Bildscanner

Ein Flachbettscanner. Dokumente oder Bilder werden unter der Abdeckung verspielt (hier geschlossen).

Ein Bildscanner—Schierter Abkürzung zu gerecht Scanner- Ist ein Gerät, das Bilder optisch scannt, gedruckte Text, Handschrift oder ein Objekt und konvertiert es in a digitales Bild. In Büros häufig verwendet werden Variationen des Desktops Flachbettscanner wo das Dokument zum Scannen auf ein Glasfenster platziert wird. Handscanner, wo das Gerät von Hand bewegt wird, hat sich von Text Scannen "Zauberstäbe" zu entwickelt 3D -Scanner Wird für Industriedesign, Reverse Engineering, Test und Messung verwendet, Orthesen, Gaming und andere Anwendungen. Mechanisch angetriebene Scanner, die das Dokument bewegen, werden normalerweise für Dokumente mit großformatischen Dokumenten verwendet, bei denen ein Flachbettdesign unpraktisch wäre.

Moderne Scanner verwenden normalerweise a Ladungsgekoppelte Gerät (CCD) oder a Kontakt Bildsensor (Cis) als Bildsensor, während Schlagzeugscannerfrüher entwickelt und immer noch für die höchstmögliche Bildqualität verwendet, verwenden Sie a Fotomultiplier Rohr (PMT) als Bildsensor. EIN Drehscanner, Wird für das Scannen von Hochgeschwindigkeitsdokumenten verwendet, wird eine Art Drum-Scanner, der ein CCD-Array anstelle eines Fotomultiplierers verwendet. Nicht kontakt Planetenscanner Fotografieren Sie im Wesentlichen empfindliche Bücher und Dokumente. Alle diese Scanner produzieren zweidimensionale Bilder von Probanden, die normalerweise flach, aber manchmal fest sind; 3D-Scanner erstellen Informationen zur dreidimensionalen Struktur fester Objekte.

Digitalkameras Kann für die gleichen Zwecke wie engagierte Scanner verwendet werden. Im Vergleich zu einem echten Scanner unterliegt ein Kamerabild ein gewisses Maß an Verzerrung, Reflexionen, Schatten, niedrig Bildstabilisierung). Die Auflösung reicht für weniger anspruchsvolle Anwendungen aus. Digitalkameras bieten Vorteile von Geschwindigkeit, Tragbarkeit und nicht kontaktischer Digitalisierung dicker Dokumente, ohne die Buchwirbelsäule zu beschädigen. Im Jahr 2010 kombinierten Scantechnologien 3D-Scanner mit Digitalkameras, um farbige, foto-realistische 3D-Modelle von Objekten zu erstellen.^[1]

Scans werden normalerweise von einem Computer heruntergeladen, an den das Gerät beigefügt ist. Einige Scanner können Scans auf eigenständigen Flash -Medien (z. B. Speicherkarten und USB -Sticks) speichern.^[2]

Im biomedizinischen Forschungsgebiet Erkennungsgeräte für DNA Microarrays werden auch Scanner genannt. Diese Scanner sind hochauflösende Systeme (bis zu 1 µm/ Pixel), ähnlich wie Mikroskope. Die Erkennung erfolgt über CCD oder eine Photomultiplikatorröhre.

Geschichte der Scanner

Pantelegraph

Casellis Pantelegraph -Mechanismus

Belinograph BEP2V Wirphoto -Maschine von Edouard Bélin, 1930

Moderne Scanner gelten als Nachfolger früh Teleographie und Fax Eingabegeräte.

Das Pantelegraph (Italienisch: Pantelegrafo; Französisch: Pantélégraphe) war eine frühe Form von Faksimile -Maschine Übertragung über normale Telegraphenlinien, die durch entwickelt wurden, durch Giovanni CaselliIn den 1860er Jahren wurde dies das erste solche Gerät, das den praktischen Service eingab. Es wurde Elektromagnette verwendet, um die Bewegung von Pendel an der Quelle und am entfernten Ort zu fahren und zu synchronisieren, um Bilder zu scannen und zu reproduzieren. Es könnte Handschrift, Signaturen oder Zeichnungen in einem Bereich von bis zu 150 × 100 mm übertragen.

Édouard Belin's Belinograph von 1913, gescannt mit a Fotozelle und über gewöhnliche Telefonleitungen übertragen, bildete die Grundlage für den AT & T Wirephoto -Dienst. In Europa wurden ähnliche Dienste wie ein Wirphoto als a genannt Belino. Es wurde von Nachrichtenagenturen von den 1920er bis Mitte der neunziger Jahre verwendet und bestand aus einer rotierenden Trommel mit einem einzelnen Fotodetektor mit einer Standardgeschwindigkeit von 60 oder 120 U / min (spätere Modelle bis zu 240 U / min). Sie senden ein lineares Analogon Am Signal über Standard -Telefonsprachlinien zu Rezeptoren, die die proportionale Intensität auf speziellem Papier synchron drucken. Farbfotos wurden als drei getrennt gesendet RGB Filterte Bilder nacheinander, jedoch nur für besondere Ereignisse aufgrund der Übertragungskosten.

