтерполяції на одержуваному при скануванні зображенні згладжуються криві лінії і зникають нерівності діагональних ліній. Нагадаємо, що інтерполяція дозволяє відшукувати значення проміжних величин по уже відомих значеннях. Наприклад, у результаті сканування один з пікселів має значення рівня сірого кольору 48, а сусідній з ним -- 76. Використання найпростішої лінійної інтерполяції дозволяє зробити припущення про те, що значення рівня сірого кольору для проміжного пікселя могло б бути дорівнює 62. Якщо уставити всі оцінні значення пікселів у файл відсканованого зображення, то здатність сканера, що дозволяє, як би подвоїться, тобто замість звичайних 400 dpi стане рівної 800 dpi.
Чорно-білі сканери
Спробуємо пояснити принцип роботи чорно-білого сканера. Скануєме зображення висвітлюється білим світлом, одержуваним, як правило, від флуоресцентної лампи. Відбите світло через що редукує (зменшуючу) лінзу попадає на фоточуттєвий напівпровідниковий елемент, називаний приладом із зарядовим зв'язком ПЗЗ (Change- Coupled Device, CCD), в основу якого покладена чутливість провідності p-n-переходу звичайного напівпровідникового діода до ступеня його освітленості. На p-n-переході створюється заряд, що розсмоктується зі швидкістю, що залежить від освітленості. Чим вище швидкість розсмоктування, тим більший струм проходить через діод.
Кожен рядок сканування зображення відповідає визначеним значенням напруги на ПЗЗ. Ці значення напруги перетворяться в цифрову форму або через аналого-цифровий перетворювач АЦП (для напівтонових сканерів), або через компаратор (для дворівневих сканерів). Компаратор порівнює два значення ( чинапруга струм) від ПЗЗ і опорне (мал. 1), причому в залежності від результату порівняння на його виході формується сигнал 0 (чорний колір) чи 1 (білий). Розрядність АЦП для напівтонових сканерів залежить від кількості підтримуваних рівнів сірого кольору. Наприклад, сканер, що підтримує 64 рівня сірого, повинний мати 6-розрядний АЦП. Яким образом сканується кожна наступна стрічка зображення, цілком залежить від типу використовуваного сканера. Нагадаємо, що в планшетних сканерів рухається скануюча голівка, а в рулонних сканерах вона залишається нерухомої, тому що рухається носій із зображенням -- папір.
Кольорові сканери
В даний час існує кілька технологій для одержання кольорових скануємих зображень. Один з найбільш загальних принципів роботи кольорового сканера полягає в наступному. скануєме зображення висвітлюється вже не білим кольором, а через обертовий RGB-світлофільтр (мал. 2). Для кожного з основних квітів (червоного, зеленого і синього) послідовність операцій практично не відрізняється від послідовності дій при скануванні чорно-білого зображення. Виключення складає, мабуть, тільки етап попередньої обробки і гамма-корекції квітів, перед тим як інформація передається в комп'ютер. Зрозуміло, що цей етап є загальним для всіх кольорових сканерів.
У результаті трьох проходів сканування виходить файл, що містить образ зображення в трьох основних квітах -- RGB (образ композитного сигналу). Якщо використовується восьмирозрядний АЦП, що підтримує 256 відтінків для одного кольору, то кожній крапці зображення ставиться у відповідність один з 16,7 мільйона можливих квітів (24 розряду). Сканери, що використовують подібний принцип дії, випускаються, наприклад, фірмою Microtek.
Треба відзначити, що найбільш істотним недоліком описаного вище методу є збільшення часу сканування в три рази. Проблему може представляти також «вирівнювання» пікселів при кожнім із трьох проходів, тому що в противному випадку можливе розмивання відтінків і «змазування» квітів.
У сканерах відомих японських фірм Epson і Sharp, як правило, замість одного джерела світла використовується три, для кожного кольору окремо. Це дозволяє сканувати зображення усього за один прохід і виключає невірне «вирівнювання» пікселів. Складності цього методу полягають звичайно в підборі джерел світла зі стабільними характеристиками.
Інша японська фірма -- Seiko Instruments -- розробила Кольоровий планшетний сканер SpectraPoint, у якому елементи ПЗЗ були замінені фототранзисторами. На ширині 8,5 дюйма розміщено 10200 фототранзисторів, розташованих у три стовпчики по 3400 у кожній. Три кольорових фільтри (RGB) улаштовані так, що кожен стовпчик фототранзисторів сприймає тільки один основний колір. Висока щільність інтегральних фототранзисторів дозволяє досягати гарної здатності, що дозволяє -- 400 dpi (3400/8,5) -- без використання лінзи, що редукує.
