扫描仪的工作原理、性能及应用
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扫描仪的工作原理扫描仪是一种常见的办公设备,用于将纸质文件或者照片转换为数字图象。
它通过光学和电子技术的结合,能够快速、精确地捕捉图象并将其转化为数字数据。
以下是扫描仪的工作原理的详细解释。
1. 光学系统:扫描仪的光学系统主要由镜头、光源和传感器组成。
当用户放置文件在扫描仪的扫描床上并启动扫描过程时,光源会发出光线并照射到文件表面。
镜头会将光线反射或者透过文件并聚焦在传感器上。
这个过程类似于相机的工作原理。
2. 传感器:传感器是扫描仪的核心部件,常用的传感器类型有两种:CCD(电荷耦合器件)和CIS(接触式图象传感器)。
CCD传感器由一系列光敏元件组成,它们将光线转换为电荷,并通过电荷传输路线将电荷转化为电压信号。
CIS传感器则是一条具有光敏元件的线性传感器,可以直接将光线转换为电压信号。
3. 数字化处理:传感器将光线转换为电压信号后,扫描仪会将这些信号转化为数字数据。
这个过程通常由扫描仪内部的处理芯片完成。
处理芯片会对传感器输出的摹拟信号进行放大、滤波和采样,然后将其转换为数字信号。
数字信号可以通过USB或者其他接口传输到计算机或者存储设备。
4. 图象处理:扫描仪还可以对数字图象进行一些图象处理操作,如去噪、增强对照度、调整亮度等。
这些处理操作可以通过扫描仪的软件或者计算机上的图象处理软件完成。
5. 分辨率和颜色深度:扫描仪的分辨率和颜色深度是衡量其性能的重要指标。
分辨率指的是扫描仪能够捕捉到的细节数量,通常以每英寸的像素数(dpi)表示。
较高的分辨率可以提供更清晰、更精细的图象。
颜色深度指的是扫描仪能够记录的颜色数量,通常以位数表示。
较高的颜色深度可以提供更准确、更真正的颜色。
6. 扫描模式:扫描仪通常支持不同的扫描模式,如黑白扫描、灰度扫描和彩色扫描。
黑白扫描模式只记录图象的黑白信息,适合于文本扫描。
灰度扫描模式可以记录图象的灰度级别,适合于扫描照片或者图表。
彩色扫描模式可以记录图象的彩色信息,适合于扫描彩色照片或者艺术品。
打印机扫描仪打印机扫描仪是一种功能强大的办公设备,它能够实现打印和扫描文件的功能。
随着科技的发展,打印机扫描仪已经成为现代办公环境中不可或缺的设备之一。
本文将介绍打印机扫描仪的工作原理、应用场景以及一些注意事项。
一、工作原理打印机扫描仪的工作原理基于光学成像技术。
它通过一个扫描头,将物理文件转化为电子文件,并通过计算机进行处理和存储。
具体的工作过程如下:1. 光学传感器:打印机扫描仪中的光学传感器负责捕捉文件的图像。
通过扫描头上的镜片,光学传感器能够将文件的每个像素转化为电信号。
2. 光电转换器:光学传感器接收到的电信号会经过光电转换器进行处理。
光电转换器将电信号转化为数字信号,以方便计算机进行处理和存储。
3. 计算机处理:打印机扫描仪将处理后的数字信号发送给计算机。
计算机根据收到的数据进行图像处理,例如裁剪、调整亮度和对比度等。
处理后的图像可以被保存在计算机中,或者通过打印机打印出来。
二、应用场景打印机扫描仪在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 办公环境:在办公室中,打印机扫描仪是必不可少的设备。
它可以扫描纸质文件并保存为电子文件,以便于存档和共享。
同时,打印机功能也能够满足办公室的打印需求,提高工作效率。
2. 图书馆和学校:打印机扫描仪在图书馆和学校中被广泛使用。
学生和研究人员可以使用扫描仪来获取和存储学习资料或研究文献。
同时,打印机功能能够满足图书馆和学校的打印需求。
3. 艺术设计:对于艺术家和设计师来说,打印机扫描仪是一个不可或缺的工具。
它可以帮助他们将手绘的作品转化为电子文件,并进行后期编辑和处理。
4. 个人用户:对于普通用户来说,打印机扫描仪也是一个有用的设备。
他们可以使用扫描功能来存储重要文件或者将纸质照片转化为电子照片。
三、注意事项在使用打印机扫描仪时,有一些需要注意的事项:1. 文件处理:在扫描文件之前,确保文件干净无污迹,并且纸张没有折痕或撕裂。
