Курсовая работа: Конструкция и обслуживание сканеров

Курсовая работа: Конструкция и обслуживание сканеров

Содержание

1. Введение

2. Анализ задания

2.1 Виды сканеров

2.1.1 Ручные сканеры

2.1.2 Листопротяжные сканеры

2.1.3 Планшетные сканеры

2.1.4 Барабанные сканеры

2.2 Параметры сканеров

2.2.1 Разрешение

2.2.2 Разрядность оцифровки

2.2.3 Глубина цвета

2.2.4 Тени и света

2.2.5 Оптическая плотность

2.2.6 Динамический диапазон

2.2.7 Цветовой шум

2.3 Интерфейсы

2.4 Программное обеспечение

3. Технология

3.1 Общие положения

3.2 Считывание

3.3 Технология UMAX Bit Enhancement Technology

3.4 Особенности сканирования графики и распознавание текстов

4. Конструкция сканеров

5. Обслуживание сканеров

6. Проблемы при работе со сканерами

6.1 Тестирование сканеров

6.2 Проблема ресурсов

6.3 Неисправности сканеров

7. Примеры

7.1 EPSON Perfection 3200 Photo

7.2 Nikon SUPER COOLSCAN 4000 ED        

Заключение

Список литературы

1. Введение

Львиную долю информации об окружающем мире человек получает благодаря своему зрению. При общении с компьютером, который до сих пор не научился толком понимать устную речь, визуализация данных играет еще большую роль. Да, хранятся они в «бестелесной» и совершенно не наглядной цифровой форме. А при вводе и выводе, т.е. при диалоге с пользователем, в подавляющем большинстве случаев информация представлена изображениями. Существуют разные способы занесения данных в память компьютера. Набор текста, рисование графических объектов - работа ручная и трудоемкая. Значительно ускорить и облегчить ее помогают устройства, предназначенные для считывания изображений и преобразования их в цифровую форму.

Почти каждый пользователь компьютера постоянно сталкивается с проблемой преобразования документов из бумажной формы в электронную. Однако процедура ввода информации вручную отнимает огромное количество времени и чревата ошибками. Кроме того, вручную можно вводить только тексты, но не изображения. Выходом из положения является сканер, позволяющий вводить в компьютер как изображения, так и текстовые документы. Сканеры считывают с бумаги, пленки или иных твердых носителей «аналоговые» тексты или изображения и преобразуют их в цифровой формат. Они служат везде: в крупных конторах, где обрабатываются огромные архивы документов, в издательствах и проектно-конструкторских организациях, а также в небольших фирмах и домашних офисах. Насколько широка сфера применения сканеров, настолько много их разновидностей. Цена сканера может составлять от нескольких десятков до десятков тысяч долларов.

История этого устройства началась в 1855 году, когда итальянский физик Казелли создал прибор, названный «пантелеграфом», сканирующий изображение, нарисованное токопроводящими чернилами. В начале нашего века немецким физиком Корном был создан фототелеграф, уже принципиально ничем принципиально не отличающийся от современных барабанных сканеров, а с развитием полупроводниковых технологий стало возможно объединить несколько фотоприемников в одну линейку. У современных сканеров используются два типа приемных элементов - CCD (Charge-Coupled Device, прибор с зарядовой связью - ПЗС) или более дешевые и пока менее качественные элементы типа CIS (Contact Image Sensor) - непосредственно воспринимающие световой поток от оригинала и тем самым не требующие сложной оптической системы.

2.1 Виды сканеров

2.1.1 Ручные сканеры

Ручные сканеры - обычные или самодвижущиеся - обрабатывают полосы документа шириной около 10 см и представляют интерес прежде всего для владельцев мобильных ПК. Они медлительны, имеют низкие оптические разрешения (обычно 100 точек на дюйм) и часто сканируют изображения с перекосом. Это осложняет работу программ распознавания, которым к тому же приходится иметь дело со страницами формата А4, склеенными из нескольких фрагментов. Но зато они недороги (60-120 долларов) и компактны. Широкий ассортимент ручных моделей предлагают компании Genius и Mustek.

2.1.2 Листопротяжные сканеры

В листопротяжном сканере, как и в факсимильном аппарате (комплексе механических, светооптических и электронных устройств для передачи изображений неподвижных плоских объектов (оригиналов) по каналам электросвязи или/и для приема таких изображений с воспроизведением объекта в виде его копии (факсимиле)), страницы документа при считывании пропускаются через специальную щель с помощью направляющих роликов (последние зачастую становятся причиной перекоса изображения при вводе). Таким образом, сканеры этого типа непригодны для ввода данных непосредственно из журналов или книг. Отдельно предлагаются такие полезные аксессуары листопротяжных сканеров, как устройства автоматической подачи документов (ADF). В целом возможности применения листопротяжных сканеров ограниченны, поэтому их доля на массовом рынке постепенно снижается. Тем не менее, на корпоративном рынке документных сканеров (Fujitsu, Kodak и т. д.) листопротяжные устройства стоимостью 1,3-60 тыс. долларов с быстродействием 10-100 с./мин. представлены достаточно широко.