Typen

Trommel

Der erste Bildscanner, der für die Verwendung mit einem Computer entwickelt wurde, war ein Drum -Scanner. Es wurde 1957 in den USA erbaut Nationales Büro für Standards von einem Team angeführt von Russell A. Kirsch. Das erste Bild, das jemals auf dieser Maschine gescannt wurde, war ein 5-cm-Quadratfoto von Kirschs damals drei Monate alter Sohn Walden. Das Schwarz und weiß Bild hatte eine Auflösung von 176 Pixel Auf einer Seite.^[3]

Schlagzeugscanner Bildinformationen erfassen mit Fotomultiplikatorröhrchen (PMT) und nicht die Ladungsgekoppelte Gerät (CCD) Arrays in Flachbettscannern und kostengünstig Filmscanner. "Reflektierende und übertragende Originale werden auf einem Acrylzylinder montiert, der Scannertrommel, die mit hoher Geschwindigkeit dreht, während das Objekt vor Präzisionsoptiken gescannt wird, die Bildinformationen an die PMTs liefern. Moderne Farbtrommel -Scanner verwenden drei übereinstimmende PMTs,: Das lesen rotes, blaues und grünes Licht. Licht aus dem ursprünglichen Kunstwerk ist in separate rote, blaue und grüne Balken in der optischen Bank des Scanners mit dichroischen Filtern aufgeteilt. "^[4] Photomultiplierer bieten einen überlegenen Dynamikbereich und aus diesem Grund können Drum -Scanner mehr Details aus sehr dunklen Schattenbereichen einer Transparenz extrahieren als Flachbettscanner unter Verwendung von CCD -Sensoren. Der kleinere Dynamikbereich der CCD -Sensoren im Vergleich zu Photomultiplikator -Röhren kann zu einem Verlust von Schattendetails führen, insbesondere beim Scannen von sehr dichten Transparenzfilm.^[5] Während die Mechaniker vom Hersteller variieren, gehen die meisten Drum -Scanner Licht aus Halogenlampen obwohl ein Fokussiersystem sowohl reflektierende als auch übertragende Originale beleuchtet.

Der Drum Scanner hat seinen Namen vom klaren Acrylzylinder, der Trommel, auf der das Original -Kunstwerk zum Scannen montiert ist. Abhängig von der Größe ist es möglich, Originale bis zu 20 x 28 Zoll (510 mm × 710 mm) zu montieren. Die maximale Größe variiert jedoch vom Hersteller. "Eines der einzigartigen Merkmale von Drum Scannern ist die Fähigkeit, die Probenfläche und die Blendengröße unabhängig voneinander zu steuern. Die Probengröße ist der Bereich, den der Scanner -Encoder liest, um ein einzelnes Pixel zu erstellen. Die Blende ist die tatsächliche Öffnung, die Licht in die optische Optik ermöglicht Bank des Scanners. Die Fähigkeit, die Blende und die Probengröße getrennt zu steuern, sind besonders nützlich, um das Filmkorn beim Scannen von Schwarz-Weiß- und Farbnegativen zu glätten. "^[4]

Während Trommelcanner in der Lage sind, sowohl reflektierende als auch übertragende Kunstwerke zu scannen, kann ein von guter Qualität flacher Scanner gute Scans aus reflektierenden Kunstwerken erzeugen. Infolgedessen werden Drum-Scanner selten verwendet, um Drucke zu scannen, da hochwertige, kostengünstige Flachbettscanner leicht verfügbar sind. In Film ist jedoch weiterhin das Tool der Wahl für High-End-Anwendungen. Da der Film an der Scannertrommel nass montiert werden kann, die Schärfe und Maskenstaub und Kratzer verbessert. Aufgrund der außergewöhnlichen Empfindlichkeit der PMTs können Drum-Scanner sehr subtile Details in Film-Originalen erfassen.

Die Situation zum 2014^{[aktualisieren]} war, dass nur wenige Unternehmen weiterhin Drum -Scanner herstellten und Service -Scanner herstellten. Während die Preise für neue und gebrauchte Einheiten von Anfang des 21. Jahrhunderts zurückgingen, waren sie immer noch viel teurer als CCD -Flachbett- und Filmscanner. Die von Flachbettscannern hergestellte Bildqualität hatte sich so weit verbessert, dass die besten für viele Grafik-Arts-Operationen geeignet waren, und sie ersetzten in vielen Fällen Schlagzeugscanner, da sie günstiger und schneller waren. Drum Scanner mit ihrer überlegenen Auflösung (bis zu 24.000 PPI), Farbabstufung und Wertstruktur wurden weiterhin zum Scannen von Bildern verwendet, die vergrößert werden sollen, und für die Archivierung von Fotografien in Museumsqualität und die Druckproduktion hochwertiger Bücher und Zeitschriftenwerbung. Als Second-Hand-Drum-Scanner zahlreicher und kostspieliger wurden, erwarben sie viele feine Kunstfotografen.

Flachbett

Diese Art von Scanner wird manchmal als reflektierender Scanner bezeichnet, da er weiß, indem weißes Licht auf das Objekt leuchtet, das gescannt werden soll, und die Intensität und Farbe des daraus reflektierten Lichts liest, normalerweise eine Linie. Sie sind für das Scannen von Drucken oder andere flache, undurchsichtige Materialien konzipiert, einige verfügen jedoch über Transparenzadapter, die aus mehreren Gründen in den meisten Fällen nicht sehr gut zum Scannen von Film geeignet sind.^[6]

CCD -Scanner

"Ein Flachbettscanner besteht normalerweise aus einer Glasscheibe (oder Platten), unter dem es ein helles Licht gibt (oft Xenon, LED oder kalte Kathodenfluoreszenz) das beleuchtet den Bereich und ein sich bewegendes optisches Array in CCD Scannen. Scanner vom CCD-Typ enthalten typischerweise drei Zeilen (Arrays) von Sensoren mit roten, grünen und blauen Filtern. "^[7]

Cis scanner

Scannereinheit mit cis. A: zusammengebaut, b: zerlegt; 1: Gehäuse, 2: Leichter Leiter, 3: Objektive, 4: Chip mit zwei RGB-LEDS, 5: cis

Kontaktbildsensor (CIS) Das Scannen besteht aus einem beweglichen Satz Rot, Grün und Blau LEDs für die Beleuchtung und eine verbundene monochromatische Beleuchtung gestrocknet Fotodiode Array unter einem Stangenlinsenarray für die leichte Sammlung. "Die zu scannierten Bilder werden mit dem Gesicht nach unten auf das Glas gelegt, eine undurchsichtige Abdeckung wird abgesenkt, um das Umgebungslicht auszuschließen, und das Sensor -Array und die Lichtquelle bewegen sich über den Scheibe und lesen den gesamten Bereich. Ein Bild ist daher für den Detektor sichtbar Nur wegen des Lichts, das es reflektiert, funktionieren transparente Bilder nicht auf diese Weise und erfordern spezielle Zubehör, die sie von der Oberseite beleuchten. Viele Scanner bieten dies als Option an. "^[7]