这样可以避免扫描后出现不清晰或残缺的情况。
扫描仪工作原理解析扫描仪是一种常见的办公设备,它能够将纸质文件转换为数字形式,方便存储和传输。
在现代社会中,扫描仪已经成为办公室和个人使用的重要工具。
那么,扫描仪是如何工作的呢?本文将对扫描仪的工作原理进行解析。
一、光学原理扫描仪的工作原理基于光学原理。
它通过使用光源和光电传感器来实现纸质文件的数字化。
光源通常是一种冷光源,如冷阴极荧光灯或LED灯。
光源照射到纸张上,然后反射回扫描仪的光电传感器。
光电传感器是一种能够将光信号转换为电信号的器件。
二、CCD和CIS传感器光电传感器有两种常见的类型:CCD(电荷耦合器件)和CIS(接触式图像传感器)。
CCD传感器是一种使用光电二极管(Photodiode)阵列来捕捉图像的传感器。
它能够提供高质量的图像,但是成本较高。
CIS传感器是一种使用LED光源和光电二极管阵列来捕捉图像的传感器。
它具有体积小、功耗低和成本低的优点,但是图像质量相对较差。
三、扫描过程当纸张放置在扫描仪的扫描床上时,扫描仪的电机会将纸张平稳地传送到扫描头下方。
扫描头是由光源和光电传感器组成的。
当纸张通过扫描头时,光源照射到纸张上,并且光电传感器会将反射回来的光信号转换为电信号。
四、分辨率和色彩深度扫描仪的分辨率和色彩深度是决定图像质量的重要因素。
分辨率表示扫描仪能够捕捉到的图像细节的数量。
分辨率一般以每英寸像素数(dpi)表示,例如300dpi表示每英寸有300个像素。
色彩深度表示扫描仪能够捕捉到的颜色的数量。
常见的色彩深度有24位和48位,分别表示能够表示1677万种和281兆种颜色。
五、图像处理扫描仪会将光电传感器转换得到的电信号转换为数字信号,并通过图像处理算法来优化图像质量。
图像处理算法可以去除噪声、增强对比度、调整亮度和色彩平衡等。
这些算法能够提高扫描图像的清晰度和真实性。
六、文件格式扫描仪通常可以将扫描的图像保存为不同的文件格式,如JPEG、PNG、PDF 等。
JPEG是一种常用的有损压缩格式,适用于图像的在线共享和存储。
激光扫描仪的原理和应用1. 激光扫描仪的原理激光扫描仪是一种利用激光束进行扫描的设备,通过迅速扫描激光束,将其在空间中的位置信息转换成电信号,从而实现对目标物体或场景的捕捉和测量。
激光扫描仪的原理主要包括以下几个方面:1.1 激光发射和聚焦激光扫描仪中的激光发射器会发射出高能的激光束,并通过聚焦系统使激光束聚焦到一个尽可能小的点上。
聚焦后的激光束会成为扫描仪的光源,用于对目标进行照射。
1.2 激光束的扫描激光束经过聚焦后,通过激光扫描仪内部的扫描系统进行扫描。
扫描系统通常包括一个或多个旋转镜和一台驱动系统。
通过控制旋转镜的角度和速度,可以控制激光束在三维空间中的位置变化。
1.3 接收和处理反射信号激光扫描仪在照射目标后,会接收被目标反射回来的激光信号。
这些信号经过扫描仪内部的接收系统接收并转换成电信号。
然后经过一系列的信号处理,可以得到目标物体或场景的三维坐标、颜色等信息。
2. 激光扫描仪的应用激光扫描仪有广泛的应用领域,以下是一些常见的应用场景:2.1 三维建模和测量激光扫描仪可以将目标物体或场景的三维形状和表面纹理等信息捕捉下来,用于三维建模和测量。
在建筑、工程、制造业等领域中,激光扫描仪可以被用来生成高精度的数字模型,帮助设计师、工程师进行建模和分析,提高设计和工作效率。
2.2 逆向工程逆向工程是一种通过扫描目标物体获取其几何形状、结构和参数等信息,并利用这些信息进行设计和生产的方法。
激光扫描仪在逆向工程中扮演着重要的角色,可以快速、准确地获取目标物体的三维形状和细节信息,为后续的设计和制造提供参考。
2.3 文物保护与文化遗产重建在文物保护与文化遗产重建领域,激光扫描仪可以对古建筑、雕塑、壁画等文物进行非接触式扫描,保护珍贵文物的完整性和原貌。
通过扫描获得的数据可以用于文物数字化、重建、修复等工作,为文物保护和研究提供重要的辅助手段。
2.4 航空航天和地理测绘激光扫描仪在航空航天和地理测绘领域也有广泛应用。
3D扫描仪的原理及应用方法1. 介绍3D扫描仪是一种用于获取物体表面几何信息的设备。
它能够将实体物体转化为数字模型,常用于工业设计、制造、文化遗产保护等领域。
