Розрахунково-графічна робота
з курсу «Периферійні пристроїЕОМ»
на тему «ПІДКЛЮЧЕННЯ КОЛЬОРОВОГО
СКАНЕРА ДО КОМП’ЮТЕРА».
ЗМІСТ
ВВЕДЕННИЕ. 3
1.ПРИНЦИП РОБОТИ СКАНЕРА… 4
2. ОСНОВНІХАРАКТЕРИСТИКИ СКАНЕРІВ… 6
2.1. Розширення сканера. 6
2.2. Параметри сканера. 7
2.3. Порти для підключення сканера. 7
2.4. Інші характеристики. 8
3. РОБОТА ЗІ СКАНЕРОМ ТА ЗОБРАЖЕННЯМИ В WINDOWS XP. 9
3.1. Встановлення сканера. 9
3.2. Отримання зображення. 9
3.3. Перевірка сканера. 9
4. ПРАКТИКУМ ІЗ СКАНУВАННЯ… 10
4.1. Рекомендовані параметри сканування. 10
4.2. Обробка від сканованого матеріалу. 10
4.3. Розширення діапазону кольорових градацій. 11
4.4. Зберігання від сканованих зображень. 11
4.5. Коефіцієнт яскравості та об’єм файлу. 12
4.6. Обмеження потоку даних. 12
4.7. Невідповідність формату зображення від сканованомуоригіналу. 12
4.8. Раптове припинення сканування. 13
4.9. Відсутність зображення. 13
4.10. Усунення вертикальних смуг. 13
47.11. Дефекти на сканованій фотокартці 13
ВИСНОВОК… 14
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ… 15
ВВЕДЕННИЕ
Сканери – це пристрої,що застосовуються для введення інформації паперових та плівкових копій вкомп’ютер шляхом її перетворення в цифровий вигляд. Вони давно використовуютьсятам, де необхідно ввести в комп’ютер фотографій або зображень для наступної їхобробки за допомогою графічних програм. Пізніше за допомогою сканерів тапрограм розпізнавання образів (OCR– Optical Character Recognition) стало можливим і введення текстів в ПК з їх наступним редагуванням велектронній формі.
Всі сканериділяться на два основні види:
ручні;
настільні.
Більшрозповсюдженими є настільні сканери, які дозволяють вводити зображення розміромформату А4 та А3. Існує три різновиди настільних сканери: планшетні, рулонні тапроекційні.
Основноювідмінністю планшетних сканерів є те, що їх скануюча головка переміщуєтьсявідносно паперу за допомогою шагового двигуна. Сканування здійснюється задопомогою спеціальної програми, що поставляється зі сканером.
Робота рулоннихсканерів нагадує роботу факсів. Процес сканування в цьому випадку здійснюєтьсяпротягуванням оригінала через такий пристрій.
В проекційнихсканерах оригінальний документ кладеться на поверхню сканера зображенням вгору,а відносно нього переміщується скануючий пристрій.
1.ПРИНЦИП РОБОТИ СКАНЕРА
Щоб комп’ютер мігобробити фотографії, малюнки або тексти, сканер перетворює їх в цифровий вигляд.Це означає, що оригінал розкладається на дрібніші елементи зображення –пікселі, що мають яскравість та колір. Кольорове значення кожного пікселяописується одним байтом для кожної складової (червоної, зеленої та синьої). Длязображення, що містить градації сірого, піксель має значення від 0 до 255, щовідповідає розрішенню в 8 біт.
На каретці, щорухається за допомогою шагового двигуна, встановлені дзеркала та лампи. Прискануванні світло від лампи відбивається від документа і через систему дзеркалпотрапляє на матрицю сенсорів, які перетворюють відображене світло велектричний сигнал. В якості сенсорів використовуються оптичні перетворювачі –CCD-сенсори (напівпровідникові пристрої із зарядовим зв’язком). Кожне вічкоCCD-сенсора складається із світлочутливого зарядженого конденсатора. Припопаданні на неї світлового променя вона розряджається. Саме за ступенемрозрядженності можна визначити вплив світла. Вічко розпізнає 1024 або 2048значень яскравості, та чим вище розрішення сканера, тим більше CCD-вічок і тимменше їх розміри.
Головним недолікомCCD-сенсорів є інерціонність заряду. З однієї сторони, під впливом світла вічкорозряджається за деякий час, а з іншої – доки вона повністю зарядиться длянаступного вимірювання, також проходить певний час. Ці два інтервали часу(розрядка і зарядка) і визначають швидкість роботи сканера.