Film

DSLR -Kamera und Dia Scanner

Diese Art von Scanner wird manchmal als Folien- oder Transparenzscanner bezeichnet und ermöglicht es, einen eng fokussierten Lichtstrahl durch den Film zu übergeben und die Intensität und Farbe des Lichts zu lesen, das entsteht.^[6] "Normalerweise werden ungeschnittene Filmstreifen von bis zu sechs Frames oder vier montierte Folien in einen Träger eingefügt, der von a bewegt wird Schrittmotor über einen Objektiv- und CCD -Sensor im Scanner. Einige Modelle werden hauptsächlich für selbe Scans verwendet. Filmscanner variieren sehr in Preis und Qualität. "^[8] Die kostengünstigsten Filmscanner können für weniger als 50 US-Dollar erhalten werden und können für bescheidene Bedürfnisse ausreichen. Von dort aus neigen sie in gestaffeltem Qualitätsniveau und fortgeschrittenen Merkmalen über fünf Figuren. "Die Besonderheiten variieren je nach Marke und Modell und die Endergebnisse werden stark durch die Raffinesse des optischen Systems des Scanners und, ebenso wichtig, die Raffinesse der Scan -Software bestimmt."^[9]

Rollenscanner

Scanner sind verfügbar, die ein flaches Blatt über das Scanelement zwischen rotierenden Rollen ziehen. Sie können nur Einzelblätter bis zu einer bestimmten Breite verarbeiten (typischerweise etwa 210 mm, die Breite vieler gedruckter Buchstaben und Dokumente), können jedoch sehr kompakt sein, wobei nur ein Paar schmale Walzen erforderlich ist, zwischen denen das Dokument übergeben wird. Einige sind tragbar, angetrieben von Batterien und mit eigenem Speicher, übertragen schließlich gespeicherte Scans auf einen Computer über a USB oder eine andere Schnittstelle.

3D -Scanner

3D -Scanner sammeln Daten über die dreidimensional Form und Aussehen eines Objekts.

Planetenscanner

Planetenscanner scannen ein empfindliches Objekt ohne physischen Kontakt.

Hand

Handscanner werden über das von Hand abgebildete Thema bewegt. Es gibt zwei verschiedene Typen: Dokument- und 3D -Scanner.

Handdokumentscanner

Ein Handscanner mit seinem Schnittstellenmodul.

Handheld-Dokumentscanner sind manuelle Geräte, die über die Oberfläche des Bildes gezogen werden, die von Hand gescannt werden sollen. Das Scannen von Dokumenten auf diese Weise erfordert eine konstante Hand, da eine ungleiche Scanrate verzerrte Bilder erzeugt. Ein Indikatorlicht am Scanner zeigt an, ob die Bewegung zu schnell ist. Sie haben normalerweise eine "Start" -Taste, die vom Benutzer für die Dauer des Scans gehalten wird. Einige Schalter zum Einstellen der optische Auflösung; und eine Walze, die einen Taktpuls für die Synchronisation mit dem Computer erzeugt. Ältere Handscanner waren einfarbigund produzierte Licht aus einer Reihe von Grün LEDs das Bild zu beleuchten ";^[8] Später scannen Sie nach Wunsch ein Monochrom oder eine Farbe. Ein Handscanner kann ein kleines Fenster haben, durch das das gescannte Dokument angezeigt werden kann. In den frühen neunziger Jahren hatten viele Handscanner ein proprietäres Schnittstellenmodul, das für einen bestimmten Computertyp spezifisch ist, wie ein Atari st oder Commodore Amiga. Seit der Einführung des USB -Standards ist es die am häufigsten verwendete Schnittstelle. Da Handscanner viel schmaler sind als die meisten normalen Dokument- oder Buchgrößen, benötigt Software (oder der Endbenutzer), um mehrere schmale "Streifen" von gescanntem Dokument zu kombinieren, um den fertigen Artikel zu erstellen.

Kostengünstig tragbar Batteriebetriebene "Glide-Over"-Handscanner, die in der Regel einen Bereich wie ein normaler Buchstabe scannen können und bis 2014 viel länger verfügbar ist^{[aktualisieren]}.

Hand 3D -Scanner

Handheld -3D -Scanner werden in Industriedesign, Reverse Engineering, Inspektion und Analyse, digitale Fertigung und medizinische Anwendungen verwendet. "Um die ungleichmäßige Bewegung der menschlichen Hand auszugleichen, stützen sich die meisten 3D -Scansysteme auf die Platzierung von Referenzmarkern, typischerweise klebungsliche reflektierende Registerkarten, die der Scanner verwendet, um Elemente auszurichten und Positionen im Raum zu markieren."^[8]

tragbar

Bildscanner werden normalerweise in Verbindung mit a verwendet Computer Dies steuert den Scanner und speichert Scans. Entweder kleine tragbare Scanner Rollengefühle oder "Gleitübergreifung" Hand-Operiert, betrieben von Batterien und mit Speicherfunktion, können von einem Computer weggebracht werden. Gespeicherte Scans können später übertragen werden. Viele können sowohl kleine Dokumente wie Visitenkarten als auch bis zu Quittungen sowie Dokumente in Briefgröße scannen.

Tastaturdokumentscanner

Beispiel für den Bildgebungs-Tastatur-Scanner

Ein in eine Computertastatur eingebettete Dokumentscanner stellt ihn bei Bedarf zur Verfügung, nimmt jedoch keinen zusätzlichen Platz ein, da er in der Computertastatur erstellt wurde.