本文将介绍3D扫描仪的原理以及常见的应用方法。
2. 原理3D扫描仪的工作原理基于视觉成像和激光测距技术。
一般来说,3D扫描仪会发射激光束或光栅图案,并通过光学传感器来检测反射回来的光信号。
利用这些数据,扫描仪可以计算出物体表面的形状和纹理。
2.1 视觉成像3D扫描仪通常配备了高分辨率的相机,用于捕捉物体表面的图像。
这些相机可以记录几何形状、纹理和颜色等细节。
通过多次捕捉不同角度的图像,软件会将这些图像融合在一起以生成一个完整的3D模型。
2.2 激光测距激光测距技术是现代3D扫描仪中常见的测量方法之一。
扫描仪会发射一个激光束并测量它与物体表面之间的距离。
通过多次测量不同位置的距离,扫描仪可以获取物体表面的几何形状信息。
这种方法适用于复杂形状和大尺寸的物体。
3. 应用方法3D扫描仪的应用方法多种多样,下面列举了几种常见的应用领域和方法。
3.1 工业设计与制造在工业设计和制造领域,3D扫描仪被广泛应用于产品设计、装配和质量控制等环节。
通过将物体扫描为数字模型,设计师可以进行虚拟设计和模拟装配,从而提高效率和准确度。
制造商还可以使用3D扫描仪来检测产品表面的瑕疵和缺陷,以确保产品质量。
3.2 文化遗产保护在文化遗产保护领域,3D扫描仪被用来记录和保护重要的文物和建筑。
通过3D扫描技术,文物专家可以准确地记录文物的细节和形状,以备份和研究之用。
此外,他们还可以使用扫描数据来进行修复和复制,以保护和展示珍贵的文化遗产。
3.3 生物医学研究在生物医学研究领域,3D扫描仪可以用于人体器官的测量和分析。
医生和研究人员可以使用扫描仪来获取人体器官的几何形状和结构信息,以帮助诊断和治疗。
此外,3D扫描仪还可以用于定制和打印生物医学器械和假体,以满足个体化的需求。
扫描仪工作原理是什么
扫描仪工作原理是通过利用光学原理和图像传感器将实体纸质文档或图片转换成电子图像的设备。
其工作步骤如下:
1. 光源:扫描仪通常采用冷阴极灯或LED作为光源。
光源会
发散光线,照亮待扫描的文档或图片。
2. 镜头系统:光线经由镜头系统进行聚焦,确保在扫描过程中能够获取清晰的图像。
3. 光电传感器:光线照射到图像传感器上,通常使用CCD
(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器。
光电传感器会将光线转换成电信号,用于捕捉扫描图像的不同颜色和亮度。
CCD传感器较为常用,但CMOS传感器在
最近的发展中也被广泛采用。
4. 色彩分离和数字化:光电传感器会将扫描到的图像分离成红、绿、蓝三个基本颜色的信号,并将其转换为数字信号。
这一过程通过光学滤光片和模数转换器来实现。
5. 数据处理和存储:数值化的图像数据会由扫描仪的控制电路进行处理,包括去除噪声、对比度调整等操作,最终生成完整的图像。
这些数据可以通过扫描仪连接的计算机或存储设备进行保存和编辑。
6. 显示和输出:扫描后的图像可以在计算机屏幕上显示,也可以通过打印机或其他输出设备进行输出。
输出的形式可以是纸
质打印件、电子文档或是图像文件。
总之,扫描仪工作原理是通过光学传感器将纸质文档或图片转换成数字化的图像,并进行后续的处理、存储和输出。
这种技术的应用使得纸质文档可以方便地进行电子化处理和传输。
3D扫描仪的原理及应用1. 介绍3D扫描仪是一种能够获取物体表面信息并将其转化为三维模型的设备。
它通过激光、摄像头或其他传感器来捕捉物体的几何形状和纹理信息,然后将其转化为数字化的三维数据。
这种技术具有广泛的应用领域,包括工业设计、医疗、文化遗产保护等。
2. 原理3D扫描仪的工作原理主要分为三步:扫描、点云处理和三维重建。
2.1 扫描使用激光、结构光或其他传感器来扫描物体表面。
激光扫描仪利用激光束照射物体表面,并通过相机来记录激光点的位置。
结构光扫描仪则利用投射特殊光源的光斑在物体表面形成特定的纹理图案,并通过相机来记录图案的形变。
传感器等扫描设备会记录物体表面的各种信息。
2.2 点云处理将扫描得到的数据转化为点云。
点云是一种由大量离散点构成的数据结构,每个点都包含了物体表面的坐标信息。
点云处理的目标是去除噪音、滤波和对点云进行精细化处理。