2.1.3 Планшетные сканеры

Планшетные сканеры весьма универсальны. Они напоминают верхнюю часть копировального аппарата: оригинал - либо бумажный документ, либо плоский предмет - кладут на специальное стекло, под которым перемещается каретка с оптикой и аналого-цифровым преобразователем (однако существуют сканеры, в которых перемещается стекло с оригиналом, а оптика и АЦП остаются неподвижными, чем достигается более высокое качество сканирования). Планшетные сканеры стоимостью $200-1100 пригодны как для качественного сканирования цветных изображений, так и для более или менее быстрого ввода текстовых документов. Помимо сканеров массового спроса выпускаются планшетные аппараты для полиграфии (например изделия AGFA) ценой в несколько тысяч долларов и дорогие скоростные офисные модели для формата А4. Обычно планшетный сканер считывает оригинал, освещая его снизу, с позиции преобразователя. Чтобы сканировать четкое изображение с пленки или диапозитива, нужно обеспечить подсветку оригиналов как бы сзади. Для этого и служит слайдовая приставка, представляющая собой лампу, которая перемещается синхронно со сканирующей кареткой и имеет определенную цветовую температуру.

2.1.4 Барабанные сканеры

Барабанные сканеры, по светочувствительности значительно превосходящие потребительские планшетные устройства, применяются исключительно в полиграфии, где требуется высококачественное воспроизведение профессиональных фотоснимков. Разрешение таких сканеров обычно составляет 8000-11000 точек на дюйм и более, а цена достигает 150 тысяч долларов. В барабанных сканерах оригиналы размещаются на внутренней или внешней (в зависимости от модели) стороне прозрачного цилиндра, который называется барабаном. Чем больше барабан, тем больше площадь его поверхности, на которую монтируется оригинал, и, соответственно, тем больше максимальная область сканирования. После монтажа оригинала барабан приводится в движение. За один его оборот считывается одна линия пикселей, так что процесс сканирования очень напоминает работу токарно-винторезного станка. Проходящий через слайд (или отраженный от непрозрачного оригинала) узкий луч света, который создается мощным лазером, с помощью системы зеркал попадает на ФЭУ, где оцифровывается.

2.2 Параметры сканеров

2.2.1 Разрешение

Самой важной характеристикой сканера или цифровой камеры является разрешение. Эта величина зависит от качества оптической системы, числа датчиков в светочувствительной матрице и метода сканирования оригинала. Для сканера формата А4, считывающего изображение построчно, оснащенного матрицей с 5 тыс. элементов в каждой из линеек, разрешение по горизонтали составляет 600 dpi. Вертикальное разрешение определяется точностью работы привода, перемещающего каретку (или оригинал — в пленочных слайд-сканерах). Если этот механизм способен сделать 1200 остановок на расстоянии в 1 дюйм, то вертикальное разрешение составляет 1200 dpi.

Принято различать аппаратное и программное разрешение. Первое складывается из оптической (горизонтальной) и механической (вертикальной) составляющих и в рассмотренном примере равно 600x1200 dpi. Программное, или интерполяционное, разрешение всегда выше аппаратного. Это достигается путем вставки между реально отсканированными пикселами еще нескольких, цвет которых определяется путем расчетов на основании данных о соседних точках (методом интерполяции). Размер картинки увеличивается, однако полезной информации в ней не прибавляется, возможна даже потеря резкости.

Реальное разрешение устройства зависит также от характеристик оптики. У любого объектива четкость изображения в центре выше, чем по краям. Разница зависит от сложности оптической схемы, качества стекла и точности формы линз. Если дешевый объектив проецирует на матрицу нерезкое, размытое по краям изображение, то независимо от числа датчиков в сенсоре мелкие детали картинки будут потеряны.

2.2.2 Разрядность оцифровки

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — весьма сложное устройство, назначение которого состоит в определении уровня поданного на вход электрического напряжения и выдаче соответствующего ему цифрового значения. Минимальная и максимальная величины входного напряжения зависят от микросхемы АЦП. Точность измерения определяется разрядностью. К примеру, АЦП с разрядностью 4, работающий в диапазоне 0—1 В, выдает 16 цифровых значений (2^=16), и точность измерения составляет 62,5 мВ. Разрядность АЦП, применяемых сегодня в цифровых камерах и сканерах, равна 16 бит, поэтому при таком же диапазоне входных напряжений точность достигает 0,015 мВ. В общем, надо помнить, что от разрядности оцифровки зависит точность, а не диапазон измерений.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5