Smartphone Scanner App

Die an einigen Smartphones angepassten Kameras mit höherer Auflösung können angemessene Dokumenten-Scans erzeugen Betriebssysteme, um den Hintergrund einer Seite, die korrekte Perspektivenverzerrung aufzuhellen, damit die Form eines rechteckigen Dokuments korrigiert, in Schwarzweiß umgewandelt wird usw. Viele solche Apps können mehrere Seiten Dokumente mit aufeinanderfolgenden Kamera-Expositionen scannen und diese entweder ausgeben als einzelne Datei oder mehrere Seitendateien. Einige Smartphone -Scan -Apps können Dokumente direkt an Online -Speicherorten speichern, wie z. Dropbox und EvernoteSenden Sie per E-Mail- oder Faxdokumente per E-Mail-to-Fax-Gateways.

Smartphone -Scanner -Apps können weitgehend in drei Kategorien unterteilt werden:

1. Dokument -Scan -Apps, die hauptsächlich für Dokumente und Ausgabe von PDF und manchmal JPEG -Dateien ausgelegt sind
2. Foto -Scanning -Apps, die JPEG -Dateien ausgeben und Bearbeitungsfunktionen haben, die für Foto und nicht für die Bearbeitung von Dokumenten nützlich sind.
3. Barcode-ähnlich QR-Code Scannen von Apps, die dann das Internet nach Informationen durchsuchen, die dem Code zugeordnet sind.^[10]

Scan -Qualität

Farbscanner lesen typischerweise RGB (Rotgrüne blaue Farbe) Daten aus dem Array. Diese Daten werden dann mit einem proprietären Algorithmus verarbeitet, um verschiedene Expositionsbedingungen zu korrigieren, und über das Gerät an den Computer gesendet Input-Output Schnittstelle (normalerweise USBvor welchem ​​war Scsi oder bidirektional Parallele Port in älteren Einheiten).

Farbtiefe variiert je nach den Scan -Array -Eigenschaften, beträgt jedoch normalerweise mindestens 24 Bit. Hochwertige Modelle haben 36-48 Farbtiefe.

Ein weiterer Qualifikationsparameter für einen Scanner ist der Auflösung, gemessen in Pixel pro Zoll (ppi), manchmal genauer bezeichnet als Proben pro Zoll (SPI). Anstatt die true des Scanners zu verwenden optische Auflösung, der einzig bedeutungsvolle Parameter, Hersteller beziehen sich gerne auf die Interpolierte Auflösung, was dank der Software viel höher ist Interpolation. Ab 2009^{[aktualisieren]}Ein High-End-Flachbettscanner kann bis zu 5400 ppi scannen und Drum-Scanner haben eine optische Auflösung von 3.000 und 24.000 ppi.

"Effektive Auflösung" ist die wahre Auflösung eines Scanners und wird unter Verwendung eines Auflösungs -Testdiagramms bestimmt. Die effektive Auflösung der meisten Flachbettscanner aller Verbraucher ist erheblich niedriger als die optische Auflösung der Hersteller. Beispiel ist der Epson V750 Pro mit einer optischen Auflösung des Herstellers als 4800DPI und 6400DPI (Dual Lens),^[11] Aber getestet: "Danach erhalten wir eine Lösung von nur etwa 2300 dpi - das sind nur 40% der behaupteten Auflösung!"^[12] Der Dynamikbereich soll 4,0 dmax sind, aber "in Bezug auf den Dichtebereich des Epson Perfection V750 Pro, der als 4,0 angegeben ist, muss man sagen, dass er hier auch nicht die hochwertige Filmscanner erreicht."^[12]

Hersteller behaupten häufig interpolierte Auflösungen von bis zu 19.200 ppi; Aber solche Zahlen tragen wenig aussagekräftiger Wert, weil die Anzahl der möglichen Interpolierte Pixel ist unbegrenzt und erhöht das Niveau der erfassten Details nicht.

Die Größe der erstellten Datei nimmt mit dem Quadrat der Auflösung zu; Verdoppelung der Auflösung vervierfacht die Dateigröße. Es muss eine Auflösung ausgewählt werden, die sich innerhalb der Fähigkeiten der Geräte befindet, ausreichende Details bewahrt und keine Datei übermäßiger Größe erzeugt. Die Dateigröße kann für eine bestimmte Auflösung reduziert werden, indem "verlustige" Komprimierungsmethoden wie z. JPEG, zu einigen Kosten in Qualität. Wenn die bestmögliche Qualität erforderlich ist, sollte verlustfreie Komprimierung verwendet werden; Dateien mit reduzierter Qualität mit kleinerer Größe können bei Bedarf aus einem solchen Bild erzeugt werden (z. B. Bild, das auf einer vollständigen Seite gedruckt wurde, und eine viel kleinere Datei, die als Teil einer schnellladenden Webseite angezeigt werden muss).

Reinheit kann durch Scannergeräusche, optische Fackel, schlechtes Analogon für digitale Umwandlung, Kratzer, Staub, Staub Newtons Ringe, außer Fokussensoren, unsachgemäßer Scannerbetrieb und schlechte Software. Drum-Scanner sollen die reinsten digitalen Darstellungen des Films produzieren, gefolgt von High-End-Filmscannern, die die größeren Kodak-Tri-linearen Sensoren verwenden.

Der dritte wichtige Parameter für einen Scanner ist der Dichtebereich (Dynamikbereich) oder Drang (siehe Densitometrie). Ein Bereich mit hoher Dichte bedeutet, dass der Scanner Schattendetails und Helligkeitsdetails in einem Scan aufzeichnen kann. Die Filmdichte wird auf einer Basis -10 -Log -Skala gemessen und variiert zwischen 0,0 (transparent) und 5,0, etwa 16 Stopps.^[13] Dichtebereich ist der Platz in der Skala von 0 bis 5, und Dmin und Dmax bezeichnen dort, wo die am wenigsten dichten und dichten Messungen an einem negativen oder positiven Film. Der Dichtebereich des negativen Films beträgt bis zu 3,6d,^[13] während der Dynamikbereich der Diasfilm 2,4D ist.^[13] Der Farbnegativdichtebereich nach der Verarbeitung beträgt 2,0D dank der Komprimierung der 12 Stopps in einen kleinen Dichtebereich. Dmax ist der dichteste Schildfilm für Schatten und den dichtesten negativen Film für Highlights. Einige Diasfilme können einen DMAX mit ordnungsgemäßer Belichtung nahe 4,0D haben und so einen schwarz-weißen negativen Film.

