滾筒掃描儀簡介

滾筒掃描儀(rotating drum image scanner)，是指由電子分色機發(fā)展而來的，其感測技術是光電倍增管。滾筒掃描儀是由電子分色機發(fā)展而來的，其感測技術是光電倍增管。

而平板掃描儀則是由CCD器件來完成掃描工作的。其工作原理不同，決定了兩種掃描儀性能上的差異:

最高密度范圍不同:滾筒掃描儀的最高密度可達4.0，而一般中低檔平板掃描儀只有3.0左右。因而滾筒掃描儀在暗調(diào)的地方可以掃出更多細節(jié)，并提高了圖像的對比度。 圖像清晰度不同:滾筒掃描儀有四個光電倍增管:三個用于分色(紅、綠和藍色)，另一個用于虛光蒙版。它可以使不清楚的物體變?yōu)楦逦?，可提高圖像的清晰度，而CCD則沒有這主面的功能。 圖像細膩程度不同:用光電倍增管掃描的圖像輸出印刷后，其細節(jié)清楚，網(wǎng)點細膩，網(wǎng)紋較小，而平板掃描儀掃描的照片質(zhì)量在圖像的精細度方面相對來說要差些。

密度范圍對掃描儀來說是非常重要的性能參數(shù)，密度范圍又稱像素深度，它代表掃描儀所能分辨的亮光和暗調(diào)的范圍，通常滾筒掃描儀的密度范圍大于3.5，而平面掃描儀的密度范圍一般在2.4~3.5范圍之間。

掃描儀是一種光、機、電一體化的高科技產(chǎn)品，它是將各種形式的圖像信息輸入計算機的重要工具，是繼鍵盤和鼠標之后的第三代計算機輸入設備。掃描儀具有比鍵盤和鼠標更強的功能，從最原始的圖片、照片、膠片到各類文稿資料都可用掃描儀輸入到計算機中，進而實現(xiàn)對這些圖像形式的信息的處理、管理、使用、存儲、輸出等，配合光學字符識別軟件OCR(Optic Character Recognize)還能將掃描的文稿轉(zhuǎn)換成計算機的文本形式。

掃描儀的工作原理如下: 自然界的每一種物體都會吸收特定的光波，而沒被吸收的光波就會反射出去。掃描儀就是利用上述原理來完成對稿件的讀取的。掃描儀工作時發(fā)出的強光照射在稿件上，沒有被吸收的光線將被反射到光學感應器上。光感應器接收到這些信號后，將這些信號傳送到模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器再將其轉(zhuǎn)換成計算機能讀取的信號，然后通過驅(qū)動程序轉(zhuǎn)換成顯示器上能看到的正確圖像。待掃描的稿件通常可分為:反射稿和透射稿。前者泛指一般的不透明文件，如報刊、雜志等，后者包括幻燈片(正片)或底片(負片)。如果經(jīng)常需要掃描透射稿，就必須選擇具有光罩(光板)功能的掃描儀。

掃描儀的核心部件是光學讀取裝置和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器。常用的光學讀取裝置有兩種:CCD和CIS。

① CCD(Charge Coupled Device)

CCD的中文名稱是電荷耦合器件，與一般的半導體集成電路相似，它在一塊硅單晶上集成了成千上萬個光電三極管，這些光電三極管分成三列，分別被紅、綠、藍色的濾色鏡罩住，從而實現(xiàn)彩色掃描。光電三極管在受到光線照射時可產(chǎn)生電流，經(jīng)放大后輸出。采用CCD的掃描儀技術經(jīng)多年的發(fā)展已相當成熟，是市場上主流掃描儀主要采用的感光元件。

CCD的優(yōu)勢在于，經(jīng)它掃描的圖像質(zhì)量較高，具有一定的景深，能掃描凹凸不平的物體;溫度系數(shù)較低，對于一般的工作，周圍環(huán)境溫度的變化可以忽略不計。CCD的缺點有:由于組成CCD的數(shù)千個光電三極管的距離很近(微米級)，在各光電三極管之間存在著明顯的漏電現(xiàn)象，各感光單元的信號產(chǎn)生的干擾降低了掃描儀的實際清晰度;由于采用了反射鏡、透鏡，會產(chǎn)生圖像色彩偏差和像差，需要用軟件校正;由于CCD需要一套精密的光學系統(tǒng)，故掃描儀體積難以做得很小。

② CIS(Contact Image Sensor)

CIS的中文名稱是接觸式圖像感應裝置。它采用觸點式感光元件(光敏傳感器)進行感光，在掃描平臺下1mm~2mm處，300~600個紅、綠、藍三色LED(發(fā)光二極管)傳感器緊緊排列在一起，產(chǎn)生白色光源，取代了CCD掃描儀中的CCD陣列、透鏡、熒光管和冷陰極射線管等復雜機構(gòu)，把CCD掃描儀的光、機、電一體變成CIS掃描儀的機、電一體。用CIS技術制作的掃描儀具有體積小、重量輕、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，但CIS技術也有不足之處，主要是用CIS不能做成高分辨率的掃描儀，掃描速度也比較慢。

⑶ 光學字符識別OCR(Optic Character Recognize)技術

OCR技術是在掃描技術的基礎上實現(xiàn)字符的自動識別。在獲得紙面上反射光信號后，由OCR內(nèi)部電路識別出字符，并將字符代碼輸入到計算機中。

預處理包括文字分離、正規(guī)化、平滑化、二值化和噪聲消除等。預處理的方法是將字符逐個分開，規(guī)范成大小一致的圖像，經(jīng)特殊處理和消除噪聲，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。

如果被識別的是正規(guī)的鉛印字符，一般可利用與基準圖像重合比較的方法來識別字符，不必抽取字符圖像中的特征。若是手寫字符，則需利用輪廓跟蹤法抽取相應的字符特征。抽取的特征是識別的依據(jù)，如筆劃的長度、角度、端點、筆劃分布、四周特征等，它們以多維數(shù)據(jù)的形式表示。作為識別標準的學習圖形，也以多維矢量的形式存放在識別辭典中。

所謂判決就是將事先保存的基準字符特征與抽取的字符特征進行比較，直至找到相應的基準字符為止。

OCR技術在識別數(shù)字、英文字符及印刷體漢字方面已獲得成功。

除了鍵盤、鼠標器、掃描儀之外，還有觸摸屏、聲音識別器等輸入設備，在此就不作介紹了。

掃描不透明的材料

當掃描不透明的材料如照片，打印文本以及標牌、面板、印制板實物時，由于材料上黑的區(qū)域反射較少的光線，亮的區(qū)域反射較多的光線，而CCD器件可以檢測圖像上不同光線反射回來的不同強度的光通過CCD器件將反射光光波轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信息，用1和0的組合表示，最后控制掃描儀操作的掃描儀軟件讀入這些數(shù)據(jù)，并重組為計算機圖像文件。

掃描透明材料

而當掃描透明材料如制版菲林軟片，照相底片時，掃描工作原理相同，有所不同的是此時不是利用光線的反射，而是讓光線透過材料，再由CCD器件接收，掃描透明材料需要特別的光源補償-透射適配器(TMA)裝置來完成這一功能。詳見:掃描儀原理