Сканер — это устройство ввода в компьютер информации непосредственно с бумажного документа. Это могут быть тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другая информация. Сканер, подобно копировальному аппарату, создает копию изображения бумажного документа, но не на бумаге, а в электронном виде — формируется электронная копия изображения.
Сканеры являются важнейшим звеном электронных систем обработки документов и необходимым элементом любого «электронного стола». Записывая результаты своей деятельности в файлы и вводя информацию с бумажных документов в ПК с помощью сканера, объединенного с системой автоматического распознавания образов, можно сделать реальный шаг к созданию систем безбумажного делопроизводства.
Сканеры весьма разнообразны, и их можно классифицировать по целому ряду признаков. Прежде всего, сканеры бывают черно-белые и цветные.
Черно-белые сканеры позволяют считывать штриховые и полутоновые изображения. Штриховые изображения не передают полутонов, или, иначе, градаций серого. Полутоновые способны распознать и передать 16, 64 или 256 уровней серого цвета.
Цветные сканеры работают и с черно-белыми, и с цветными оригиналами. В первом случае они так же пригодны для считывания и штриховых, и полутоновых изображений.
В цветных сканерах используется цветовая модель RGB (Red — Green — Blue): сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB-светофильтр или последовательно зажигаемыми тремя цветными лампами. Сигнал, соответствующий каждому основному цвету, обрабатывается отдельно: для этого имеются параллельные линейки датчиков, каждая из которых воспринимает свой цвет.
Число передаваемых цветов колеблется от 256 до 65 536 (стандарт HighColor), и даже до 16,7 млн (стандарт TrueColor).
Разрешающая способность сканеров измеряется в количестве различаемых точек на дюйм изображения и составляет от 300 до 9600 dpi.
Качество сканирования зависит от типа используемых в сканере датчиков — элементов, воспринимающих оптическое изображение оригинала. В современных моделях применяются два типа фотоэлементов:
□ CCD (Charged Couple Device — прибор с зарядовой связью);
□ CIS (Contact Image Sensor — контактный сенсор образа).
При использовании матрицы или линейки фотоэлементов CCD дополнительно применяется оптическая система, содержащая зеркала, призму, объектив. Матрица (линейка) фотоэлементов CIS имеет ширину, равную ширине рабочей области сканера. Дополнительной оптической системы в этом варианте не требуется, так как линейка непосредственно воспринимает световой поток от оригинала.
CIS-системы несколько дешевле и более быстродействующие, но имеют меньший динамический диапазон и обеспечивают небольшую глубину резкости, поэтому менее качественно передают изображение. Для качественного сканирования цветных изображений и фотографий следует применять сканеры с CCD-датчиками, ибо цветопередачу они обеспечивают существенно лучшую.
В сканирующем устройстве также применяются:
□ источник света (как правило, лампа с холодным катодом; в цветных сканерах часто используются красные, зеленые и голубые светоизлучающие диоды);
□ шаговый двигатель, перемещающий в зависимости от конструкции оригинал, источник света или линейку датчиков;
□ аналого-цифровой преобразователь для передачи информации компьютеру;
□ интерфейс (LPT, SCSI, USB и др.) для подключения к компьютеру.
В программной части сканера должны быть предусмотрены драйверы (обычно стандарта TWAIN (иногда трактуемого как Tool Without Any Interesting Name -инструмент без какого-либо интересного имени) и программы распознавания образов OSR (Optical Character Recognition).
По конструктивному исполнению сканеры делятся на ручные (hand-held) и настольные (desktop). Есть и комбинированные устройства, сочетающие в себе возможности обоих типов.
Настольные, в свою очередь, классифицируются на планшетные (flatbed), с полистовой подачей (роликовые, sheet-fed) и проекционные (overhead).
Особняком стоят слайд-сканеры, считывающие изображение с прозрачных носителей, диапозитивов, позволяющие, в частности, производить оцифровку кадров с фотопленок. Разрешение современных сканеров, например 1200 х 2400 dpi, позволяет получить кадр сравнимый по качеству с кадром 4-мегапиксельного цифрового фотоаппарата, а разрешение 3200 х 6400 dpi обеспечивает качество лучшее, нежели фотография, полученная на хорошей мелкозернистой фотопленке. К обычным сканерам выпускаются слайд-модули, но они высокого качества сканирования, как правило, не обеспечивают.
Основные характеристики сканеров:
□ Оптическое разрешение — определяется как количество светочувствительных элементов в сканирующей матрице, разделенное на ширину рабочей области. Выражается в точках на дюйм (dots per inch, dpi).
□ Механическое разрешение - количество раз считывания информации, поделенное на длину пути, пройденного за это время линейкой датчиков (обычно равное или в 2 - 4 раза большее оптического разрешения).
□ Высокое разрешение необходимо, как правило, только для комфортного визуального восприятия. Для нормальной работы программ распознавания образов (см. далее) вполне достаточно значения 300 dpi, а для публикации картинок на интернет-сайтах и того меньше — 80 dpi.
□ Интерполяционное (программное, логическое) разрешение — произвольно выбранное разрешение, для получения которого драйвер сканера рассчитывает недостающие точки. Это разрешение зависит от алгоритма, используемого программным драйвером, и может достигать 20 000 dpi.
□ Разрядность (глубина цвета) — определяет степень подробности информации об отсканированной точке изображения. Чем больше разрядов (битов) используется для представления отдельной точки изображения, тем более подробна информация о ней. Так, например, глубине цвета в один бит соответствуют два цвета — черный и белый, и, соответственно, точка может быть или черной, или белой. Восьми битам соответствует 256 цветов (как правило, это градации серого). Достаточной глубиной цвета является 24 бит, когда на каждый компонент цвета — красный, синий, зеленый — отводится 8 бит и, соответственно, 256 градаций. В совокупности это дает 16,7 млн возможных комбинаций цветов. Более тонкие оттенки человеческий глаз не различает.
□ Динамический диапазон сканера характеризует его способность различать близлежащие оттенки (прежде всего это касается темных областей оригинала). Динамический диапазон можно определить как разницу между самым светлым оттенком, который сканер отличает от белого, и самым темным, но отличимым от черного. Измеряется динамический диапазон в специальных единицах, именуемых D. Теоретически 24-разрядный сканер может иметь диапазон 2,4 D, а 36-разрядный — 3,6 D. Для повседневной работы вполне достаточна величина и 2,4 D, и лишь для художественных цветных и полутоновых изображений требуется 3,0 D.
□ Скорость сканирования определяется по-разному: и в миллиметрах в секунду, и в листах в минуту, но чаще в количестве секунд, затрачиваемых на сканирование одной страницы. Следует иметь в виду, что связь между скоростью сканирования и качеством получаемого изображения в большинстве случаев отсутствует, равно как и связь между скоростью сканирования цветного и черно-белого изображений.