Принцип дії кольорового сканера ScanJet Iic фірми Hewlett Packard трохи інший. Джерело білого світла висвітлює скануєме зображення, а відбите світло через лінзу, що редукує, попадає на трьох полосну ПЗЗ через систему спеціальних фільтрів, що і розділяють біле світло на три компоненти: червоний, зелений і синій (мал. 3). Фізика роботи подібних фільтрів зв'язана з явищем діхроизма, що полягає в різному фарбуванні одноосьових кристалів у минаючому білому світлі в залежності від положення оптичної осі. У розглянутому випадку фільтрація здійснюється парою таких фільтрів, кожний з який являє собою «сендвіч» із двох тонких і одного більш товстого шару кристалів. Перший шар першого фільтра відбиває синє світло, але пропускає зелений і червоний. Другий шар відбиває зелене світло і пропускає червоний, котрий відбивається тільки від третього шару. В другому фільтрі, навпаки, від першого шару відбивається червоне світло, від другого -- зелений, а від третього -- синій. Після системи фільтрів розділене червоне, зелене і синє світло попадає на власну смугу ПЗЗ, кожен елемент якого має розмір близько 8 мкм. Подальша обробка сигналів кольоровості практично не відрізняється від звичайної. Помітимо, що подібний принцип роботи (з деякими відмінностями, розуміється) використовується й у кольорових сканерах фірми Ricoh.
Архітектура сканерів
Принцип роботи сканера полягає в тому, що поверхня зображення освітлює променем світла, що переміщається, а світлочутливий прилад (фотоелемент, фотодіод або фотоелектронний помножувач) сприймає відображене світло, інтенсивність якого залежить від яскравості освітленої ділянки зображення, і перетворює його в електричний сигнал. Отриманий електричний сигнал перетворюється з аналогової в цифрову форму і у вигляді цифрової характеристики яскравості крапки поступає в ЕОМ.
Такий сканер прочитує зображення в графічному вигляді; отримане зображення може бути збережене в пам'яті ЕОМ, оброблене графічним редактором або виведене на дисплей або принтер. Якщо був введений текст, то при відображенні на дисплеї або принтері його можна прочитати. Використовувати ж текстові редактори для роботи (редагування, форматування) з таким документом не представляється можливим.
Перед обробкою зображення, що просканувалося, текстовим редактором необхідне графічне зображення тексту перетворити в код ASCH.
Промінь світла, за допомогою якого сканується зображення, винен послідовно, елемент за елементом освітити все зображення. У залежності тому, яким чином здійснюється послідовне освітлення елементів зображення, розрізняються оптичні пристрої, що читають, з прочитуванням зображень лінійкою і матрицею фотоелементів, із спіральною барабанною розгорткою; з прочитуванням методом променя”, що “біжить, “стеженням за контуром”.
Прочитування лінійкою фотоелементів полягає в тому, що зображення освітлює смужкою світла, а відображене світло падає на фотоелементи, змонтовані у вигляді лінійки. Кожен фотоелемент фіксує частину світлового потоку, що потрапила на нього. Електричний сигнал прочитується послідовно зі всіх елементів лінійки. Після прочитування смужка світла (разом з прочитуючою головкою) переміщається на наступну частину документа (або смужка світла нерухома, а переміщається документ щодо прочитуючої головки).
Прочитування матрицею фотоелементів проводиться аналогічно, але фотоелементи змонтовані у вигляді матриці (наприклад, розміром з прочитуваний документ). Освітлення документа в цьому випадку проводиться всього цілком, а не окремої смужки. Переміщення документа щодо прочитуючої головки не вимагається.
Якщо фотоелементи виконуються у вигляді мікросхеми, то роздільна здатність такого считивателя може бути достатнє високою. Якщо ж вони виконані у вигляді окремих конструктивних елементів і збираються в лінійку або матрицю при збірці пристрою, то із-за великих фізичних розмірів компонентів считиватель володіє невисокою роздільною здатністю. Підвищити роздільну здатність лінійки або матриці можна, проектуючи на неї прочитуване зображення із збільшенням.