Так як CCD-сенсориреагують тільки на розпізнання в яскравості, то для обробки кольоровихоригіналів потрібні додаткові міри для обліку кольорів. Щоб виділити триосновні кольори (червоний, синій і зелений), в сканерах використовуються різніметоди:
потрійний прохід. Каретказ CCD-сенсорами тричі проходить надоригіналом, і при кожному проході включається кольоровий фільтр. Недолікомцього методу є те, що механіка сканера повинна весь час працювати дуже точно, щобне виникало зміщення окремих кольорових шарів;
три різних джереласвітла. За рахунок використання трьох джерел світла (червоного, синього ізеленого) для сканування достатньо одного проходу каретки з CCD-сенсорами. Помилкисканування можуть виникнути тільки через те, що неточно встановлені лампи;
три складовісвітлового променя. Це самий точний і самий дорогий метод, оскільки потрібнаспеціальна оптична призма, що розкладає відображений від оригінала промінь натри основних складових, які потрапляють на три CCD-сенсори. Перевагою є високашвидкість сканування.
2. ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СКАНЕРІВ2.1. Розширення сканера
Оптичне розширення
Основна технічнахарактеристика сканера – розширення. При цьому розрізняють два типи розширеннясканера.
Оптичне розширеннявизначається числом CCD-сенсорів. Розрішення сканера 300×600 крапок надюйм означає, що він може опитувати 300 крапок на дюйм за вертикаллю і 600крапок за горизонталлю. Вочевидь, що сканер з розширенням 600 крапок на дюймрозпізнає більше деталей, ніж сканер з розширенням 400 крапок. Якщо в описісканера для розширення вказане тільки одне число, це означає, що воно однаковев обох напрямках.
Інтерполірованерозширення
В рекламнихпроспектах виробників сканерів іноді зустрічаються значення розширення в 4800або навіть 9600 крапок на дюйм, що збиває з пантелику багатьох користувачів. Цетак зване інтерполіроване розширення. Додаткові крапки зображеннярозраховуються програмно за їх оточенням в драйвері сканера за допомогоюспеціальних алгоритмів. До числа таких алгоритмів відносяться алгоритмилінійної інтерполяції, що дозволяє розраховувати проміжні значення за двомасусідніми, та бікубічні інтерполяції, яка використовує для розрахунку кількакрапок.
Механічнерозширення
Це відношеннякількості зчитувань інформації CCD-матрицею до довжини шляху, пройденого нею зацей час. Іноді його теж називають оптичним, але як правило, виробником вказуєтьсямеханічне розширення, що в 2 рази перевищує оптичне.
2.2. Параметри сканера
Швидкістьсканування представляє собою ще один важливий технічний параметр сканера, їїрізні значення обумовлені технічними причинами. Вона визначає час перекладузображення оригіналу в електронний вид.
Щільністьзображення характеризує здатність сканера розрізняти градації яскравості. Звісно,12-розрядний сканер розрізняє більше кольорів або градацій сірого, ніж8-розрядний.
Глибина кольору.
В сканеріелектричний сигнал з CCD-матриці перетворюється в цифровий за допомогоюаналогово-цифрового перетворювача (АЦП). Розрядність АЦП і якість виконання CCDвизначає глибину кольору сканера.
Глибині кольору в1 біт відповідає чорно-білий режим роботи сканера, кожна крапка може бутитільки чорною або білою. В сірому режимі глибина кольору складає 8 біт (256градацій сірого) – саме така кількість відтінків можливо для кожної крапки.
Всі сучаснісканери дозволяють отримати 30 – 36-бітний колір. Сканер з глибиною кольору 30біт забезпечує для сканованого примірника глибину кольору в 10 біт на кожнийкольоровий канал (RGB). При глибині кольору 10 біт сканер розпізнає 1024 (210) кольоровихвідтінки в червоному, зеленому та синьому каналах. В чорно-білому режимі цевідповідає 1024 відтінкам сірого кольору. 2.3. Порти для підключення сканера
Для підключеннядеяких сканерів до ПК, як правило, використовують роз'їм для принтера(паралельний порт) або порт USB, який є на сучасних материнських платах. Могутнісканери працюють з SCSI-інтерфейсом.
Найкращим рішеннямє використання SCSI-інтерфейсу, так як він забезпечує високу швидкістьсканування. Прості SCSI-контролери входять в постачання сканера, і їх тількитреба встановити в роз’їм якщо в комп’ютері вже є SCSI-контролер, то можнапідключити сканер і до нього. Як відомо, для роботи із SCSI-пристроями требапам’ятати про термінування (резистори навантаження) та перевірки адрес.
Останнім часомз’явилися сканери, що підключаються через USB-порти. 2.4. Інші характеристики
Коли обираєтесканер слід враховувати:
— можливістьсканування з прозорих і непрозорих оригіналів;
— можливістьпакетного сканування і розпізнавання;
— ємкість буферапам’яті сканера;
— Twain-драйвер.