Flachbettfoto-Scanner auf Verbraucherebene haben einen Dynamikbereich im Bereich von 2,0–3,0, der für das Scannen aller Arten von unzureichend sein kann fotografischen Film, wie dmax sein kann und oft zwischen 3.0d und 4,0d mit traditionellem Schwarz-Weiß-Film ist. Der Farbfilm komprimiert seine 12 Stopps einer möglichen 16 Stopps (Filmbreite) in nur 2,0d Raum, indem es die Farbstoffkopplung und das Entfernen des gesamten Silbers aus der Emulsion aus der Emulsion befindet. Kodak Vision 3 hat 18 Stopps. Farbnegative Filmscans scannt also die einfachste aller Filmtypen auf dem breitesten Bereich von Scannern. Da der traditionelle Schwarz-Weiß-Film das Bild beibehält, das nach der Verarbeitung Silber erzeugt, kann die Dichte fast doppelt so hoch sein wie der Farbfilm. Dies erschwert das Scannen herkömmlicher Schwarzweißfilme und erfordert einen Scanner mit mindestens 3,6D-Dynamikbereich, aber auch einen DMAX zwischen 4,0D und 5,0D. High-End-Flachbettscanner (Photo Lab) können einen Dynamikbereich von 3,7 und dmax um 4,0d erreichen. Gewidmet Filmscanner ^[14] einen dynamischen Bereich zwischen 3,0D und 4,0D haben.^[13] Bürodokumentscanner können einen dynamischen Bereich von weniger als 2,0D haben.^[13] Schlagzeugscanner haben einen Dynamikbereich von 3,6–4,5.

Durch die Kombination von farbenfrohen Bildern mit 3D-Modellen können moderne Handscanner Objekte elektronisch vollständig reproduzieren. Die Zugabe von 3D -Farbdruckern ermöglicht eine genaue Miniaturisierung dieser Objekte mit Anwendungen in vielen Branchen und Berufen.

Bei Scanner -Apps hängt die Scan -Qualität stark von der Qualität der Telefonkamera und dem vom Benutzer der App ausgewählten Framing ab.^[15]

Computerverbindung

A fotografischer Druck in einen Computer am Fotokesk der Photosschung gescannt werden Detroit News in the early 1990s.

Scans müssen praktisch immer vom Scanner auf einen Computer- oder Informationsspeichersystem zur weiteren Verarbeitung oder Speicherung übertragen werden. Es gibt zwei grundlegende Probleme: (1) Wie der Scanner physikalisch mit dem Computer verbunden ist und (2) wie die Anwendung die Informationen vom Scanner abruft.

Direkte physische Verbindung zu einem Computer

Die Dateigröße eines Scans kann bis zu etwa 100 betragen Megabyte Für ein 600 DPI 23 x 28 cm (9 "x11") (etwas größer als A4 Papier) unkomprimiert 24-Bit Bild. Gescannte Dateien müssen übertragen und gespeichert werden. Scanner können dieses Datenvolumen in Sekundenschnelle generieren, was eine schnelle Verbindung wünschenswert macht.

Scanner kommunizieren mit einem der folgenden physischen Schnittstellen mit ihrem Host -Computer und listen ungefähr von langsam zu schnell auf:

• Parallele Port - Die Verbindung über einen parallelen Anschluss ist die langsamste gemeinsame Übertragungsmethode. Frühe Scanner hatten parallele Portverbindungen, die Daten nicht schneller als 70 übertragen konnten Kilobytes/zweite. Der Hauptvorteil der parallelen Portverbindung war das wirtschaftliche und Benutzerfertigkeitsniveau: Sie vermieden das Hinzufügen einer Schnittstellenkarte zum Computer.
• GPIB - Allzweck -Schnittstellenbus. Bestimmte Drumscanner wie der Howtek D4000 zeigten sowohl eine SCSI- als auch eine GPIB -Schnittstelle. Letzteres entspricht dem Mitte der 1970er Jahre eingeführt dem IEEE-488-Standard. Die GPIB -Schnittstelle wurde nur von wenigen Scannerherstellern verwendet, die hauptsächlich die DOS/Windows -Umgebung bedienen. Für Apple Macintosh -Systeme lieferten nationale Instrumente a Nubus GPIB -Schnittstellenkarte.
• Kleine Computersystemschnittstelle (SCSI), seit dem frühen 21. Jahrhundert selten verwendet, unterstützt nur von Computern mit einer SCSI-Schnittstelle, entweder auf einer Karte oder in der integrierten Karte. Während der Entwicklung des SCSI -Standards stieg die Geschwindigkeiten. Weit verbreitete und problemlos USB und Firewire eingerichtet, weitgehend ersetzt SCSI.
• Universeller Serienbus (USB) Scanner können Daten schnell übertragen. Der frühe USB 1.1 -Standard könnte Daten mit 1,5 Megabyte pro Sekunde (langsamer als SCSI) übertragen, aber die späteren USB -2,0/3,0 -Standards können in der Praxis auf mehr als 20/60 Megabyte pro Sekunde übertragen.
• Firewire, oder IEEE-1394, ist eine Schnittstelle mit vergleichbarer Geschwindigkeit zu USB 2.0. Mögliche Firewire -Geschwindigkeiten betragen 25, 50 und 100, 400 und 800 Megabit pro Sekunde, aber Geräte unterstützen möglicherweise nicht alle Geschwindigkeiten.
• Proprietär Schnittstellen wurden bei einigen frühen Scannern verwendet, die eine proprietäre Schnittstellenkarte und nicht eine Standardschnittstelle verwendeten.