Оптичні зчитувача із спіральною барабанною розгорткою складаються з барабана із закріпленим на нім носієм прочитуваного зображення, дзеркала, джерела світла, фотоелемента і механічного приводу для обертання барабана і переміщення дзеркала (рис.4).
Рис. 4. Схема оптичного зчитувача з спіральною барабанною розгорткою
Дзеркало служить для відхилення на 90° тонкого променя світла. Відбиваючись від дзеркала, промінь падає на створюючу барабана і освітлює крапку на його поверхні (а до поверхні барабана прикріплений носій прочитуваного зображення).
Обертання барабана і переміщення дзеркала уздовж його створюючої відбуваються одночасно, завдяки чому промінь по спіралі “розгортає” зображення, що знаходиться на поверхні барабана.
Відображене від барабана світло сприймається фотоелементом.
Оптичні считивателі методом променя”, що “біжить, побудовані за принципом растрової розгортки. Як промінь світла може використовуватися або світло від екрану електронно-променевої трубки (ЕЛТ), або лазерний промінь, що відхиляється системою дзеркал.
Схема прочитування зображень методом променя”, що “біжить, з використанням ЕЛТ приведена на рис.5.
До складу считивателя входять: генератор розгортки, ЕЛТ, екран з прочитуваним зображенням, об'єктив, фотоелемент і блок кодування зображення з АЦП.
Генератор розгортки виробляє напруга, що переміщає електронний промінь на екрані ЕЛТ. Нанесений на екран люмінофор є джерелом світла, що переміщається (для цього ЕЛТ повинна мати люмінофор з дуже коротким післясвіченням): електронний промінь малює на екрані матрицю крапок, яка проектується на екран з прочитуваним зображенням. Кожен піксель екрану працює як імпульсне джерело світла: при спаласі він освітлює відповідну точку зображення, відображене світло від якої фіксується фотоелементом і перетворюється в цифровий код зображення.
Прочитування “стеження за контуром” проводиться аналогічно , але генератор розгортки малює на екрані матрицю або растр тільки до того моменту, поки на зображенні не зустрілася лінія. Після цього блок сканування перемикає генератор розгортки в режим стеження за контуром і запам'ятовує напрям переміщення світивши - ця інформація оформляється як векторний опис ліченого зображення.
Всі розглянуті системи прочитування зображення дозволяють отримати графічне (але не символьне) представлення інформації.
Але апаратурні засоби можуть перетворювати лічене зображення в символьний вигляд. Для цього використовуються пристрої прочитування з розпізнаванням: порівнянням з еталонами, методом зондів і нейронні системи типу “перцептрон”.
Принцип дії считивателя з розпізнаванням методом еталонів видно із структурної схеми .
Блок прочитування (як яке може використовуватися будь-який розглянутий раніше считиватель) передає цифровий опис ліченого зображення (або його фрагмента) в порівнюючий пристрій, на інший вхід якого поступають описи відомих об'єктів з пам'яті з еталонами. При збігу еталону з ліченим зображенням виробляється сигнал розпізнавання, і на вихід считивателя видається код розпізнаного елементу (якщо розпізнається текст - те код ASCII).
Рис. 6. Схема оптичного зчитувача методом “стеження за контуром”
Рис.7 Схема считувача з розпізнаванням- порівнянням з еталонами
Метод зондів полягає в особливій побудові лінійок (або матриць) фотоелементів. Наприклад, зонд може складатися з горизонтальних, вертикальних і похилих лінійок фотоелементів.
Рис.8. Принцип прочитування методом зондів
На такий зонд проектується розпізнаваний символ. По комбінації затінених лінійок пізнається символ, і на вихід системи, що розпізнає, поступає код розпізнаного символу.
Пристрій типу “перцептрон”, що розпізнає, має матрицю фотоелементів (Аi), що підсумовують блоки (Sj ) і вирішальні елементи (К1)
Рис.9. Пристрій типу “перцептрон”, що розпізнає
Матриця фотоелементів Аi пов'язана зі всіма елементами Sj, що підсумовують, які, у свою чергу, пов'язані з вирішальними елементами К1. Спочатку (поки перцептрон не навчений) ваги зв'язків елементів Аi з Sj однакові.