2.3 三维重建将点云数据转化为三维模型。
三维重建的方法有很多种,包括基于体素的方法、基于曲面重建的方法等。
这些方法可以将点云数据转化为平滑的三维表面模型,以供后续应用使用。
3. 应用3D扫描仪具有广泛的应用领域,以下是常见的应用领域。
3.1 工业设计在工业设计中,3D扫描仪可以用来获取现有产品的几何形状和纹理信息,以便进行产品改进、模型重建和快速原型制作等工作。
它可以提高设计师的工作效率,并减少产品开发的时间和成本。
3.2 艺术品复制在艺术品复制领域,3D扫描仪可以用来获取艺术品的几何形状和纹理信息,然后通过三维打印技术来复制艺术品。
这种技术可以用来保存文化遗产,保护珍贵艺术品,并可以使更多的人享受到艺术品的乐趣。
3.3 医疗在医疗领域,3D扫描仪可以用来获取患者的身体部位的几何形状和纹理信息。
这种技术可以用于手术模拟、个性化医疗器械的设计制造以及假肢的制作等方面。
它能够提升医生的诊断和治疗效果,为患者提供更好的医疗体验。
3.4 文化遗产保护3D扫描仪可以用来对文化遗产进行数字化保护。
激光扫描仪的工作原理与操作技巧激光扫描仪是一种常见的设备,广泛应用于建筑测绘、工业制造、医疗影像等领域。
它具备快速高效、高精度的特点,成为现代技术的一项重要工具。
本文将介绍激光扫描仪的工作原理以及操作技巧,帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、激光扫描仪的工作原理激光扫描仪利用激光束和传感器的相互作用,实现对目标物体的三维信息获取。
其工作原理主要包括以下几个步骤。
首先,激光发射器将一束激光束照射到目标物体上。
激光束具有单色性、高亮度和方向性强的特点,能够准确地探测目标物体表面。
接下来,激光束与目标物体表面相互作用,发生反射、散射或吸收等现象。
激光扫描仪的传感器会记录下激光束的反射时间和强度等相关信息。
然后,激光扫描仪通过内置的测距仪,计算出激光束从发射到接收所经历的时间差,进而确定激光束与目标物体之间的距离。
激光扫描仪还可以测量激光束的角度,从而获取目标物体的空间位置信息。
最后,激光扫描仪将获取的数据通过计算机处理,并生成相应的三维模型或点云数据。
这些数据可以作为后续工作的基础,如建筑设计、产品制造等。
二、激光扫描仪的操作技巧激光扫描仪的操作相对较为复杂,以下是一些常用的操作技巧,可以帮助读者熟练掌握该设备的使用。
1. 设定扫描参数:在使用激光扫描仪之前,首先需要设定扫描的参数,如扫描精度、扫描范围、扫描速度等。
根据实际需求和目标物体的特点进行设定,以保证所得到的数据准确性和可用性。
2. 准备目标物体:在扫描之前,需要准备好目标物体。
确保目标物体的表面清洁,减少因灰尘、油污等导致的扫描误差。
同时,目标物体的表面材质也会对扫描结果产生影响,因此选择合适的扫描参数非常重要。
3. 选择扫描路径:激光扫描仪通常采用逐点扫描的方式进行工作,因此选择合理的扫描路径可以提高扫描的效果。
根据目标物体的形状和大小,选择合适的扫描路径,尽量避免过度扫描或遗漏扫描的情况发生。
4. 控制扫描速度:扫描过程中,控制扫描仪的移动速度非常重要。
扫描仪的工作原理性能及应用
扫描仪是一种将纸质文件或照片数字化的设备。
它的工作原理是通过
光学传感器对纸质文件表面的图像进行扫描,并转换成数字信号,然后通
过计算机软件进行图像处理和存储,最终得到一个数字化的文件或图像。
扫描仪的核心部件是光学传感器,它通常采用CCD(电荷耦合器件)
或CIS(接触式图像传感器)技术。
CCD是一种高精度、高质量的传感器,可以通过感光元素来记录图像的细节,并将其转换成数字信号。
CIS则是
通过与纸张表面直接接触,利用传感器上的感光元件记录图像,并将其转
换成数字信号。
扫描仪的性能主要包括分辨率、色彩深度、扫描速度和介质支持等。
分辨率是指扫描仪能够感知和记录的图像细节的能力。
它通常用每英
寸像素数(dpi)来衡量,分辨率越高,所能记录的图像细节越丰富。
色彩深度是指扫描仪能够记录的颜色级数。
常见的色彩深度有24位、48位和96位等。
色彩深度越高,所能记录的颜色层次越丰富,图像质量
也越好。
扫描速度是指扫描仪每分钟能够扫描的页数。
