Сканер как устройство ввода информации — каким он бывает

Введение

Преобразование документа в электронный вид делится на два этапа: получение графического образа документа и перевод графического образа в текстовый формат. Графический образ документа является результатом сканирования. Перевод графического образа документа в текстовый формат может быть произведен вручную (этот способ будет подробно рассмотрен в лекции «Индексация и имиджинг») или посредством автоматического распознавания.

1. Технология сканирования
2. Обзор сканеров для ЭА, их основные характеристики и примеры
3. Программное обеспечение сканирования
4. Суть процесса распознавания
5. Точность распознавания и пути ее достижения

Сканирование — процесс оцифровки аналогового изображения (документ, фотография, иллюстрация, слайд) при помощи специального устройства, называемого сканером. Сканирование производится для получения, на основе оригинала, его цифрового «портрета», пригодного для компьютерной обработки.

Сканер — оптико-электронное устройство для ввода в компьютер графических зображений. Сканер создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.

Для работы с архивными документами в настоящее время используются, в основном, черно-белые и полутоновые монохромные сканеры. Это связано в первую очередь, с тем, что преобладающим типом архивного документа является текстовый документ, отпечатанный на пишущей машинке или монохромном принтере, с рукописным заполнением или правкой темными чернилами и эпизодически включающий печати, рисунки, схемы или черно-белые фотографии. Исходя из этого, в настоящей лекции будут рассмотрены только монохромные сканеры.

Программное обеспечение сканирования

Существует три категории ПО сканирования:

1. ПО сканирование малых объёмов документов
2. ПО сканирования больших объёмов документов
3. ПО для специальных задач сканирования

ПО сканирование малых объёмов документов.

Применяется при домашнем и офисном сканировании.

Используется практически любое программное обеспечение, совместимое со стандартом TWAIN и поддерживающее функцию сканирования — система управления документооборотом, программа распознавания графических образов или любой распространенный графический редактор.

TWAIN (Toolkit Without An Interesting Name) — «инструментальный набор, для которого не удалось придумать интересного названия». Является стандартом для прикладного программного интерфейса (API) таких периферийных устройств, как сканеры, т.е. связующим звеном между компьютером и сканером.

Примеры ПО сканирования малых объемов:

1. ABBYY FineReader
2. Adobe PhotoShop
3. Cognitive Cuineiform
4. Microsoft Photo Editor
5. ACDSEE

ПО сканирования больших объёмов документов.

Применяется при промышленном сканировании.

При поточном сканировании один сканер ежедневно может обрабатывать до 50.000 и более документов. При таких нагрузках возможностей универсального стандарта TWAIN становится не достаточно, и для программного управления сканерами используется промышленный стандарт ISIS (ISIS — Image and Scanner Interface Specification).

Примеры применяемого ПО:

1. Kofax Ascent Capture
2. Captiva InputAccel

ПО для специальных задач сканирования.

Применяется при планетарном, высококачественном сканировании.

Программное обеспечение специально разрабатывается с учётом специфики сканирующего устройства, не совместимо с другими стандартами.

Применяемое ПО:

1. ПланСкан BSC-2
2. RZ ProScan Book (Minolta PS7000 edition)
3. Zeutschel OmniScan

ISIS

ISIS (Image and Scanner Interface Specification) еще один популярный стандарт, описывающий взаимодействие программ обработки изображений и сканирующих устройств. В отличие от TWAIN, ISIS в виде компонентов можно использовать при разработке программ. Этот стандарт был разработан фирмой Pixel Translations. В настоящее время стандартом ISIS поддерживается большое количество моделей сканеров. Если ваш сканер поддерживает оба стандарта (ISIS и TWAIN), то поэкспериментируйте и выберите тот из них, который обеспечивает наилучшую производительность.

FineReader 6.0 Professional

Для получения изображения FineReader использует драйверы TWAIN, которые необходимы для работы сканера в среде Windows. В FineReader имеется две возможности получения изображения:

1.  интерфейс FineReader (см. Рис 1);
2.  интерфейс TWAIN драйвера см. рис. 2 (когда вызывается диалог сканирования самого устройства, данный диалог позволяет предварительно просмотреть страницу, отметить нужную границу распознаваемого текста или изображения).

В любом окне диалога возможно производить следующие изменения основных параметров сканирования:

Обзор сканеров для ЭА

По характеру использования в технологическом процессе сканеры документов принято подразделять на следующие типы:

1. Планшетные
2. Протяжные или роликовые
3. Планетарные или книжные

Планшетный сканер.

Планшетный сканер — сканер, в котором оригинал кладется на стекло и сканируется при помощи подвижной линейной ПЗС матрицы. Прибор с зарядовой связью (ПЗС) — светочувствительная матрица сканера. Принцип ее работы состоит в том, что падающий на датчик ПЗС свет создает на нем электрический заряд, величина которого определяется интенсивностью падающего света. Измерение величины этого заряда и позволяет представить информацию о цвете в цифровом виде.

