63381

Цветные сканеры

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

В настоящее время существует несколько технологий для получения цветных сканируемых изображений. Один из наиболее общих принципов работы цветного сканера заключается в следующем. Сканируемое изображение освещается уже не белым цветом...

Русский

2014-06-19

82.5 KB

3 чел.

Цветные сканеры.

В настоящее время существует несколько технологий для получения цветных сканируемых изображений. Один из наиболее общих принципов работы цветного сканера заключается в следующем. Сканируемое изображение освещается уже не белым цветом, а через вращающийся RGB-светофильтр (рис. 2). Для каждого из основных цветов (красного, зеленого и синего) последовательность операций практически не отличается от последовательности действий при сканировании черно-белого изображения. Исключение составляет, пожалуй, только этап предварительной обработки и гамма-коррекции цветов, перед тем как информация передается в компьютер. Понятно, что этот этап является общим для всех цветных сканеров.

В результате трех проходов сканирования получается файл, содержащий образ изображения в трех основных цветах — RGB (образ композитного сигнала). Если используется восьмиразрядный АЦП, который поддерживает 256 оттенков для одного цвета, то каждой точке изображения ставится в соответствие один из 16,7 миллиона возможных цветов (24 разряда). Сканеры, использующие подобный принцип действия, выпускаются, например, фирмой Microtek.


Блок-схема цветного сканера с вращающимся RGB-фильтром.

Надо отметить, что наиболее существенным недостатком описанного выше метода является увеличение времени сканирования в три раза. Проблему может представлять также «выравнивание» пикселов при каждом из трех проходов, так как в противном случае возможно размывание оттенков и «смазывание» цветов.

В сканерах известных японских фирм Epson и Sharp, как правило, вместо одного источника света используется три, для каждого цвета отдельно. Это позволяет сканировать изображение всего за один проход и исключает неверное «выравнивание» пикселов. Сложности этого метода заключаются обычно в подборе источников света со стабильными характеристиками.Другая японская фирма — Seiko Instruments — разработала Цветной планшетный сканер SpectraPoint, в котором элементы ПЗС были заменены фототранзисторами. На ширине 8,5 дюйма размещено 10200 фототранзисторов, расположенных в три колонки по 3400 в каждой. Три цветных фильтра (RGB) устроены так, что каждая колонка фототранзисторов воспринимает только один основной цвет. Высокая плотность интегральных фототранзисторов позволяет достигать хорошей разрешающей способности — 400 dpi (3400/8,5) — без использования редуцирующей линзы.

Блок-схема сканера с dichroic-фильтрами.

Принцип действия цветного сканера ScanJet Iic фирмы Hewlett Packard несколько иной. Источник белого света освещает сканируемое изображение, а отраженный свет через редуцирующую линзу попадает на трех полосную ПЗС через систему специальных фильтров, которые и разделяют белый свет на три компонента: красный, зеленый и синий.

Физика работы подобных фильтров связана с явлением дихроизма, заключающегося в различной окраске одноосных кристаллов в проходящем белом свете в зависимости от положения оптической оси. В рассматриваемом случае фильтрация осуществляется парой таких фильтров, каждый из которых представляет собой «сэндвич» из двух тонких и одного более толстого слоя кристаллов. Первый слой первого фильтра отражает синий свет, но пропускает зеленый и красный. Второй слой отражает зеленый свет и пропускает красный, который отражается только от третьего слоя. Во втором фильтре, наоборот, от первого слоя отражается красный свет, от второго — зеленый, а от третьего — синий. После системы фильтров разделенный красный, зеленый и синий свет попадает на собственную полосу ПЗС, каждый элемент которого имеет размер около 8 мкм. Дальнейшая обработка сигналов цветности практически не отличается от обычной. Заметим, что подобный принцип работы (с некоторыми отличиями, разумеется) используется и в цветных сканерах фирмы Ricoh.

Черно-белые сканеры.

Принцип работы черно-белого сканера. Сканируемое изображение освещается белым светом, получаемым, как правило, от флуоресцентной лампы. Отраженный свет через редуцирующую (уменьшающую) линзу попадает на фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый прибором с зарядовой связью ПЗС (Change- Coupled Device, CCD), в основу которого положена чувствительность проводимости p-n-перехода обыкновенного полупроводникового диода к степени его освещенности. На p-n-переходе создается заряд, который рассасывается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем выше скорость рассасывания, тем больший ток проходит через диод.

Каждая строка сканирования изображения соответствует определенным значениям напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения преобразуются в цифровую форму либо через аналого-цифровой преобразователь АЦП (для полутоновых сканеров), либо через компаратор (для двухуровневых сканеров).

Компаратор сравнивает два значения (напряжение или ток) от ПЗС и опорное (рис. 1), причем в зависимости от результата сравнения на его выходе формируется сигнал 0 (черный цвет) или 1 (белый). Разрядность АЦП для полутоновых сканеров зависит от количества поддерживаемых уровней серого цвета. Например, сканер, поддерживающий 64 уровня серого, должен иметь 6-разрядный АЦП. Каким образом сканируется каждая следующая строка изображения, целиком зависит от типа используемого сканера. Напомним, что у планшетных сканеров движется сканирующая головка, а в рулонных сканерах она остается неподвижной, потому что движется носитель с изображением — бумага.