扫描速度会受到扫描分
辨率、色彩深度以及文档类型等因素的影响。
扫描介质支持是指扫描仪能够支持的纸张类型和尺寸。
有些扫描仪支
持普通纸、名片、合同、照片等不同类型的介质,而有些扫描仪还可以支
持大幅面图像的扫描。
3D扫描仪的原理及应用论文1. 引言3D扫描技术是一种用于获取物体表面形状和几何信息的先进技术。
它通过将物体从不同角度进行扫描,并利用计算机图像处理技术将这些扫描数据转化为三维模型,可以广泛应用于工业设计、建筑设计、文化遗产保护等领域。
本文将介绍3D扫描仪的原理,并讨论其在不同应用领域中的具体应用。
2. 3D扫描仪的原理3D扫描仪主要通过利用光学、激光或光电等原理获取物体的三维信息。
以下为常见的几种3D扫描仪的工作原理:2.1 结构光扫描仪结构光扫描仪采用光斑产生器产生光线组成的结构光投射到物体表面,再通过相机捕捉物体表面所反射出的结构光。
通过分析结构光在物体表面的形变,可以反推出物体的形状和几何信息。
2.2 激光扫描仪激光扫描仪通过发射激光束到物体表面,并利用接收器接收被物体表面反射回来的激光束。
通过测量激光束的时间差和角度差,可以计算出物体表面点的三维坐标信息,从而重构出整个物体的三维模型。
2.3 相位测量扫描仪相位测量扫描仪利用光的相位差来测量物体表面的高程信息。
它通过将物体表面的光场与参考光场进行干涉,然后通过相位解调技术得到物体表面的形状信息。
2.4 TOF(时间飞行)扫描仪TOF扫描仪通过测量从扫描仪发射激光到激光返回的时间差来计算出物体表面的距离信息。
通过对激光在空气中的传播速度进行精确测量,可以得到物体表面点的三维坐标。
3. 3D扫描仪的应用3D扫描仪在多个领域都有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用领域:3.1 工业设计在工业设计领域,3D扫描仪可以快速获取产品原型的形状和几何信息,帮助设计人员进行产品设计和改进。
它可以提高产品设计的效率和准确性,减少试错成本和时间。
3.2 建筑设计在建筑设计领域,3D扫描仪可以用来扫描现有建筑物或建筑遗迹,获取其准确的三维模型。
这些模型可以用于建筑重建、遗产保护和建筑设计等方面。
3.3 文化遗产保护3D扫描仪可以用于文化遗产保护,帮助保存和恢复古建筑、文物和艺术品等宝贵文化遗产的形状和结构信息。
扫描仪的工作原理、性能及应用扫描仪是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备。
你可以利用扫描仪输入照片建立自己的电子影集;输入各种图片建立自己的网站;扫描手写信函再用E-mail发送出去以代替传真机;还可以利用扫描仪配合OCR 软件输入报纸或书籍的内容,免除键盘输入汉字的辛苦。
所有这些为我们展示了扫描仪不凡功能,它使我们在办公、学习和娱乐等各个方面提高效率并增进乐趣。
在选购扫描仪时,我们常常遇到许多难懂的专业技术名词,如光学分辨率(光学解析度)、最大分辨率(最大解析度)、色彩分辨率(色彩深度)、扫描模式、接口方式(连接界面)等等。
在使用扫描仪当中,又会遇到到扫描速度慢,占用硬盘空间多,以及一些不知所云的设置等诸多困扰。
然而说明书提供给我们的操作指导并不能让所有的人成为应用专家,即使照着说明书去进行某些设置,也不知道为什么要这样做,这无疑给我们用好用巧机器带来了障碍。
本文针对这些问题,从扫描仪的基本结构入手,阐述它的工作原理,使我们对每一项设置或操作都道原因,在应用水平上有一个提高。
一、扫描仪的工作原理扫描仪是图像信号输入设备。
它对原稿进行光学扫描,然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号,又将模拟电信号变换成为数字电信号,最后通过计算机接口送至计算机中。
扫描仪扫描图像的步骤是:首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上,原稿可以是文字稿件或者图纸照片;然后启动扫描仪驱动程序后,安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。