Планшетные сканеры предназначены для ежедневного сканирования небольшого объёма фотографий, слайдов (при наличии слайд-адаптера) или документов (до 300 листов в день). Особенность данного типа сканеров — простота конструкции, ручная обработка документов, низкая производительность.

Протяжной или роликовый сканер.

Протяжной или роликовый сканер — сканер, в котором оригинал протягивается мимо неподвижной линейной ПЗС матрицы, разновидность такого сканера — факс-аппарат.

Скоростной сканер для работы с документами — разновидность протяжного сканера, предназначенная для высокопроизводительного многостраничного ввода. Сканеры могут быть оборудованы подающими и приемными лотками объемом свыше 1000 листов, и вводить информацию со скоростью до 180 и более листов в минуту.

Дополнительными возможностями, присущими данному типу сканеров, являются:

1. двустороннее сканирование (дуплекс)
2. подсветка оригинала разными цветами для отсечки цветного фона
3. система компенсации неоднородного фона
4. модули динамической обработки разнотипных оригиналов
5. надпечатывание отметки о том, что документ прошел обработку

Скоростные протяжные сканеры предназначены для поточного сканирования (ввода) формализованных документов (бланки, накладные, картотеки и т.д.), а также обычных документов (договоры, письма, и т.д.)

Особенность данного типа сканеров — повышенная надёжность конструкции, пакетная обработка документов, высокая производительность.

Планетарный или книжный сканер.

Планетарный сканер — устройство, в котором при сканировании оригинал неподвижен и располагается лицевой стороной вверх на значительном удалении относительно оптической системы и сканирующей линейной ПЗС матрицы сканера. Планетарные сканеры могут быть оборудованы специальными книжными колыбелями для удобного размещения фолиантов при сканировании.

Данный тип сканера предназначен для сканирования скреплённых документов, периодических изданий и книг.

Особенность планетарных сканеров — бесконтактный метод сканирования, нет необходимости расшивки оригиналов, большая производительность при оцифровке книг и сшитых оригиналов.

Примеры сканеров

ЭЛАР ПЛАНСКАН.

ЭЛАР ПЛАНСКАН относиться к типу планетарных сканеров. Конструктивной особенностью подобных устройств является расположение документа на значительном удалении от модуля сканирования. Сканеры планетарного типа первоначально разрабатывались для сканирования книг. Отсюда и пришло их общепринятое название — книжные сканеры.

Со временем, сфера применения данных сканеров значительно расширилась и, помимо сканирования книг, они стали повсеместно использоваться для оцифровки любых скреплённых и крупноформатных документов.

Сканер обычно используется для решения следующих задач:

1. Перевод в электронный вид архивных документов и дел
2. Оцифровка периодических изданий и книг
3. Сканирование инженерной и картографической документации (до А2)

Принцип работы сканера ПЛАНСКАН заключается в получении изображения неподвижной рабочей поверхности оригинала методом её сканирования ПЗС линейкой. Оригинал документа размещается на рабочей поверхности сканера и, с помощью оптической системы, проецируется на ограниченную область, по плоскости которой в течение 3 секунд производится перемещение ПЗС линейки. С помощью специальной электроники сканера, сформированное ПЗС линейкой изображение переводится в цифровой вид и преобразуется в полностью готовый образ документа. При этом, в зависимости от выбранного режима, производится обрезка по формату документа, выравнивание и очистка от мелких пятен. В последствии документ, уже в электронном виде, передаётся компьютеру для последующей обработки и архивации.

Данная технология сканирования даёт ряд преимуществ, особенно при работе со скреплёнными и крупноформатными документами. Основными из них являются:

1. Высокая сменная производительность благодаря возможности быстрой смены оригиналов или переворота страниц оператором и наличию встроенных функций автоматической обработки изображений
2. Возможность сканирования документов формата до А2 с разрешением 300 dpi
3. Автоматическая фокусировка даёт возможность сканировать книги и папки толщиной до 20 см без перенастройки сканера
4. Скорость сканирования — 2/3/6 сек.(формат А4/А3/А2)

ЭЛАР СКАМАКС.

ЭЛАР СКАМАКС относится к типу протяжных документных сканеров. Он предназначен для задач скоростного сканирования не сшитых документов до формата А3 (до 30.000 листов в день). Для отличия от обычных, не скоростных, протяжных сканеров, ЭЛАР СКАМАКС носит название “промышленного» документного сканера. Это обусловлено особыми требованиями к функциональности и надёжности работы устройства сканирования при столь высоких нагрузках.