Twain (Technology without an imported name) – це стандарт, розроблений виробникамисканерів і програмного забезпечення для їх сумісності. Він реалізований в такихпопулярних графічних пакетах, як Adobe PageMaker, Corel Draw, Photo Styler, в програмах оптичного розпізнавання символів (FineReader, OmniPage), в факс-додаваннях (Win FaxPro). Перетвореннякоманд сканування в команді сканера бере на себе так званий Twain-драйвер.
В такі графічніпрограми, як Corel PhotoPaint або Adobe Photoshop, вбудованоз’єднання з Twain-інтерфейсом, азначить, і виклик драйвера і передача данніх.
3. РОБОТА ЗІ СКАНЕРОМ ТА ЗОБРАЖЕННЯМИВ WINDOWS XP3.1. Встановлення сканера
Треба підключитисканер до комп’ютера. Якщо він підтримує технологію Plug&Play, то встановлення та настройка будутьвиконані автоматично.
Щоб додати сканерв ручну, треба обрати команду Пуск › Панель управління › Принтери та іншеобладнання › Сканери і камери. В групі Задачі для зображень клацнути напосилання Додати пристрій обробки зображень і слідувати інструкціям майстра, щоз’явився на екрані. 3.2. Отримання зображення
Щоб отриматискановане зображення, клацнути правою кнопкою миші по значку сканера у вікніСканери та камери і в контекстному меню обрати команду Отримати знімки. Будезапущений майстер роботи зі сканером. Після виконання знімку або сканування вгрупі Задачі для зображень вибрати команду Зробити новий знімок. Знімок будевідображений в режимі попереднього перегляду. 3.3. Перевірка сканера
Щоб перевіритипрацездатність сканера, треба клацнути правою кнопкою миші на значок сканери ів контекстному меню обрати команду Властивості. У вікні, що відкрилося, навкладці Загальні натисніть кнопку Тест.
4. ПРАКТИКУМ ІЗ СКАНУВАННЯ4.1. Рекомендовані параметрисканування
В залежності відтого, в яких цілях використовується відскановані матеріали, змінюютьсяпараметри сканування, а отже, і вимоги до вибору сканера.
Таблиця 4.1
Рекомендованіпараметри скануванняТип сканування Розрішення сканування, крапок на дюйм Глибина кольору, біт Час сканування кольорових / чорно-білих зображень, сек Формат файла Сканування для інтернету К × розрішеня монітора, де К = 0.5 – 1 24 ‹ 30 / 15 JPEG, GIF Сканування для видавницьких цілей К × розрішення принтера / 8, де К = 1 – 2 24 ‹ 30 / 15 JPEG, GIF, TIFF Сканування тексту 200 1 ‹ 20 Формат текстового редактору Сканування для фотодруку К × розрішення принтера / 8, де К = 1 – 2 24 ‹ 30 / 15 JPEG, GIF 4.2. Обробка від сканованогоматеріалу
Для обробки відсканованого тексту цілком достатньо застосувати програму розпізнавання образів,наприклад FineReader абоOmniPage.
Після скануванняграфічних матеріалів їм не достатньо чіткості. Це буває перш за все колипрограми сканування працюють згідно із стандартними характеристиками. Відповідніза зовнішній вигляд сканованого зображення два параметри: розподіл значень тонута чіткість зображення.
Під розподіломзначень тонів розуміють розподіл значень кольорів. Зміна яскравості іконтрастності тягне за собою зміни значень тонів. Важливим параметромпов’язаним із розподілом значень тонів, є крива градацій. Її зміни викликаєвиділення середніх значень тонів та «оживляє» тьмяні зображення.