为了均匀照亮稿件,扫描仪光源为长条形,并沿y方向扫过整个原稿;照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙,形成沿x方向的光带,又经过一组反光镜,由光学透镜聚焦并进入分光镜,经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上,CCD将RGB光带转变为模拟电子信号,此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。
至此,反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号,最后通过串行或者并行等接口送至计算机。
扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息,随着沿y方向的移动,在计算机内部逐步形成原稿的全图。
在扫描仪获取图像的过程中,有两个元件起到关键作用。
一个是CCD,它将光信号转换成为电信号;另一个是A/D变换器,它将模拟电信号变为数字电信号。
这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标,同时也关系到我们选购和使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。
1.什么是CCD?CCD是Charge Couple Device的缩写,称为电荷耦合器件,它是利用微电子技术制成的表面光电器件,可以实现光电转换功能。
CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。
CCD芯片上有许多光敏单元,它们可以将不同的光线转换成不同的电荷,从而形成对应原稿光图像的电荷图像。
如果我们想增加图像的分辨率,就必须增加CCD上的光敏单元数量。
实际上,CCD的性能决定了扫描仪的x方向的光学分辨率。
2.什么是A/D变换器?A/D变换器是将模拟量(Analog)转变为数字量(Digital)的半导体元件。
从CCD获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号,就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同电平来表示,它们是连续变化的,即所谓模拟量。
A/D变换器的工作是将模拟量数字化,例如将0至1V的线性电压变化表示为0至9的10个等级的方法是:0至小于0.1V的所有电压都变换为数字0、0.1至小于0.2V的所有电压都变换为数字1……0.9至小于1.0V的所有电压都变换为数字9。
实际上,A/D变换器能够表示的范围远远大于10,通常是2^8=256、2^10=1024或者2^12=4096。
如果扫描仪说明书上标明的灰度等级是10bit,则说明这个扫描仪能够将图像分成1024个灰度等级,如果标明色彩深度为30bit,则说明红、绿、蓝各个通道都有1024个等级。
显然,该等级数越高,表现的彩色越丰富。
二、扫描仪的性能扫描仪按种类可以分为手持扫描仪,台式扫描仪和滚筒式扫描仪(鼓形扫描仪)。
价格方面,手持型在400~600元左右;台式机从1000至上万元不等;鼓形扫描仪的分辨率在8000dpi以上,动态范围,彩色位数等指标都较高,价格也不适合于一般家庭和办公室。
扫描仪的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率(色彩位数)、扫描幅面和接口方式等。
各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。
分辨率的单位是dpi,dpi是英文Dot Per Inch的缩写,意思是每英寸的像素点数。
1.什么是光学分辨率?光学分辨率是指扫描仪的光学系统可以采集的实际信息量,也就是扫描仪的感光元件——CCD的分辨率。
例如最大扫描范围为216mm×297mm(适合于A4纸)的扫描仪可扫描的最大宽度为8.5英寸(216mm),它的CCD含有5100个单元,其光学分辨率为5100点/8.5英寸=600dpi。
