滾筒掃描儀

滾筒掃描儀(rotating drum image scanner)，是指由電子分色機(jī)發(fā)展而來(lái)的，其感測(cè)技術(shù)是光電倍增管。滾筒掃描儀是由電子分色機(jī)發(fā)展而來(lái)的，其感測(cè)技術(shù)是光電倍增管。

而平板掃描儀則是由CCD器件來(lái)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(dá)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(xì)節(jié)，并提高了圖像的對(duì)比度。 圖像清晰度不同:滾筒掃描儀有四個(gè)光電倍增管:三個(gè)用于分色(紅、綠和藍(lán)色)，另一個(gè)用于虛光蒙版。它可以使不清楚的物體變?yōu)楦逦商岣邎D像的清晰度，而CCD則沒(méi)有這主面的功能。 圖像細(xì)膩程度不同:用光電倍增管掃描的圖像輸出印刷后，其細(xì)節(jié)清楚，網(wǎng)點(diǎn)細(xì)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(xì)度方面相對(duì)來(lái)說(shuō)要差些。

密度范圍對(duì)掃描儀來(lái)說(shuō)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(jī)、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(jì)算機(jī)的重要工具，是繼鍵盤和鼠標(biāo)之后的第三代計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備。掃描儀具有比鍵盤和鼠標(biāo)更強(qiáng)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(jì)算機(jī)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)這些圖像形式的信息的處理、管理、使用、存儲(chǔ)、輸出等，配合光學(xué)字符識(shí)別軟件OCR(Optic Character Recognize)還能將掃描的文稿轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)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(huì)吸收特定的光波，而沒(méi)被吸收的光波就會(huì)反射出去。掃描儀就是利用上述原理來(lái)完成對(duì)稿件的讀取的。掃描儀工作時(shí)發(fā)出的強(qiáng)光照射在稿件上，沒(méi)有被吸收的光線將被反射到光學(xué)感應(yīng)器上。光感應(yīng)器接收到這些信號(hào)后，將這些信號(hào)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(jì)算機(jī)能讀取的信號(hào)，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)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?？煞譃?反射稿和透射稿。前者泛指一般的不透明文件，如報(bào)刊、雜志等，后者包括幻燈片(正片)或底片(負(fù)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(xué)讀取裝置和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器。常用的光學(xué)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(dǎo)體集成電路相似，它在一塊硅單晶上集成了成千上萬(wàn)個(gè)光電三極管，這些光電三極管分成三列，分別被紅、綠、藍(lán)色的濾色鏡罩住，從而實(shí)現(xiàn)彩色掃描。光電三極管在受到光線照射時(shí)可產(chǎn)生電流，經(jīng)放大后輸出。采用CCD的掃描儀技術(shù)經(jīng)多年的發(fā)展已相當(dāng)成熟，是市場(chǎng)上主流掃描儀主要采用的感光元件。

CCD的優(yōu)勢(shì)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(duì)于一般的工作，周圍環(huán)境溫度的變化可以忽略不計(jì)。CCD的缺點(diǎn)有:由于組成CCD的數(shù)千個(gè)光電三極管的距離很近(微米級(jí))，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(hào)產(chǎn)生的干擾降低了掃描儀的實(shí)際清晰度;由于采用了反射鏡、透鏡，會(huì)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(xué)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(yīng)裝置。它采用觸點(diǎn)式感光元件(光敏傳感器)進(jìn)行感光，在掃描平臺(tái)下1mm~2mm處，300~600個(gè)紅、綠、藍(lán)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(fù)雜機(jī)構(gòu)，把CCD掃描儀的光、機(jī)、電一體變成CIS掃描儀的機(jī)、電一體。用CIS技術(shù)制作的掃描儀具有體積小、重量輕、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，但CIS技術(shù)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(xué)字符識(shí)別OCR(Optic Character Recognize)技術(shù)

OCR技術(shù)是在掃描技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)字符的自動(dòng)識(shí)別。在獲得紙面上反射光信號(hào)后，由OCR內(nèi)部電路識(shí)別出字符，并將字符代碼輸入到計(jì)算機(jī)中。

預(yù)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(yù)處理的方法是將字符逐個(gè)分開(kāi)，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(shí)別的是正規(guī)的鉛印字符，一般可利用與基準(zhǔn)圖像重合比較的方法來(lái)識(shí)別字符，不必抽取字符圖像中的特征。若是手寫(xiě)字符，則需利用輪廓跟蹤法抽取相應(yīng)的字符特征。抽取的特征是識(shí)別的依據(jù)，如筆劃的長(zhǎng)度、角度、端點(diǎn)、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(shí)別標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)圖形，也以多維矢量的形式存放在識(shí)別辭典中。

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

OCR技術(shù)在識(shí)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(biāo)器、掃描儀之外，還有觸摸屏、聲音識(shí)別器等輸入設(shè)備，在此就不作介紹了。

掃描不透明的材料

當(dāng)掃描不透明的材料如照片，打印文本以及標(biāo)牌、面板、印制板實(shí)物時(shí)，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(cè)圖像上不同光線反射回來(lái)的不同強(qiáng)度的光通過(guò)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(jì)算機(jī)圖像文件。

掃描透明材料

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