Indirekte (Netzwerk) Verbindung zu einem Computer

In den frühen neunziger Jahren waren professionelle Flachbettscanner über a erhältlich Lokales Computernetzwerk. Dies erwies sich für Verlage, Druckereien usw. als nützlich. Diese Funktionalität fiel weitgehend nicht mehr als die Kosten für Flachbettscanner, die genug reduziert wurden, um die Teilen unnötig zu machen.

Ab dem Jahr 2000 wurden Allzweckgeräte zur Verfügung gestellt, die sowohl für kleine Büros als auch für Verbraucher geeignet waren, mit Druck, Scannen, Kopieren und Faxfunktionen in einem einzigen Gerät, der allen Mitgliedern einer Arbeitsgruppe zur Verfügung gestellt werden kann.

Batteriebetriebene tragbare Scanner speichern Scans im internen Speicher. Sie können später entweder durch direkte Verbindung, normalerweise USB oder in einigen Fällen a, auf einen Computer übertragen werden Speicherkarte Kann vom Scanner entfernt und an den Computer angeschlossen werden.

Anwendungs ​​-Programmierschnittstelle

Eine Lackierungsanwendung wie z. Gimp oder Adobe Photoshop muss mit dem Scanner kommunizieren. Es gibt viele verschiedene Scanner, und viele dieser Scanner verwenden verschiedene Protokolle. Um die Anwendungsprogrammierung zu vereinfachen, einige einige Anwendungen Programmierschnittstellen ("API") wurden entwickelt. Die API präsentiert eine einheitliche Schnittstelle zum Scanner. Dies bedeutet, dass die Anwendung die spezifischen Details des Scanners nicht kennen muss, um direkt darauf zuzugreifen. Zum Beispiel unterstützt Adobe Photoshop die Twain Standard; Daher kann Photoshop theoretisch ein Bild von jedem Scanner mit einem Twain -Treiber erwerben.

In der Praxis gibt es häufig Probleme mit einer Anwendung, die mit einem Scanner kommuniziert. Entweder die Anwendung oder der Scannerhersteller (oder beides) kann bei der Implementierung der API Fehler aufweisen.

Normalerweise wird die API als implementiert Dynamisch verknüpfte Bibliothek. Jeder Scannerhersteller stellt Software zur Verfügung, die die API -Prozeduraufrufe in primitive Befehle übersetzt, die an einen Hardware -Controller ausgestellt werden (z. B. SCSI-, USB- oder FireWire -Controller). Der Teil der API des Herstellers wird allgemein als a bezeichnet GerätetreiberAber diese Bezeichnung ist nicht streng genau: Die API wird im Kernel -Modus nicht ausgeführt und greifen nicht direkt auf das Gerät zu. Vielmehr übersetzt die Scanner -API -Bibliothek Anwendungsanforderungen in Hardwareanforderungen.

Common Scanner -Software -API -Schnittstellen:

VERNÜNFTIG (Scannerzugriff jetzt einfach) ist a frei/Open Source API zum Zugriff auf Scanner. Ursprünglich entwickelt für Unix und Linux Betriebssysteme, es wurde auf portiert OS/2, Mac OS X, und Microsoft Windows. Im Gegensatz zu Twain handelt Sane nicht mit der Benutzeroberfläche. Dies ermöglicht Batch -Scans und transparentes Netzwerkzugriff ohne spezielle Unterstützung des Gerätetreibers.

Twain wird von den meisten Scannern verwendet. Ursprünglich für Low-End- und Home-Use-Geräte verwendet, wird es jetzt häufig für das Scannen mit großem Volumen verwendet.

Isis (Bild- und Scanner-Schnittstellenspezifikation) Erstellt von Pixel-Übersetzungen, die aus Leistungsgründen immer noch SCSI-II verwendet, wird von großen Maschinen mit großem Abteilungsmaßstab verwendet.

WIA (Windows Image Acquisition) ist eine API von Microsoft zur Verwendung Microsoft Windows.

Gebündelte Anwendungen

Obwohl keine Software, die über ein Scan -Dienstprogramm hinausgeht, eine Funktion eines Scanners ist, sind viele Scanner mit Software gebündelt. Normalerweise zusätzlich zum Scan-Dienstprogramm eine Art von Bildbearbeitungsanwendung (wie z. Adobe Photoshop), und optische Zeichenerkennung (OCR) -Software werden geliefert. Die OCR-Software wandelt grafische Bilder von Text in Standardtext um, die mit der gemeinsamen Wortverarbeitungs- und Textbearbeitungssoftware bearbeitet werden können. Genauigkeit ist selten perfekt.

Ausgabedaten

Einige Scanner, insbesondere diejenigen, die für das Scannen gedruckter Dokumente konzipiert wurden, arbeiten nur in Schwarzweiß, aber die meisten modernen Scanner arbeiten in Farbe. Für letztere ist das gescannte Ergebnis ein nicht komprimiertes RGB-Bild, das auf den Speicher eines Computers übertragen werden kann. Die Farbausgabe verschiedener Scanner ist aufgrund der spektralen Reaktion ihrer Erfassungselemente, der Art ihrer Lichtquelle und der von der Scan -Software angewendeten Korrektur nicht gleich. Während die meisten Bildsensoren eine lineare Reaktion haben, sind die Ausgangswerte normalerweise Gamma komprimiert. Einige Scanner komprimieren und bereinigen das Bild mit Embedded Firmware. Einmal auf dem Computer kann das Bild mit a verarbeitet werden Rastergrafiken Programm (wie z. Adobe Photoshop oder der Gimp) und auf einem Speichergerät gespeichert (z. Festplatte).

