Устройство ввода (стр. 2 из 4)

Качество изображения

Сканеры различаются по многим параметрам - технологии считывания изображения, типу механизма и некоторым другим. Рассмотрим более подробно параметры сканирующего устройства, влияющие на качество изображения. К таким параметрам относятся разрешающая способность, число передаваемых полутонов или цветов, диапазон оптических плотностей, интеллектуальность сканера, цветовые искажения, точность фокусировки (резкость). Разрешающая способность

При сканировании оригинал разбивается на отдельные части одинакового размера - пиксели. В процессе сканирования каждому пикселю назначается свой адрес. Каждому пикселю по каждому адресу присваивается цифровое значение, соответствующее уровню серого полутона, зарегистрированного считывающим элементом; это называется оцифровкой. Оцифровка штриховых оригиналов относительно проста. В процессе сканирования пиксель может быть либо белым, либо черным. Однако и здесь может быть потеря информации. Например, пиксель содержит 50% белого и 50% черного, тогда требуется выбор чего-то одного. Это приводит к получению эффекта "зубья пилы".

На практике для высококачественного сканирования штриховых оригиналов достаточно иметь разрешающую способность 1200 пикселей на дюйм. Кроме оптической разрешающей способности существует еще "математическая" или программная разрешающая способность (интерполированная). Увеличение разрешающей способности достигается следующим образом: специальная программа при сканировании оригинала анализирует значения двух соседних пикселей и математически находит промежуточное значение, то есть вводит еще один пиксель со значением, полученным математическим путем. Все это было бы хорошо, но не всегда это дает дополнительные преимущества при сканировании. Давайте представим себе оригинал с очень резким перехода тона или, что еще нагляднее, оригинал в виде иллюстрации из журнала, который уже не является аналоговым изображением. В этом случае математическое интерполирование может не совпасть с реальной картиной. Для того, чтобы получить качественное отпечатанное изображение, разрешающая способность при сканировании должна быть в два раза больше линеатуры растра при печати. Введем в это определение коэффициент увеличения изображения, который почти всегда присутствует, и получим формулу, чтобы получить значение разрешающей способности, необходимо линеатуру растра печати умножить на коэффициент увеличения и умножить на два. Существует много сканеров с высокой оптической разрешающей способностью. Вот наиболее часто встречающиеся значения: 1200, 2400, 4000, 5000, 6400 и даже более точек на дюйм. Разрешение более 2400 точек на дюйм трудно достижимо сканерами с ПЗС, или оно достижимо только на очень ограниченной площади, например, не более 40*60 мм.

Число передаваемых полутонов или цветов

Следующим качественным параметром является глубина точки, которая и определяет число передаваемых полутонов. Глубина точки - это количество бит, которые сканер может назначить при оцифровывании пикселя. Сканер с глубиной точки 1 бит может регистрировать только два уровня белый и черный, сканер с глубиной точки 8 бит может регистрировать 256 уровней, 12 бит - 4096 уровней. Существуют сканеры с глубиной 13, 14 и 16 бит на точку. Относительно сканеров с ПЗС следует сказать, что глубина точки более 13 бит трудно достижима, так как становится очень трудно отличить уровень сигнала от уровня помех. Так сканер с глубиной точки 13-14 бит может позволить воспроизвести более 1мрлд. цветовых оттенков.

Диапазон оптических плотностей

Один из важнейших параметров сканера - это диапазон оптических плотностей, воспринимаемых им. Диапазон оптических плотностей, являющийся логарифмической производной, измеряется в относительных единицах от нуля и до какого-то значения, которое обычно приводится в технических характеристиках. Глубина точки и динамический диапазон связаны между собой. Глубина точки показывает физическую возможность воспринимать большой диапазон оптических плотностей, а действительный диапазон сканера еще зависит и от чувствительности считывающего устройства, и от электроники, и от механики, применяемой в сканере. Не прозрачные оригиналы имеют диапазон плотностей, где максимальное значение не превышает 2.4-2.5, в то время как слайды могут иметь максимальное значение динамической плотности 4.0. Не много найдется сканеров, которые бы воспринимали динамические плотности от 3.2 и выше. Планшетные ПЗС-сканеры среднего класса имеют значение динамической плотности в диапазоне 2.8-3.0, у ПЗС-сканеров более высокого класса это значение достигает 3.6, и только барабанные сканеры на фотоумножителях имеют динамическую плотность 4.0.

