Курсовая работа: Конструкция и обслуживание сканеров

2.2.3 Глубина цвета

Каждый пиксел представлен тремя числовыми величинами. От их разрядности зависит общее количество оттенков, которое может содержаться в цифровом изображении. Обычно в компьютерах используется 24-битное представление цвета, при котором основные цвета кодируются 8-битными числами. Комбинируя по 256 оттенков красного, зеленого и синего (2^=256), можно получить палитру, состоящую почти из 16,8 млн. цветов (256^= 16777216). В современных сканерах и камерах чаще применяются не 8-, а 12- и 16-разрядные АЦП, которые способны обеспечить 36- и 48-битную глубину цвета.

Говоря о сканерах, различают внутреннюю и внешнюю (выходную) глубину цвета. Внутренняя соответствует разрядности оцифровки, изображение с такой разрядностью обрабатывается встроенным процессором устройства. Выходная определяется форматом файлов, передаваемых в компьютер. Стандарт JPEG основан на 24-битном представлении цветов, файлы TIFF могут содержать 36- и 48-битные пикселы. Когда внутренняя глубина цвета больше выходной, процессор камеры или драйвер сканера выполняет необходимые перерасчеты. В любом случае, чем больше глубина цвета, тем лучше передаются тонкие цветовые переходы и различимее детали изображения.

2.2.4 Тени и света

Изображение состоит из пикселов, отличающихся не только цветовыми оттенками, но и яркостью. Можно составить диаграмму распределения яркости (гистограмму), по горизонтальной шкале которой откладываются значения яркости пикселов от наименьшей (черный цвет) до наибольшей (белый), а по вертикальной — количество пикселов с определенной величиной яркости. Принято разделять гистограмму на три участка. Примыкающий к черному концу называют тенями, к белому - светами, а средний — средними тонами. Важной является способность сканера или камеры фиксировать небольшие отличия яркостей в тенях и светах. От нее, например, зависит, будут ли на цифровом снимке различимы светлые облака на небе или скрытые в глубокой тени предметы.

2.2.5 Оптическая плотность

Любая картинка состоит из светлых и темных участков, отличающихся оптической плотностью. Этот параметр изображения определяется как десятичный логарифм отношения количества исходного света к количеству света, отраженному непрозрачным оригиналом или прошедшему через прозрачный. Значения оптической плотности принято указывать числами с пометкой D (от density — плотность). Минимальная величина оптической плотности равна нулю, что соответствует полному пропусканию или отражению света (Dmjn=O D). Для существующих сегодня оригиналов за максимум принята величина Dmax=4,0 D, соответствующая практически непрозрачному участку, через который проходит лишь 1/10000 часть светового потока.

2.2.6 Динамический диапазон

Если оригинал характеризуется оптической плотностью, то одним из важнейших параметров для сканеров или камер является диапазон плотностей оригиналов, считываемых устройством. Эта величина называется динамическим диапазоном, вычисляется как Dmax~'-'min практически всегда меньше 4,0 D. При недостаточном динамическом диапазоне теряются детали в тенях и светах, получается цифровое изображение с завышенной контрастностью. Для считывания непрозрачных оригиналов хватает динамического диапазона 3,0 D, а вот для пленочных негативов требуется 3,6 D.

При слишком малом динамическом диапазоне становится бессмысленной большая глубина цвета, поскольку детали изображения в тенях и светах все равно пропадут. При динамическом диапазоне 2,4 D разница в количестве пропускаемого света между самыми светлыми и темными участками составляет примерно 250 раз. Соответственно, такому устройству вполне достаточно 8-разрядной оцифровки и 24-битной глубины цвета. Сканер с динамическим диапазоном 3,6 D раскрывает все свои возможности, если оснащен 12-битными АЦП и поддерживает как минимум 36-битный цвет на выходе.

2.2.7 Цветовой шум

Цветовой шум проявляется в виде неодинаковой окраски соседних пикселов на однотонных участках изображения. Например, рассматривая при увеличении в несколько раз фрагмент цифровой фотографии, соответствующий однородно окрашенной серой стене, можно обнаружить на нем и голубоватые, и красноватые пикселы. Чем их больше и чем сильнее их оттенок отличается от исходного цвета, тем выше уровень цветового шума. Основной причиной его появления считают электрические помехи, влияющие на работу светочувствительной матрицы и АЦП. Действительно, если АЦП различает уровни напряжения с точностью 0,015 мВ, а под влиянием температурных изменений и других внешних и внутренних факторов в фотодиодах матрицы присутствует электрический шум с амплитудой порядка 0,1 мВ, цвет получаемых пикселов будет случайным образом отличаться на десятки градаций.