Сканер обычно используется для решения следующих задач:

1. Перевод бумажного архива в электронный вид
2. Автоматизированная обработка формуляров
3. Ввод текущих поступлений документов в электронный архив

Принцип работы ЭЛАР СКАМАКС заключается в поочерёдном протягивании через оптическую систему поступающих из подающего лотка документов. При этом изображение документа проецируется оптической системой, на камеру с неподвижной ПЗС линейкой для последующего преобразование оптического сигнала в цифровой вид. Встроенный в сканер документный процессор способен в реальном времени, не теряя скорости сканирования, обрабатывать сформированные ПЗС линейкой электронные образы документов, улучшая их качество и преобразуя в требуемый графический формат, например, осуществлять сжатие в TIFF G4. Для одновременного сканирования обеих сторон документа в сканер устанавливается дополнительная задняя камера.

Преимуществом данной конструкции сканирующего устройства является высокая скорость оцифровки документов. Для работы сканера оператору необходимо только загрузить пачку в подающий лоток сканера и запустить процесс сканирования, все остальные операции выполняются в полностью автоматическом режиме.

Прочие характеристики:

1. Одно- и двухсторонний режимы сканирования
2. Формат оригиналов от 2,6х6 см до А3
3. Скорость сканирования
   1. 90 стр./мин. (односторонний режим)
   2. 180 стр./мин. (двусторонний режим)
4. Разрешение 200/240/300dpi.

Для чего нужны

Если машина имеет протокол OBD-2, то обязательно стоит задействовать сканер для диагностики и устранения неисправностей, отображаемых в кодах. Данные приборы имеют базу кодов вместе с их расшифровками для большего понимания процессов, происходящих в работе автомобиля.

Именно поэтому многие современные станции техобслуживания предоставляют услугу электронной диагностики автомобиля. Как она происходит? Здесь все просто, хотя сами работники техстанций и делают из этого большой секрет. Для устранения кодов ошибок не нужно быть большим специалистом и знать все их наизусть. Это работа OBD-2 сканеров, на экран которых выводятся все необходимые данные в понятном и удобочитаемом виде. Определяются коды ошибок, если таковые имеются, а работник техстанции при помощи этого же прибора их устраняет.

В результате выглядит все следующим образом:

• владелец автомобиля выявляет некоторые сбои в работе двигателя, АКПП или электронных систем;
• затем он обращается на станцию техобслуживания с целью провести компьютерную диагностику;
• работник станции ее проводит сообщив, что коды ошибок устранены;
• счастливый владелец автомобиля платит за услугу около 15-ти долларов.

Но для проведения компьютерной диагностики совсем не обязательно дожидаться проблем в работе систем автомобиля. Эта процедура должна быть регулярной, и проводить ее желательно каждый месяц. Хоть 15 долларов – сумма не такая большая, но не каждый водитель имеет большое желание платить ее каждый месяц. Гораздо проще купить OBD-2 сканер и использовать его самостоятельно. Тем более, как уже было сказано, в этом нет ничего сложного.

Что касается стоимости такого устройства, то оно может быть любой в зависимости от его типа и марки производителя. Каждый может выбрать для себя вариант по душе и по карману.

Преимущества планшетных сканеров

•  Возможность сканировать практически любой оригинал. Планшетные сканеры, как и копировальные аппараты, могут сканировать оригиналы различного размера от миниатюр до документов широко используемых форматов, а также книг. При установке дополнительного модуля появляется возможность сканирования прозрачных пленок, негативов и слайдов. Большинство этих модулей предназначено для сканирования слайдов шириной 35 мм.
•  Высокое разрешение. В планшетных сканерах всегда используется два типа разрешения оптическое и интерполированное. Оптическое разрешение описывает возможности аппаратной (оптической) части сканера. Для увеличения четкости деталей оригинала применяются специальные программные алгоритмы, которые обеспечивает драйвер сканера. Это второе разрешение называется интерполированным. Обычно оно увеличивает максимальное разрешение сканера до 4х. Например, оптическое разрешение сканера 600 dpi, а максимальное интерполированное 2 400 dpi. Поскольку это интерполированное разрешение обеспечивается программными методами, при его использовании качество сканированного оригинала может быть неудовлетворительным. Но практически все модели сканеров обеспечивают приемлемое качество при интерполированном разрешении. Нельзя применять интерполяцию при сканировании слайдов 35 мм.

ПЗС в типичном планшетном сканере, Источник света (а) отражает свет от оригинала (b). Зеркала (с) передают отраженный свет на линзу (d), которая фокусирует информацию изображения на кристалл П3С (е, вставка е), содержащий одну или три строки датчиков (вставка f). ПЗС регистрирует свет как изменение аналогового заряда, который затем направляется на АЦП (g) для преобразования в цифровые данные.