Интеллектуальность сканера

Под интеллектуальностью обычно понимается способность сканера с помощью заложенных в нем аппаратных и поставляемых с ним программных средств автоматически настраиваться и минимизировать потери качества. Наиболее ценятся сканеры, обладающие способностью автокалибровки, то есть настройки на динамический диапазон плотностей оригинала, а также компенсации цветовых искажений. Допустим, нужно отсканировать слайд, имеющий максимальную оптическую плотность 4.0, сканером, воспринимающим оптический диапазон плотностей до 3.2. "Интеллектуальный" сканер сначала делает предварительное сканирование для анализа и получения диаграммы оптических плотностей. Обычно такая диаграмма выглядит приблизительно так, как показано на рисунке. После анализа диаграммы сканер производит свою автокалибровку с целью сдвига своего динамического диапазона восприятия оптических плотностей.

Цветовые искажения сканеров

Каждый сканер обладает своими собственными недостатками при восприятии цветов и общими недостатками, присущими данной модели. Общие недостатки обусловлены техническими возможностями и механическими характеристиками модели. Собственный недостаток сканера обусловлен индивидуальной особенностью освещающего оригинал источника света и считывающего элемента. Все продаваемые сканеры проходят заводскую калибровку. Однако, если сканер имеет функцию автокалибровки, то это большое преимущество перед сканером, лишенным такой функции. Автокалибровка сканера позволяет скорректировать цветовые искажения и увеличить число распознаваемых цветовых оттенков. Поскольку источник света имеет свойство изменять свои характеристики со временем, как, впрочем, и считывающий элемент, наличие автокалибровки приобретает первостепенное значение, если постоянно работать с цветными полутоновыми изображениями. Практически все современные модели сканеров обладают такой функцией.

Точность фокусировки

На заводе-изготовителе проводят настройку фокусировки сканера, тем не менее еще одним признаком интеллектуальности сканера является его способность автоматической настройки фокуса (резкости). Потребность в этом возникает потому, что толщина оригинала может быть различна и должна учитываться. Кроме того сам оригинал может быть не очень резким. Плохая резкость отсканированного изображения обычно приводит к плачевным результатам, особенно, если сканируется небольшой оригинал, изображение которого будет затем увеличиваться при печати.

Аппаратный интерфейс

Интерфейс с адаптером

Большинство ручных сканеров работают через собственную плату адаптера, вставляемую в 8-битовый или 16-битовый слот расширения материнской платы. При этом обмен данными идет через канал прямого доступа DMA с использованием прерывания, возникающего после считывания очередной строки. Практически на всех платах адаптеров существует возможность выбора банка используемых адресов (установкой переключателя в соответствующее положение). На многих платах выбирается также номер используемого канала DMA и номер используемого аппаратного прерывания. Благодаря этому можно избежать конфликта с другими внешними устройствами, уже использующими DMA, IRQ или порты, установленные по умолчанию. Наличие аппаратного прерывания присуще не всем сканерам, так в некоторых ранних моделях данная возможность отсутствовала. Это создавало сложности как для систем OCR, так и для других программных продуктов, поддерживающих в процессе сканирования динамическую запись получаемой информации на жесткий диск. Все современные модели ручных сканеров поддерживают аппаратное прерывание, возникающее при считывании строки. Для остальных типов сканеров данная проблема не актуальна, так как они умеют останавливаться после считывания одной строки. Многие модели рулонных сканеров и планшетных сканеров также работают через плату адаптера.

Интерфейс SCSI

С появлением SCSI производители сканеров стали выпускать устройства, поддерживающие этот интерфейс. В компьютере может быть только одна плата контроллера SCSI, устройства к ней подсоединяются по цепочке. С одной платой контроллера SCSI можно соединить до 7 устройств. Кроме того, SCSI не ориентирован на определенную аппаратную платформу (то есть работает на IBM PC, Macintosh, Sun и других машинах). Новые модели flatbed-сканеров практически всегда поддерживают SCSI.