Трехмерный сканер системы распознавания 3D Guard 

Принцип действия трёхмерного сканера основан на параллаксном методе регистрации образов объектов при использовании структурированной подсветки. Проектор формирует на поверхности объекта изображение структурированного сигнала, которое регистрируется телевизионной камерой. Так как визирная ось регистратора составляет некоторый параллаксный угол с визирной осью проектора, то регистрируемые полосы имеют искривления, пропорционально зависящие от формы регистрируемого объекта. Таким образом, форма зарегистрированных полос содержит информацию о трёхмерном образе объектов.

Назначение:
• Синтез трёхмерного образа объекта.

Преимущества по сравнению с аналогами:
• в системе подсветки используются источники, излучение которых безопасно и незаметно для человеческого зрения;
• оригинальные алгоритмы обработки сигналов позволяют достигнуть высокой точности синтеза трёхмерного образа.

Технические характеристики:
• Диапазон расстояний до объектов при регистрации от 50 до 200 см.
• Погрешность оценки размеров объектов, не более 1 мм на расстоянии 80 см.
• Частота сканирования 25 Гц.

Области применения:
• Системы идентификации личности, контроль формы и размеров сложных фасонных деталей, мультимедийные приложения и прочее.

В настоящее время система распознавания личностей 3D Guard находится в разработке.

Рисунки ПУ   http://www.hi-edu.ru/x-books/xbook138/01/illustracyi.htm

Лекции  www.hi-edu.ru/x-books/xbook138/

Лекции  http://www.dvgu.ru/meteo/Intra/Orgtech.htm#Lect1

Лекции  http://www.klgtu.ru/ru/students/literature/inf_asu/1290.html


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1984. Уголовно-правовая характеристика нарушения правил обращения экологически опасных веществ и отходов 1.14 MB
  Правовое регулирование общественных отношений в сфере охраны окружающей среды. Юридическая природа уголовной ответственности за нарушение правил обращения экологически опасных веществ и отходов. Проблемы совершенствования правоприменительной практики и квалификация нарушения правил обращения экологически опасных веществ и отходов.
1985. Управление культурными процессами на кавказских минеральных водах в XIX начале XX веках 1.14 MB
  СТАНОВЛЕНИЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ КУЛЬТУРНОЙ ПОЛИТИКИ НА КАВКАЗСКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОДАХ В ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЕ XIX ВЕКА. ФОРМИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ КУЛЬТУРНОЙ ПОЛИТИКИ НА КАВКАЗСКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОДАХ В ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЕ XIX ВЕКА. РОЛЬ ОБЩЕСТВЕННЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ КАК НОВЫХ СУБЪЕКТОВ КУЛЬТУРНОЙ ПОЛИТИКИ.
1986. Разработка биотехнологии вакцины чумной живой сухой со сниженным количеством человеко-доз в производственной упаковке (ампуле) 1.14 MB
  Современное состояние и перспективы совершенствования эффективности чумных вакцин. Пути совершенствования биологических показателей вакцины чумной живой на этапах сведения, разлива и лиофилизации бактериальной суспензии. Смыв бактериальной массы с поверхности агара с последующим приготовлением необходимой концентрации микробных клеток, разлив, лиофилизация вакцины. Изучение реактогенности различных образцов вакцины чумной живой сухой.
1987. Политический терроризм: детерминация и формы проявления 1.13 MB
  Политический терроризм: категориальный анализ. Политический терроризм и другие виды политического насилия: грани соотношения. Политический терроризм как форма этнического экстремизма. Основные направления преодоления политического терроризма.
1988. Жанр письмо вождю в тоталитарную эпоху 1.13 MB
  Письмо вождю в русле мировой и русской эпистолярной традиции. Жанровая специфика. Причины актуализации. Письмо вождю: жанровые разновидности. Образ адресанта.
1989. Миграционные процессы на Ставрополье во второй половине ХХ века: историко-культурный аспект. 1.11 MB
  Миграция как социально-демографический процесс. Теоретические аспекты миграционных процессов. Исторические традиции и новации в миграционных процессах на Ставрополье во второй половине ХХ века. Проблемы социокультурной жизни Ставрополья через призму миграций. Национально-культурное взаимодействие мигрантов с местным населением.
1990. Разраничение полномочий между органами государственной власти Российской Федерации и ее субъектов по предметам совместного ведения 1.12 MB
  Теоретические основы разграничения полномочий между органами государственной власти Российской Федерации и ее субъектов по предметам совместного ведения. Совершенствование конституционно-правовых основ разграничения полномочий между органами государственной власти Российской Федерации и ее субъектов по предметам совместного ведения.
1991. Эффективная работа SolidWorks 2005 36.34 MB
  Построение эскизов твердотельных моделей, добавление на эскиз геометрических взаимосвязей. Альтернативные методики простановки размеров и параметров элементов. Профессиональные инструменты моделирования.
1992. Русско-Французский билингвизм российского дворянства первой половины XIX века 1.13 MB
  Билингвизм как культурный феномен. Коммуникативные ситуации и речевой этикет в условиях русско-французского билингвизма русский дворян начала XIX века. Дворянское эпистолярное наследие первой половины XIX века с точки зрения билингвизма.