常见的光学分辨率有300×600、600×1200、1000×2000或者更高。
2.什么是最大分辨率?最大分辨率又叫做内插分辨率,它是在相邻像素之间求出颜色或者灰度的平均值从而增加像素数的办法。
内插算法增加了像素数,但不能增添真正的图像细节,因此,我们应更重视光学分辨率。
3.什么是色彩分辨率?色彩分辨率又叫色彩深度、色彩模式、色彩位或色阶,总之都是表示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标,它的单位是bit(位)。
色彩位确切的含义是用多少个位来表示扫描得到的一个像素。
例如:1bit只能表示黑白像素,因为计算机中的数字使用二进制,1bit只能表示两个值(21=2)即0和1,它们分别代表黑与白。
8bit可以表示256个灰度级(28=256),它们代表从黑到白的不同灰度等级。
24bit可以表示16777216种色彩(224=16777216),其中红(R)绿(G)蓝(B)各个通道分别占用8bit,它们各有2^8=256个等级,一般称24bit以上的色彩为真彩色,当然还有采用30bit、36bit、42bit的机种。
从理论上讲,色彩位数越多,颜色就越逼真,但对于非专业用户来讲,由于受到计算机处理能力和输出打印机分辨率的限制,追求高色彩位给我们带来的只会是浪费。
4.什么是TWAIN?TWAIN(Technology Without An Interesting Name)是扫描仪厂商共同遵循的规格,是应用程序与影像捕捉设备间的标准接口。
只要是支持TWAIN 的驱动程序,就可以启动符合这种规格的扫描仪。
例如在Microsoft Word中就可以启动扫描仪,方法是打开菜单栏的“插入”→“图片”→“来自扫描仪”。
利用Adobe Photoshop也可以做到这一点,方法是打开“File”→“Import”→“Select TWAIN_32 Source”。
5.什么是接口方式?接口方式(连接界面)是指扫描仪与计算机之间采用的接口类型。
常用的有USB接口、SCSI接口和并行打印机接口。
SCSI接口的传输速度最快,而采用并行打印机接口则更简便。
三、扫描仪的应用1.选择原稿类型扫描仪驱动程序的用户界面会提供扫描原稿类型的选择菜单。
“文件”适用于白纸黑字的原稿,扫描仪会按照1个位来表示黑与白两种像素,这样会节省磁盘空间。
“杂志和书籍”则适用于既有图片又有文字的图文混排稿样,扫描该类型兼顾文字和具有多个灰度等级的图片。
“照片”适用于扫描彩色照片,它要对红绿蓝三个通道进行多等级的采样和存储。
进行适当的选择可以在满足要求的情况下节省磁盘空间,不同的扫描仪,可能会提供不同的原稿类型选择。
2.分辨率与文件大小一般的扫描应用软件都可以在你预览原始稿样时自动计算出文件大小,但了解文件大小的计算方法更有助于你在管理扫描文件和确定扫描分辨率时作出适当的选择。
二值图像文件的计算公式是:水平尺寸×垂直尺寸×(扫描分辨率)2/8。
彩色图像文件的计算公式是:水平尺寸×垂直尺寸×(扫描分辨率)2×3。
例如用彩色RGB方式扫描一幅普通彩色照片(3R 3.5×5英寸),扫描分辨率为300DPI,那么得到的图像文件长度为5×3.5×3002×3=4725000字节即4.7MB(这个计算公式假设每一种颜色的色深是8位并且没有考虑图片的存储时的压缩算法,实际文件大小会因保存文件的格式差异与使用的色深有很大的不同)。
3.选择扫描分辨率扫描分辨率=放大系数×打印分辨率/N (N为打印机喷头色数)。
扫描分辨率越高得到的图像越清晰,但是考虑到如果超过输出设备的分辨率,再清晰的图像也不可能打印出来,仅仅是多占用了磁盘空间,没有实际的价值。
因此选择适当的扫描分辨率就很有必要。
4.使用OCR软件OCR是字符识别软件的简称,它是英文Optical character recognition的缩写,原意是光学字符识别。
它的功能是通过扫描仪等光学输入设备读取印刷品上的文字图像信息,利用模式识别的算法,分析文字的形态特征从而判别不同的汉字。
中文OCR一般只适合于识别印刷体汉字。
使用扫描仪加OCR可以部分地代替键盘输入汉字的功能,是省力快捷的文字输入方法。