Быстрый поиск

Реферат: Автоматизированные системы обработки информации и управления

Кинематический механизм

Определяющим фактором для данного критерия является способ перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. Поэтому параметру сканеры подразделяются на две группы: - ручные и настольные.

Во всех сканерах имеются:

- источники света;

- механизм перемещения датчика (или система отклоняющих зеркал) вдоль оригинала, либо перемещение оригинала относительно датчика;

- электронное устройство (для преобразования считанной информации в цифровую форму).

Ручной сканер

Сканирование осуществляется вручную последовательным перемещением сканера относительно оригинала.

В корпусе шириной не более 10-12см. размещаются лишь датчики и источник света.

Преимущество:

- низкая стоимость;

- небольшой размер;

- широкие возможности выбора оригинала.

Недостатки:

- не постоянство скорости перемещения сканера относительно оригинала вызывает искажение сканированного образа.

- Ограниченные возможности использования совместно с программами распознавания.

Настольные сканеры

К категории настольных сканеров относятся: - планшетные, роликовые, барабанные и проецируемые сканеры.

Планшетные сканеры

Основной отличительный признак планшетного сканера – сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя.

Преимущества: - простота и удобство в эксплуатации.

Недостаток: - большие габариты.

Роликовые сканеры (листовой сканер)

Оригинал пропускается через ролики механизма подачи бумаги и попадает в поле зрения линейки датчиков.

Режимы работы сканера:

- режим сканирования;

- режим факсимильной передачи.

Преимущества:

1. компактность;

2. возможность автоматического функционирования;

3. низкая стоимость.

Недостатки:

1. сложность выравнивания оригиналов;

2. ограниченный диапазон типов оригинала;

3. неудобство работы с листами разного размера;

4. возможность повреждения оригинала.

Барабанные сканеры

Оригинал закрепляется на поверхность прозрачного цилиндра из органического стекла (барабан) укрепленного на массивном основании. Барабан вращается с большой скоростью (от 300-1350 об/мин). Находящиеся рядом сканирующие датчики через маленькую апертуры, считывают изображение с высокой точностью.

Преимущества:

1. сканирование с наиболее высоким разрешением;

2. широкий диапазон типов оригиналов.

Недостатки:

1. большой размер;

2. невозможность непосредственного сканирования книг и журналов;

3. высокая стоимость этих устройств.

Проекционные сканеры

Проекционные сканеры напоминают фотоувеличитель или проекционный аппарат. Оригинал располагается изображением вверх на подсветке под сканирующей головкой на расстоянии около 30 см. Внутренний источник света не требуется, естественного освещения оказывается достаточным. Механизм поворота внутри головки датчика направляет «глаз» сканера на каждую линию оригинала.

Преимущества:

1. удобство выравнивания оригинала;

2. небольшая занимаемая площадь;

3. разнообразие сканируемых оригиналов (в том числе трехмерных);

4. возможность комбинирования плоских и трехмерных оригиналов.

Недостатки:

1. зависимость от источника внешнего освещения;

2. ограничения на размер оригинала;

3. трудность расположения нестандартных оригиналов (например: - книги в развернутом виде).

Матричные сканеры

В слайдовых сканерах, цифровых фото и кинокамерах ПЗС – датчики имеют форму прямоугольной матрицы, что позволяет формировать образ оригинала целиком, а не построчно.

К матричным сканерам относятся:

- цифровые камеры;

- устройства захвата видео - изображений.

Цифровые камеры

Цифровая камера больше похожа на компьютер (как носитель мультимедийной информации). При помощи цифровой камеры можно не только фиксировать изображение, но и записывать звук, параметры съемки и т.п.

Возможности цифровых камер:

1. возможна запись, как отдельных кадров, так и их последовательность;

2. имеют жесткий съемный диск объемом 100-170 Мб;

3. обеспечивают 24-36 – битовых представлений цвета;

4. обладают разрешением 30-70 линий на дюйм.

5. имеют жидкокристаллический экран, позволяющий просматривать и отбирать кадры.

Цифровые камеры подразделяются: - студийные, вне студийные и бытовые.

В бытовых камерах изображение с разрешением приемлемым для просмотра на мониторах или экранах TV, но не достаточно для печати.

Студийные и вне студийные цифровые камеры: - реализуют технологию трех - кадровой или однокадровой цветной съемки, используют матрицу ПЗС большого размера.

Видео-сканеры: (фрейм - грабберы, видеобластеры)

К видео-сканерам относятся устройства, которые представляют собой плату расширения, установленную в слот РС и имеющие входы для подключения видеокамеры, телевизора, видеомагнитофона.

Достоинство:

- информация считывается не построчно, а целиком что избавляет от многих движущихся частей, присущих традиционным сканерам.

- Обеспечивают высокую скорость сканирования.

Недостатки:

- низкая разрешающая способность сканирования (определяется телевизионным стандартом).

Монитор компьютера не способен отображать видеосигналы непосредственно. Поэтому в комплект поставки некоторых видеокамер входит специальный интерфейс для подключения видеомонитора, с помощью которого можно просмотреть запись и выбрать кадр.

Принцип работы сканера

Неотъемлемой частью любого сканера являются аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Они предназначены для преобразования непрерывно изменяющихся значений напряжений, получаемых с помощью ПЗС или ФЭУ, в числа, соответствующие оттенкам цвета или градаций серого. Качество сканированного изображения напрямую связано с разрядностью используемого в сканере АЦП. В черно-белых (двухуровневых) сканерах аналогичное преобразование выполняет компаратор, сравнивая зафиксированное значение напряжения с опорным напряжением.

Блок – схема черно-белого сканера

Рис. 3.1.3. Блок – схема черно-белого сканера

ПЗС - это твердотельный электронный компонент, состоящий из множества датчиков, которые преобразуют интенсивность падающего на них света в пропорциональный ей электрический заряд. В основу ПЗС положена чувствительность проводимости p-n - перехода обыкновенного проводникового диода к степени его освещенности. На p-n переходе создается заряд, который уменьшается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем меньше заряд, тем больше ток, проходящий через диод.

Блок – схема цветного сканера с вращающимся RGB - фильтром

Рис. 3.1.4. Блок – схема цветного сканера с вращающимся RGB - фильтром

Блок – схема цветного сканера с dichroic - фильтром

Рис. 3.1.5. Блок – схема цветного сканера с dichroic - фильтром

В зависимости от типа сканера ПЗС могут иметь различную конфигурацию. При линейном способе считывания информации микродатчики ПЗС размещаются на кристалле в одну линию (для проходного сканирования). Такая конфигурация позволяет устройству производить выборку всей ширины исходного аналогового изображения и записывать его как полную строку. Данный способ формирования изображения (Рис. 3.1.6.) обычно используется в доступных широкому кругу пользователей ручных, планшетных и проекционных сканерах.

Рис. 3.1.6. Способ формирования изображения в планшетных сканерах

Барабанные сканеры

В барабанных сканерах (Рис. 3.1.7) в качестве светочувствительных приборов применяются фотоэлектронные умножители. В качестве источника света в этих сканерах используется ксеноновая или вольфрамо-галогенная лампа, излучение которых с помощью конденсаторных линз и волоконной оптики фокусируется на небольшой области оригинала. Отраженный от оригинала луч попадает через объектив на фотоэлектронный умножитель. Свет выбивает из него электроны, которые, проходя через пластины динодов, вызывают вторичную электронную эмиссию. Напряжение, пропорциональное освещенности катода ФЭУ, снимается с анода и затем преобразуется в цифровой код.