В процесі навчання на фотоелементи проектується яке-небудь зображення (узяте з повчальної вибірки). Ваги зв'язків Аi з Sj змінюються (наприклад, випадковим чином) до тих пір, поки при певному поєднанні сигналів А, на виході не утворюється код розпізнаваного зображення. Після цього з повчальної вибірки береться наступне зображення і проектується на матрицю фотоелементів, після чого ваги зв'язків Аi з Sj коректуються до отримання на виході К1 правильного коду розпізнаваного зображення.
Після навчання перцептрона він здатний розпізнавати образи, що поступили у вигляді зображення на матрицю фотоелементів, видаючи на виході їх коди.
Перцептрон відноситься до паралельних (нейронним) систем, оскільки в нім використовується принцип розпізнавання, реалізований в нейронних мережах живих організмів.
Елементами перцептрона, що підсумовують, є аналогові суматори, що видають на виході суму сигналів, що поступили на входи з урахуванням ваги кожного входу (тієї самої ваги, яка змінювалася в процесі навчання).
Вирішальні елементи можуть бути побудовані за принципом виділення найбільшого або найменшого з сигналів, що поступили на них, але можуть бути побудовані і на основі складніших алгоритмів.
Введення в схему перцептрона зворотних зв'язків (з виходу на вхід) дозволяє реалізувати в них самонавчання.
Враховуючи різницю між пікселом і Пелом, а також те, що сучасні сканери можуть мати роздільну здатність, що перевищує 1000 піксел на дюйм, вдається програмним шляхом підвищити чутливість сканера у визначенні характеристик яскравості лічених зображень. Ця процедура називається фільтруванням і приводить до отримання змащених зображень, оскільки при збільшенні кількості рівнів сірого знижується контрастність.
Конструктивно сканери випускаються в двох варіантах: портативні і настольниє.
Портативні сканери є пристроєм, зовні схожим на мишу, яке переміщається по зображенню, що вводиться в ЕОМ. Зазвичай сканери мають невеликі розміри (ширина 2,5 дюйма = 6,4 см). Тому великі зображення (як, наприклад, лист тексту формату A4) доводиться прочитувати за декілька проходів. Але в програмному забезпеченні, що поставляється разом з сканером, передбачена функція “склеювання” зображень, яке дозволяє з'єднати лічені за різні проходи частини в єдине ціле. Роздільна здатність таких сканерів рідко перевищує 400 піксел на дюйм, кожен піксел супроводжується чотирьохбітовим кодом рівня сірого, що відповідає 16 відтінкам шкали яскравості. Лічене таким сканером зображення можна роздрукувати без перетворення на кольоровому принтері. Для друку ж на чорно-білому принтері його потрібно перетворити з півтонового в штрихове, шкала яскравості якого має тільки два рівні - біле і чорне.
Настільні сканери випускаються трьох типів:
sheet-fed- рядковий сканер, в якому носій зображення пропускається через нерухому прочитуючу головку (прочитувати можна тільки листовий матеріал, книги і журнали - не можна);
flat-bed - сторінковий сканер, в якому прочитуване зображення нерухоме;
over-head - сканер-планшет проєкторного типу, в якому прочитуване зображення поміщається на екрані (зображенням вгору), що прочитує блок розташований вверху пристрою.
Порівняльний аналіз сканерів різних фірм, що проводиться журналом РС Magazine, неодноразово відзначав високу якість сканерів фірми Hewlet Packard, представниками яких є чорно-білий сканер Scan Jet IIP і кольоровий Scan Jet Iiiсх. Вони забезпечують оптичний дозвіл 300--400 крапок на дюйм, здатні сприйняти 256 відтінків сірого. Сканер читає сторінку формату A4 за 10 з. Але фірмове програмне забезпечення здійснює розпізнавання тільки латинських символів. Задовільний ступінь розпізнавання символів досягається тільки для текстів, віддрукованих на машинці, що пише, або шрифтом Courier на лазерному або струменевому принтері.
Апаратні інтерфейси сканерів
Для зв'язку з комп'ютером сканери можуть використовувати спеціальну 8- чи 16-розрядну інтерфейсну плату, що вставляється у відповідний слот розширення. Для портативних комп'ютерів підходить пристрій PC Card. Крім того, у даний час достатнє широке поширення одержали стандартні інтерфейси, застосовувані в IBM PC-сумісних комп'ютерах (послідовний і рівнобіжний порти, а також інтерфейс SCSI). Варто відзначити, що у випадку стандартного інтерфейсу в користувача не виникає проблем з поділом системних ресурсів: портів уведення-висновку, переривань IRQ і каналів прямого доступу DMA.