Bilder werden normalerweise auf einem gespeichert Festplatte. Bilder werden normalerweise in Bildformaten wie unkomprimiert gespeichert Bitmap, "nicht verlangsam" (verlustlos) komprimiert Tiff und Pngund "verlust" komprimiert JPEG. Dokumente werden am besten in Tiff oder gespeichert oder PDF Format; JPEG ist besonders ungeeignet für Text. Optische Zeichenerkennung (OCR) Software ermöglicht es, ein gescanntes Textbild mit angemessener Genauigkeit in bearbeitbarer Text konvertiert zu werden, solange der Text sauber gedruckt ist und in einer Schriftart und Größe, die von der Software gelesen werden kann. Die OCR -Funktion kann in die Scan -Software integriert werden, oder die gescannte Bilddatei kann mit einem separaten OCR -Programm verarbeitet werden.

Dokumentverarbeitung

Dokumentscanner

Dokumentbildgebung Die Anforderungen unterscheiden sich von denen des Bildscannens. Diese Anforderungen umfassen Scangeschwindigkeit, automatisiertes Papier -Feed und die Möglichkeit, sowohl die Vorder- als auch die Rückseite eines Dokuments automatisch zu scannen. Andererseits erfordert das Bildscannen in der Regel die Fähigkeit, fragile und oder dreidimensionale Objekte zu verarbeiten und bei einer viel höheren Auflösung zu scannen.

Dokumentscanner haben Dokument Feeder, normalerweise größer als die manchmal bei Kopierern oder Allzweckscannern. Scans werden mit hoher Geschwindigkeit von 20 bis 280 durchgeführt^[16] oder 420^[17] Seiten pro Minute, oft in Graustufen, obwohl viele Scanner die Farbe unterstützen. Viele Scanner können beide Seiten doppelseitiger Originale (Duplex-Operation) scannen. Raffinierte Dokumentscanner haben Firmware oder Software Das säubert Scans von Text, während sie produziert werden, wodurch Unfallspuren beseitigt und Schärfentypen entfernen. Dies wäre für fotografische Arbeiten inakzeptabel, bei denen Markierungen nicht zuverlässig von den gewünschten feinen Details unterschieden werden können. Die erstellten Dateien werden so komprimiert, wie sie hergestellt werden.

Die verwendete Auflösung liegt normalerweise zwischen 150 und 300 DPI, obwohl die Hardware für 600 fähig sein kann^[17] oder höhere Auflösung; Dies erzeugt Bilder von Text, die gut genug zum Lesen und für optische Zeichenerkennung (OCR) ohne die höheren Anforderungen an den Speicherplatz, die von Bildern mit höherer Auflösung erforderlich sind.

Kultur-, Sport- und Tourismusministerium von der Republik Korea hat im Juni 2011 eine Auslegung herausgegeben, dass es ein Verstoß gegen das Urheberrecht gegen ein Buch durch einen Dritten scannt, der nicht in einem Urheberrechtsinhaber oder Buchbesitzer ist. In Südkorea besuchen die Buchbesitzer daher "Scan Room", um Bücher selbst zu scannen.

Dokumentscans werden häufig mit Verwendung verarbeitet OCR Technologie zum Erstellen von editablen und durchsuchbaren Dateien. Die meisten Scanner verwenden Isis oder Twain Gerätetreiber zum Scannen von Dokumenten in Tiff Format, damit die gescannten Seiten in a eingespeist werden können Dokumenten-Management-System Das wird das Archivieren und das Abrufen der gescannten Seiten übernehmen. Verlustige JPEG -Komprimierung, die für Bilder sehr effizient ist, ist für Textdokumente unerwünscht, da schrägige geraden Kanten ein gezacktes Erscheinungsbild annehmen und solide schwarze (oder andere Farbe) Text auf einem leichten Hintergrund gut mit verlustlosen Komprimierungsformaten komprimiert.

Während das Füttern und Scannen von Papier automatisch und schnell durchgeführt werden können, sind Vorbereitungen und Indexierung erforderlich und erfordern viel Arbeit von Menschen. Die Vorbereitung umfasst die manuelle Überprüfung der Papiere, um gescannt zu werden und sicherzustellen, dass sie in Ordnung sind, sich ohne Heftklammern oder irgendetwas anderes entfalten, das den Scanner sterben könnte. Darüber hinaus verlangen einige Branchen wie Recht und Medizin möglicherweise Dokumente Bates -Nummerierung oder eine andere Marke, die eine Dokument -Identifikationsnummer und Datum/Uhrzeit des Dokumentscans angibt.

Die Indexierung umfasst die Zuordnung relevanter Schlüsselwörter mit Dateien, damit sie durch Inhalt abgerufen werden können. Dieser Vorgang kann manchmal bis zu einem gewissen Grad automatisiert werden, erfordert jedoch häufig eine manuelle Arbeit, die von durchgeführt wird Datenbeauftragte. Eine übliche Praxis ist die Verwendung von Barcode-Ankognitionstechnologie: Während der Vorbereitung werden Barcode -Blätter mit Ordnernamen oder Indexinformationen in die Dokumentdateien, Ordner und Dokumentgruppen eingefügt. Verwenden des automatischen Batch -Scans werden die Dokumente in entsprechenden Ordnern gespeichert und ein Index für die Integration in die Integration erstellt Dokumentenmanagementsysteme.

Eine spezielle Form des Dokumentenscannens ist Buchscannen. Technische Schwierigkeiten ergeben sich aus den Büchern, die normalerweise gebunden und manchmal zerbrechlich und unersetzlich sind, aber einige Hersteller haben spezielle Maschinen entwickelt, um damit umzugehen. Oft besonders Roboter Mechanismen werden verwendet, um den Seitenwende- und Scanprozess zu automatisieren.

Dokumentkamerascanner

Sceyex -Dokumentkamera.