Для покращеннячіткості зображень після сканування використовують операції фільтрації. Частобуває, що чіткість від сканованого зображення покращити не вдається тому щочерез подвійне розстрірування виникає муар. Багато програм для сканування маютьспеціальні можливості в командах меню для усунення такого дефекту. 4.3. Розширення діапазону кольоровихградацій
Зображення прямозі сканера виглядає нечітко, тому що файл зображення не використовує всьогоспектру полутонів. Більшість програм обробки зображень представляють гістограмудля аналізу діапазону кольорових градацій. Якщо ніяких відхилень від нуля влівій частині не спостерігається, це означає, що особливо темні крапкизображення взагалі відсутні. Якщо є «провал» справа, то відсутні дуже яскравікрапки зображення. 4.4. Зберігання від сканованихзображень
Якщо робота надзображенням завершена і треба на довго зберегти його, можнa використати, наприклад, формат TIFF з опцією LZW-стиснення. Але значно ефективніше формат JPE, який зменшує розмірфайлу в 10 – 50 разів. Хоча при цьому губиться інформація про дрібні деталі, прикоефіцієнті стиснення, що не перевищує 1: 20, це не дуже помітно. Для проекту вінтернеті можна стиснути файл ще більше, наприклад з коефіцієнтом стиснення 1: 50.4.5. Коефіцієнт яскравості та об’ємфайлу
В більшостіпрограм для сканування можна задати коефіцієнт якості. Зазвичай для кольоровихзображень його значення дорівнює 2. проблема полягає в тому, що при збільшенікоефіцієнта якості об’єм файлу зростає не за лінійним, а за квадратичнимзаконом. 4.6. Обмеження потоку даних
Передбезпосереднім скануванням необхідно виконати попереднє сканування. В цьому разіна всьому зображенні можна обрати потрібну ділянку. Це дозволить заощадити часна наступному знищенні непотрібних частин та скоротить час сканування. Якщозображення на екрані монітора після попереднього сканування відповідаєоригіналу, можна переходити до чистового сканування.
При зчитуваннізображень з глибиною кольору в 24 біти створюються об’ємні графічні файли. Оригінал,який повинен повністю заповнити екран монітора з розширенням 800 × 600пікселей, потребує майже 1,4 Мб на жорсткому диску (3 × 800 × 600 =1 440 000 байт). 4.7. Невідповідність форматузображення від сканованому оригіналу
Цього можна дужелегко позбутися, якщо під час сканування погоджувати розрішення сканера тапринтера. Якщо відскановане зображення призначене для друку на принтері зрозрішенням 300 крапок на дюйм, то сканувати його треба саме з цим розрішенням.
4.8. Раптове припинення сканування
Порушення тазупинка процесу сканування без видимих причин відноситься до проблем, якіможуть виникнути при формально вірно виконаній інсталяції. Вірогіднимипричинами є конфлікти драйверів. 4.9. Відсутність зображення
Якщо післяпредставлення оригіналу в цифровій формі сканер не видає зображення, то,вірогідно, є IRQ-конфлікт: наприклад, звукова карта сконфігурована на IRQ5, асканер підключений до раніше вільного порту LPT2, який також використовує IRQ5.4.10. Усунення вертикальних смуг
На відсканованомузображенні спостерігаються вертикальні смуги. Якщо ця проблема виникла в новомусканері, то вона викликана тим, що сканер неправильно відкалібрований. Післявключення сканера треба зачекати, щоб його лампа нагрівалась до потрібноїробочої температури. Потім, користуючись каліброваним примірником,відкалібрувати сканер наново. Якщо вертикальні смуги з’явились тільки черездеякий час, то, вірогідно, забруднилась лампа сканера. 4.11. Дефекти на сканованійфотокартці
Навіть найліпшийсканер не може видалити подряпини та відбитки пальців на фотографії. Вонизалишають на відсканованому зображенні сліди, які насилу можна «відретушувати»за допомогою спеціального програмного забезпечення. Але слід відзначити, щодеякі високоякісні слайд-сканери володіють особливими можливостями длявидалення подібних дефектів. ВИСНОВОК
Щоб комп’ютер мігобробляти фотографії або тексти, їх потрібно перетворити в цифровий вигляд. Цеможе робити такий пристрій, як сканер. Перетворення означає, що оригіналзображення розкладується на окремі крапки (пікселі), які мають яскравість іколір. Для зміни їх значень використовуються оптичні перетворювачі – CCD – сенсори (напівпровідникові пристрої, ззарядовим зв’язком (НЗЗ)). Окреме вічко CCD – сенсори складається з світлочутливогозарядженого конденсатора. Коли на нього потрапляє світло, частина зарядугубиться. За ступенем розряду можна встановити, наскільки сильним був впливсвітла.
Чим вищерозширення сканера, тим більше CCD– вічок в оптичному перетворювачі і тим менше розміри кожного з них. Недоліком CCD – сенсорів є інерційність заряду. Вічкопотрібен деякий час для максимального розряду під впливом світла, але длянаступного вимірювання потрібен деякий час, доки воно повністю зарядиться. Цідва часових інтервали і визначають швидкість роботи сканера.
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Гук М. Апаратні пристрої IBM PC. Енциклопедія.2-е вид. – «Питер», 2003р.
2. Зелинський С. Ефективне використанняПК. – ДМК, 2001р.
3. Новіков Ю., Черепанов А., НовіковД., Чуркін В. Комп’ютери, мережі, інтернет. Енциклопедія.2-е вид. – «Питер», 2003р.
4. Зелинський С. ПК: пристрої, периферія, комплектування. – «Фоліо», 2005р.