Вопрос 3

Сканирование изображений.

Ответ:

Сканирование – процесс поэлементного ввода изображения на специальном устройстве – сканере.

Сканер – оптико-механическое электронное устройство для оцифровывания графических изображений.

Сканеры классифицируются по следующим признакам:

По конструкции:

1. планшетные;

2. барабанные, с горизонтальным и вертикальным расположением барабана (в настоящее время выпускаются сканеры с горизонтальным расположением барабана).

По аппаратному интерфейсу:

1. SCSI;

2. USB;

3. FireWire (IEEE 1394).

По функциям:

1. цветные сканеры;

2. слайд и ADS-сканеры.

Различные типы сканеров предназначены для выполне­ния различных работ. В частности, существуют сканеры как для сканирования плоскостных оригиналов, так и объём­ных предметов. Пригодность устройства для конкретной задачи определяется рядом факторов, в частности:

1. видом и форматом оригинала;

2. масштабированием изображения;

3. способом изготовления оригинала;

4. конечным результатом (вид продукции).

Основными характеристиками сканеров, определяющи­ми качество сканирования, являются следующие:

Разрешение – число точек (пикселов), приходящихся на единицу длины, показатель качества изображения. Разре­шение измеряется в количестве точек на один дюйм, обо­значается dpi (dots per inch).

Разрешающая способность сканеров бывает двух видов: физическая (аппаратная, механическая, оптическая) и ин­терполяционная.

Физическое разрешение определяется конструктивными особенностями сканеров: количеством светочувствительных элементов, размером апертуры объектива (только в бара­банных), характеристикой шага дискретизации и т.д. От раз­мера апертуры зависит резкость будущего изображения и со­ответственно воспроизведение мелких деталей. Чем мень­ше апертура, тем выше резкость. В апертуре происходит ус­реднение оптической плотности.

Интерполяционное разрешение – программное повы­шение разрешения путём включения в формируемый образ дополнительных элементов с присвоением им усред­нённых значений реально считанных точек. Интерполя­ционное разрешение не добавляет в изображение деталей, но сглаживает границы растровых точек, и проработка мел­ких деталей становится более четкой.

Динамический диапазон – интервал, внутри которого воз­можно считывание без потери градаций.

Чем больше динамический диапазон сканера, тем боль­ше градаций он распознаёт и тем больше деталей зафик­сирует. Максимальный динамический диапазон скане­ров – 4,2.

Глубина цвета (число разрядов квантования) – число двоичных разрядов на представление цвета в каждом раз­ряде, т.е. максимальное число оттенков цвета или градаций серого, которые может считывать сканирующее устройство для каждого вводимого пикселя. Цветность сканера изме­ряется в битах на точку (или просто в битах), приходящихся на один цвет (канал).

Сканер с глубиной цвета 1 бит регистрирует два цвета – чёрный и белый, 8 бит – 256 уровней (например, градаций серого), 12 бит – 4096 уровней и 16 бит – 65 536 уровней.

Порог чувствительности – уровень, выше которого сканер считывает изображение как белое (0), а ниже – как чёрное (1).

Принципы работы сканеров. Планшетные сканеры. На прозрачной поверхности размещается оригинал. Свет от ис­точника проходит через диафрагму сквозь прозрачный ори­гинал или отражается от непрозрачного, фокусируется объек­тивом, попадает на систему полупрозрачных зеркал, прохо­дит через три светофильтра (красный, зелёный и синий) и считывается элементами ПЗС-линейки (прибор с зарядо­вой связью).

Барабанные сканеры. Свет от источника, пройдя сквозь оригинал, закреплённый на поверхности барабана, или от­разившись от него, проходит через фокусирующий объек­тив и диафрагму. Затем сфокусированный луч попадает на призму или комплект зеркал и через цветные светофильт­ры – на светочувствительные элементы фотоэлектронные умножители (ФЭУ).

Полученный сигнал преобразуется в последовательность электрических сигналов, а затем – цифровых кодов, вос­принимаемых компьютером. Величина электрического сиг­нала пропорциональна интенсивности света, отражённого от изображения на оригинале.

В результате сканирования оригинала его образ представ­ляется в виде графического файла, где каждая точка изобра­жения представлена несколькими байтами информации.

Процесс сканирования состоит из следующих этапов:

1. подготовка сканера к работе;

2. предварительное сканирование;

3. точное сканирование.

Перед началом работы рекомендуется дать сканеру на фо­тоумножителях прогреться примерно 30 минут, т.к. источники света некоторое время после включения увеличивают яр­кость и цветовую температуру, что приводит к сканированию изображений с более широким динамическим диапазоном.

Предварительное сканирование заключается в предварительном просмотре оригинала с низким разрешением для определения области кадрирования и выбора основных на­строек. Во время предварительного сканирования получа­ются диаграммы оптических плотностей. После анализа ди­аграммы возможно проведение автокалибровки с целью сдвига динамического диапазона сканера так, чтобы мини­мизировать потери сюжетно важных деталей в светах и те­нях в зависимости от свойств оригинала.

Отсканированный файл, как правило, сохраняется в фор­мате TIFF.