Уменьшить цветовой шум помогают программные алгоритмы фильтрации, усредняющие цвет соседних пикселов (например, в случае если отличие между ними не превышает заданной величины — порога срабатывания фильтра). Однако при этом может пострадать четкость картинки. А иногда и сама цифровая обработка изображения становится источником цветового шума, если процессор не способен выполнять вычисления с высокой точностью

2.3 Интерфейсы

Эффективность работы сканера в значительной степени зависит от типа используемого интерфейса. Традиционно сканеры были SCSI устройствами, но за последние годы даже это изменилось. Многие производители сейчас предлагают версии своих продуктов для подключения к расширенному параллельному порту (Enhanced Parallel Port, EPP), что может стать спасением для тех пользователей, которые не в состоянии самостоятельно установить плату SCSI. (Стоит также отметить, что в последнее время сканеры стали выпускать и с портами USB.) Хотя для разных вариантов подключения скорость передачи данных может быть различной, в общем соединение через обычный параллельный порт оказывается примерно вчетверо медленнее, чем SCSI. EPP, скорость передачи данных для которого составляет около 2 Мбайт/с, работает быстрее, чем обычный параллельный порт, но и в этом случае SCSI со скоростью 5 Мбайт/с выигрывает. Однако нельзя забывать, что на скорость сканирования влияют и такие факторы, как объем буферной памяти и тип центрального процессора. Тем не менее, большинство производителей предлагают пользователям ПК и сканеры с адаптером SCSI (кроме того, сканеры комплектуются программным обеспечением, предназначенным для конфигурирования SCSI-интерфейса).

На случай отсутствия в компьютере контроллера SCSI изготовители включают в комплект поставки сканеров простые интерфейсные платы SCSI, предназначенные, как правило, для монтажа в разъеме ISA, а не PCI. Если в машине уже имеется SCSI-контроллер типа Adaptec 1540 или 2940, пользователь может подсоединить сканер непосредственно к контроллеру жесткого диска - при наличии подходящего ASPI драйвера. Это, в частности, возможно для сканеров HP и Mustek. Напомним, что ASPI-стандарт для SCSI-периферии, предложенный Adaptec, позволяет драйверу любого устройства, например дисковода ZIP или сканера, взаимодействовать с любым SCSI-контроллером - от Adaptec до Ultrastor, - имеющим драйвер ASPI. При подключении сканера ко встроенной SCSI-плате необходимо позаботиться о правильном согласовании шины - лишь в этом случае подсоединенные к шине SCSI периферийные устройства смогут нормально функционировать. Иными словами, оба конца цепочки устройств SCSI должны быть снабжены согласующими сопротивлениями (терминаторами). Если внешние устройства SCSI отсутствуют, то следует активизировать терминатор на контроллере, обычно служащем последним звеном в цепочке SCSI (ID 7), первым звеном которой является жесткий диск (ID 0). Сканер рекомендуется использовать в качестве последнего устройства шины SCSI, поэтому после подсоединения сканера надлежит задействовать его собственный терминатор, предварительно отключив согласующее сопротивление на плате контроллера с помощью BIOS. Обычно терминаторы сканеров находятся внутри, и лишь некоторые модели снабжены внешними переключателями.

2.4 Программное обеспечение

Как известно, результатом работы сканера является изображение - электронная копия оригинала. Чтобы преобразовать его в текст ASCII или в векторную графику, необходимо специальное ПО. Обычно покупателей интересует не только сканер, но и программное решение, позволяющее, например, одним пользователям создавать и вести базы текстовых печатных документов и осуществлять полнотекстовый поиск, а другим - переводить печатные тексты на иностранный или русский язык с помощью систем автоматизированного перевода. Типичной задачей является также ввод цветных фотографий, их обработка при помощи специальной программы с целью последующего включения в презентационные материалы или в издательский макет. Сканеры массового спроса, в частности изделия Hewlett-Packard, Epson или Mustek, комплектуются не только драйверами и дополнительными утилитами, но и прикладными программами, позволяющими сразу же начать эксплуатацию купленного устройства. К ним, как правило, относятся усеченные версии программ распознавания текстов CuneiForm или FineReader фирм - разработчиков Cognitive Technologies и ABBYY соответственно. Обязательным дополнением также считается и какой-либо пакет для обработки изображений, например Adobe Photo Deluxe, Corel PhotoPaint или усеченная версия Adobe PhotoShop. Иногда в комплект входят полезные инструментальные средства, превращающие сканер и цветной принтер в копировальный аппарат на базе персонального компьютера, и версия системы автоматизированного перевода Stylus все той же фирмы ABBYY. Дорогие планшетные сканеры зачастую снабжаются профессиональными пакетами обработки изображений (например, Adobe PhotoShop), а также специальными пакетами калибровки.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5