По зрозумілих причинах найбільше повільно передача даних здійснюється через послідовний порт (RS-232C). Саме тому в ряді останніх ручних чи комбінованих моделей сканерів для зв'язку з комп'ютером застосовується стандартний рівнобіжний порт. Це дуже зручно, наприклад, при роботі з портативним комп'ютером.
Програмні інтерфейси та стандарти обміну даними сканерів
Для керування роботою сканера (утім, як і іншого пристрою) необхідна відповідна програма -- драйвер. У цьому випадку керування йде не на рівні «заліза» (портів уведення-виведення), а через чи функції крапки входу драйвера. Донедавна кожен драйвер для сканера мав свій власний інтерфейс. Це було незручно, оскільки для кожної моделі сканера була потрібна своя прикладна програма. Логічніше було б навпаки, якби з однією прикладною програмою могли працювати кілька моделей сканерів. Це стало можливим завдяки TWAIN.
TWAIN -- це стандарт, відповідно до якого здійснюється обмін даними між прикладною програмою і зовнішнім пристроєм (читай -- його драйвером). Нагадаємо, що консорціум TWAIN був організований за участю представників компаній Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard & Logitech. Основною метою створення TWAIN-специфікації було рішення проблеми сумісності, тобто легкого об'єднання різних пристроїв уведення з будь-яким програмним забезпеченням. Конкретизуючи, можна виділити кілька основних питань: по-перше, підтримку різних платформ комп'ютерів; по-друге, підтримку різних пристроїв, включаючи різноманітні сканери і пристрої уведення відео; по-третє, можливість роботи з різними формату даних. Завдяки використанню TWAIN-інтерфейсу можна вводити зображення одночасне з роботою в прикладній програмі, що підтримує TWAIN, наприклад CorelDraw, Picture Publisher, PhotoFinish. Таким чином, будь-яка TWAIN -сумісна програма буде працювати з TWAIN-сумісним сканером.
На закінчення варто відзначити, що образи зображень у комп'ютері можуть зберігатися в графічних файлах різних форматів, наприклад TIFF, РСХ, ВМР, GIF і інших. Треба мати в через, що при скануванні зображень файли виходять досить громіздкими і можуть досягати десятків і сотень мегабайт. Для зменшення обсягу збереженої інформації використовується звичайно процес компресії (стиску) таких файлів.
Параметри зображення сканера. Вибір сканера
Якість зображення. Сканери розрізняються по багатьом параметрам технологія зчитування зображення, типу механізму і деяким іншим. Існують параметри скануючого пристрою, що впливають на якість зображення. До таких параметрів відноситься оптична здатність, що дозволяє, число переданих півтонів і квітів, діапазон оптичних плотностей, інтелектуальність сканера, світлові перекручування, точність фокусування ( різкість ).
Інтелектуальність сканера. Під інтелектуальністю звичайно мається на увазі здатність сканера за допомогою закладених у ньому апаратним і програмними засобами, що поставляються з ним, автоматично набудовуватися і мінімізувати втрати якості. Найбільше цінуються сканери, що володіють здатністю автокалібровки, тобто настроювання на динамічний діапазон плотностей оригіналу, а також компенсації колірних перекручувань. Допустимо, ми маємо Пзс-сканер, що сприймає оптичний діапазон плотностей до 3.2. З його допомогою нам потрібно відсканувати слайд, що має максимальну оптичну щільність 4.0. "Гарний" сканер спочатку робить попереднє сканування для аналізу оригіналу й одержання діаграми оптичних площин. Після аналізу діаграми сканер робить свою автокалібровку з метою зрушення свого динамічного діапазону сприйняття оптичних плотностей. у такий спосіб мінімізуються втрати в "тінях" завдяки скороченню втрат у "світлах".
Колірні перекручування сканерів. Кожен сканер володіє своїми власними недоліками при сприйнятті квітів і загальних недоліків, властивої даної моделі. Загальні недоліки обумовлені технічними можливостями і механічними характеристиками моделі. Власний недолік сканера обумовлений індивідуальною здатністю оригінал джерела, що висвітлює, світла й елемента, що зчитує. Вважається, що всі продавані сканери проходять заводське калібрування. Однак, якщо сканер має функцію автокалібровки, та ця велика перевага перед сканером, позбавленим такої функції. Автокалібровка сканера дозволяє скорегувати колірні перекручування і збільшити число розпізнаваних колірних відтінків. Оскільки джерело світла має властивість змінювати свої характеристики згодом, як, утім, і елемент, що зчитує, наявність автокалібровки здобуває першорядне значення, якщо Ви постійно з кольоровими напівтоновими зображеннями. Практично всі сучасні моделі сканерів мають таку функцію.