Eine weitere Kategorie des Dokumentenscanners ist die Dokumentkamera. Das Erfassen von Bildern auf Dokumentkameras unterscheidet sich von denen von Flatschen und unterscheidet sich Automatischer Dokumentenzuführer (ADF) Scanner, in denen keine beweglichen Teile erforderlich sind, um das Objekt zu scannen. Herkömmlicherweise muss entweder die Beleuchtungs-/Reflektorstange im Scanner über das Dokument (z. Bild. Dokumentkameras erfassen das gesamte Dokument oder Objekt in einem Schritt normalerweise sofort. In der Regel werden Dokumente auf einer flachen Oberfläche, normalerweise auf dem Büroschalter, unter dem Erfassungsbereich der Dokumentkamera platziert. Der Prozess der Erfassung von Ganzoberflächen-Atto-Erfassen hat den Vorteil, dass die Reaktionszeit für den Arbeitsfluss des Scannings zunimmt. Nach der Aufnahme werden die Bilder normalerweise über Software verarbeitet, die das Bild verbessern und solche Aufgaben wie automatisch rotieren, schneidend und glatt machen können.^[18]

Es ist nicht erforderlich, dass die gescannten Dokumente oder Objekte Kontakt mit der Dokumentkamera aufnehmen, wodurch die Flexibilität der Arten von Dokumenten erhöht wird, die gescannt werden können. Objekte, die bisher schwer auf herkömmlichen Scannern zu scannen konnten, können dies jetzt mit einem Gerät erfolgen. Dies umfasst insbesondere Dokumente, die sich in unterschiedlichen Größen und Formen, Stapeln, in Ordnern oder gebogenen/zerknitterten Formen befinden, die möglicherweise in einem Futterscanner gestoßen werden. Andere Objekte umfassen Bücher, Zeitschriften, Einnahmen, Briefe, Tickets usw. Keine beweglichen Teile können auch die Wartungsbedürfnisse entfernen, eine Überlegung in der Eigentumsgesamtkosten, einschließlich der anhaltenden Betriebskosten von Scannern.

Eine erhöhte Reaktionszeit beim Scannen hat auch Vorteile im Bereich des Kontext-Scannings. ADF-Scanner, obwohl sie sehr schnell und sehr gut beim Batch-Scannen sind, erfordern auch die Dokumente vor und nach der Verarbeitung. Dokumentkameras können direkt in a integriert werden Arbeitsablauf oder verarbeiten, zum Beispiel ein Kassierer bei einer Bank. Das Dokument wird direkt im Kontext des Kunden gescannt, in dem es platziert oder verwendet werden soll. Die Reaktionszeit ist in diesen Situationen von Vorteil. Dokumentkameras benötigen normalerweise auch eine kleine Menge Platz und sind häufig tragbar.^[19]

Während das Scannen mit Dokumentkameras möglicherweise eine schnelle Reaktionszeit aufweist, sind große Mengen an Stapel -Scannen von gleichmäßigen, nicht abgelegenen Dokumenten mit einem ADF -Scanner effizienter. Es gibt Herausforderungen, die dieser Art von Technologie in Bezug auf externe Faktoren (z. B. Beleuchtung) ausgesetzt sind, die Einfluss auf die Scan -Ergebnisse haben können. Die Art und Weise, wie diese Probleme stark gelöst werden, hängt von der Raffinesse des Produkts und der Umgang mit diesen Problemen ab.

Infrarotreinigung

Infrarotreinigung ist eine Technik, mit der die Auswirkungen von Staub und Kratzern auf Bilder, die aus dem Film gescannt wurden, entfernen; Viele moderne Scanner enthalten diese Funktion. Es funktioniert mit dem Scannen des Films mit Infrarotlicht; Die Farbstoffe in typischen Farbfilm -Emulsionen sind für Infrarotlicht transparent, aber Staub und Kratzer sind nicht und blockieren Infrarot; Die Scanner -Software kann die sichtbaren und Infrarotinformationen verwenden, um Kratzer zu erkennen und das Bild zu verarbeiten, um ihre Sichtbarkeit stark zu reduzieren und ihre Position, Größe, Form und Umgebung zu berücksichtigen.

Scannerhersteller haben normalerweise ihren eigenen Namen mit dieser Technik. Zum Beispiel, Epson, Minolta, Nikon, Konica Minolta, Microtekund andere benutzen Digitales Eis, während Kanon Verwendet ein eigenes System Fahrpreis (Film Automatisches Retusche- und Verbesserungssystem).^[20] Plustek Verwendet LaserSoft Imaging isrd. Einige unabhängige Softwareentwickler entwerfen Infrarot -Reinigungswerkzeuge.

Andere Verwendungen

Flachbettscanner wurden als verwendet Digitale Rücken zum großes Format Kameras Erstellen hochauflösender digitaler Bilder statischer Probanden.^[21] Ein modifizierter Flachbettscanner wurde zur Dokumentation und Quantifizierung von verwendet Dünnschichtchromatogramme Entdeckt von Fluoreszenzlöschung an Kieselgel Schichten mit einem Ultraviolett (UV) Indikator.^[22] 'Chromimage' ist angeblich der erste kommerzielle Flachbettscanner Densitometer. Es ermöglicht die Erfassung von TLC -Plattenbildern und Quantifizierung von Chromatogrammen durch Verwendung von Galaxie-TLC-Software.^[23] Abgesehen von den Densitometern wurden Flachbettscanner unter Verwendung verschiedener Methoden ebenfalls in Farbimeter umgewandelt.^[24] Trichromatischer Farbanalysator ist angeblich das erste verteilte System, das einen Flachbettscanner als Tristimulus -kolorimetrisches Gerät verwendet.

Siehe auch

• Barcode-Leser
• Buchscannen
• CINGEL Telecine -Geräte
• Bildschirmauflösung
• Gamma-Korrektur
• Telecine

Verweise

Externe Links

• Scanner bei Curlie
• "Ist Drum Scannen wirklich lebendig und gut?" aus Digitaler Ausgang von Jim Rich
• "Kann ein Fine-Art-Großformat-Fotograf mit einem Scanner von 30.000 US-Dollar Glück finden?" von Bill Glickman