Вибір сканера. В офісі сканер може ефективно використовуватися для роботи як з текстами (OCR), так і з зображеннями. У першому випадку можна орієнтуватися на недорогу чорно-білу модель з дозволом 200--300 dpi. Для введення коротких документів може придатися навіть ручний сканер. При великих обсягах варто зупинитися на сканері з автоматичною подачею оригіналів. У залежності від складності зображень, що вводяться в комп'ютер, може знадобитися сканер з дозволом 300--600 dpi (з інтерполяцією до 1200 dpi), з можливістю сприйняття до 16,7 мільйона відтінків квітів (24-розрядне кодування) і продуктивним інтерфейсом (SCSI-2). В усіх випадках треба упевнитися, що в комплект зі сканером входить відповідне програмне забезпечення, будь те чи OCR-програми графічний пакет. Не варто забувати також і про TWAIN-сумісність.
Подобные документы
Загальна характеристика теорії редагування зображень, місце у ній растрових зображень. Аналіз переваг та недоліків програм малювання і векторної графіки. Структура, розмір і розширення зображення. Сутність і призначення основних форматів графічних файлів.
реферат [1,1 M], добавлен 13.10.2010Принтери як пристрої виведення інформації, класифікація їх видів. Принцип дії, режими роботи і порівняльна характеристика матричних, лазерних, струменевих, термічних принтерів. Історія розробки, технології виготовлення і технічні характеристики сканерів.
курсовая работа [915,5 K], добавлен 17.04.2016Огляд найбільш використовуваних Інтернет-браузерів: Google Chrome, Maxthon, Mozilla Firefox, Internet Explorer, Opera, SeaMonkey та інші. Порівняльна характеристика деяких з цих програм, основні можливості, висвітлення недоліків та переваг у роботі.
презентация [3,8 M], добавлен 07.03.2013Типи оперативної пам’яті: DDR, DDR2 і DDR3, їх порівняльна характеристика, оцінка переваг та недоліків, умови використання. Корпуси модулів пам’яті та її технічні характеристики: тип, об'єм, частота. Принципи тестування модулів та оцінка результатів.
контрольная работа [677,7 K], добавлен 08.02.2015Устройства ввода графической информации. Настольные барабанные сканеры. Планшетные сканеры. Технологии планшетного сканирования. Сканеры для обработки пленок и диапозитивов. Листовые и многоцелевые сканеры. Ручные сканеры. Беспленочные камеры.
реферат [26,9 K], добавлен 02.10.2008Класифікація, конструкція, технології планшетних комп'ютерів. Особливості та апаратна архітектура інтернет-планшетів різних виробників. Переваги планшетних ПК (сенсорний екран, компактність, мультимедійні можливості) та їх недоліки (дисплей, висока ціна).
контрольная работа [2,8 M], добавлен 12.03.2013Огляд існуючих типів додатків, їх переваг та недоліків, принципів створення. HTML — стандартна мова розмітки документів для Web. Загальнi вiдомостi про Ajax. Мова JavaScript, проблема з налагодженням сценаріїв. Динамічне створення Flash-анімації.
дипломная работа [868,8 K], добавлен 23.04.2011Робота з програмами FTP та Mail, їх порівняльна характеристика, оцінка переваг та недоліків, функції та можливості. Конфігурування http-серверу Apache, їхнє настроювання. Редагування файлу httpd.conf, файлу srm.conf, та access.conf, сервера inetd.
реферат [24,1 K], добавлен 26.04.2011Характеристика функціональної структури предметної області програмного комплексу. Розробка архітектури програмної системи. Вибір типу архітектури й зразків проектування. Опис декомпозиції, залежностей та інтерфейсу. Детальне проектування модулів та даних.
курсовая работа [462,2 K], добавлен 19.12.2013Переваги архітектури "клієнт-сервер", порівняльна характеристика програмних засобів розробки його систем. Основні концепції функціонування системи IP-телебачення на базі архітектури "клієнт-сервер". Механізм взаємодії клієнта і сервера в середі Delphi.
реферат [955,9 K], добавлен 30.01.2010
