Контрольная работа: Периферійні пристрої ЕОМ
Сканери – це пристрої, що застосовуються для введення інформації паперових та плівкових копій в комп’ютер шляхом її перетворення в цифровий вигляд. Вони давно використовуються там, де необхідно ввести в комп’ютер фотографій або зображень для наступної їх обробки за допомогою графічних програм. Пізніше за допомогою сканерів та програм розпізнавання образів (OCR – OpticalCharacterRecognition) стало можливим і введення текстів в ПК з їх наступним редагуванням в електронній формі.
Всі сканери діляться на два основні види:
ручні;
настільні.
Більш розповсюдженими є настільні сканери, які дозволяють вводити зображення розміром формату А4 та А3. Існує три різновиди настільних сканери: планшетні, рулонні та проекційні.
Основною відмінністю планшетних сканерів є те, що їх скануюча головка переміщується відносно паперу за допомогою шагового двигуна. Сканування здійснюється за допомогою спеціальної програми, що поставляється зі сканером.
Робота рулонних сканерів нагадує роботу факсів. Процес сканування в цьому випадку здійснюється протягуванням оригінала через такий пристрій.
В проекційних сканерах оригінальний документ кладеться на поверхню сканера зображенням вгору, а відносно нього переміщується скануючий пристрій.
1.ПРИНЦИП РОБОТИ СКАНЕРА
Щоб комп’ютер міг обробити 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 пікселя описується одним байтом для кожної складової (червоної, зеленої та синьої). Для зображення, що містить градації сірого, піксель має значення від 0 до 255, що відповідає розрішенню в 8 біт.
На каретці, що рухається за допомогою шагового двигуна, встановлені дзеркала та лампи. При скануванні світло від лампи відбивається від документа і через систему дзеркал потрапляє на матрицю сенсорів, які перетворюють відображене світло в електричний сигнал. В якості сенсорів використовуються оптичні перетворювачі – CCD-сенсори (напівпровідникові пристрої із зарядовим зв’язком). Кожне вічко CCD-сенсора складається із світлочутливого зарядженого конденсатора. При попаданні на неї світлового променя вона розряджається. Саме за ступенем розрядженності можна визначити вплив світла. Вічко розпізнає 1024 або 2048 значень яскравості, та чим вище розрішення сканера, тим більше CCD-вічок і тим менше їх розміри.
Головним недоліком CCD-сенсорів є інерціонність заряду. З однієї сторони, під впливом світла вічко розряджається за деякий час, а з іншої – доки вона повністю зарядиться для наступного вимірювання, також проходить певний час. Ці два інтервали часу (розрядка і зарядка) і визначають швидкість роботи сканера.
Так як CCD-сенсори реагують тільки на розпізнання в яскравості, то для обробки кольорових оригіналів потрібні додаткові міри для обліку кольорів. Щоб виділити три основні кольори (червоний, синій і зелений), в сканерах використовуються різні методи:
потрійний прохід. Каретка з CCD-сенсорами тричі проходить над оригіналом, і при кожному проході включається кольоровий фільтр. Недоліком цього методу є те, що механіка сканера повинна весь час працювати дуже точно, щоб не виникало зміщення окремих кольорових шарів;
три різних джерела світла. За рахунок використання трьох джерел світла (червоного, синього і зеленого) для сканування достатньо одного проходу каретки з CCD-сенсорами. Помилки сканування можуть виникнути тільки через те, що неточно встановлені лампи;
три складові світлового променя. Це самий точний і самий дорогий метод, оскільки потрібна спеціальна оптична призма, що розкладає відображений від оригінала промінь на три основних складових, які потрапляють на три CCD-сенсори. Перевагою є висока швидкість сканування.
2. ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СКАНЕРІВ
2.1. Розширення сканера
Оптичне розширення
Основна технічна характеристика сканера – розширення. При цьому розрізняють два типи розширення сканера.
Оптичне розширення визначається числом CCD-сенсорів. Розрішення сканера 300×600 крапок на дюйм означає, що він може опитувати 300 крапок на дюйм за вертикаллю і 600 крапок за горизонталлю. Вочевидь, що сканер з розширенням 600 крапок на дюйм розпізнає більше деталей, ніж сканер з розширенням 400 крапок. Якщо в описі сканера для розширення вказане тільки одне число, це означає, що воно однакове в обох напрямках.
Інтерполіроване розширення
В рекламних проспектах виробників сканерів іноді зустрічаються значення розширення в 4800 або навіть 9600 крапок на дюйм, що збиває з пантелику багатьох користувачів. Це так зване інтерполіроване розширення. Додаткові крапки зображення розраховуються програмно за їх оточенням в драйвері сканера за допомогою спеціальних алгоритмів. До числа таких алгоритмів відносяться алгоритми лінійної інтерполяції, що дозволяє розраховувати проміжні значення за двома сусідніми, та бікубічні інтерполяції, яка використовує для розрахунку кілька крапок.
Механічне розширення
Це відношення кількості зчитувань інформації CCD-матрицею до довжини шляху, пройденого нею за цей час. Іноді його теж називають оптичним, але як правило, виробником вказується механічне розширення, що в 2 рази перевищує оптичне.
2.2. Параметри сканера
Швидкість сканування представляє собою ще один важливий технічний параметр сканера, її різні значення обумовлені технічними причинами. Вона визначає час перекладу зображення оригіналу в електронний вид.
Щільність зображення характеризує здатність сканера розрізняти градації яскравості. Звісно, 12-розрядний сканер розрізняє більше кольорів або градацій сірого, ніж 8-розрядний.
Глибина кольору.
В сканері електричний сигнал з CCD-матриці перетворюється в цифровий за допомогою аналогово-цифрового перетворювача (АЦП). Розрядність АЦП і якість виконання CCD визначає глибину кольору сканера.
Глибині кольору в 1 біт відповідає чорно-білий режим роботи сканера, кожна крапка може бути тільки чорною або білою. В сірому режимі глибина кольору складає 8 біт (256 градацій сірого) – саме така кількість відтінків можливо для кожної крапки.
Всі сучасні сканери дозволяють отримати 30 – 36-бітний колір. Сканер з глибиною кольору 30 біт забезпечує для сканованого примірника глибину кольору в 10 біт на кожний кольоровий канал (RGB). При глибині кольору 10 біт сканер розпізнає 1024 (210) кольорових відтінки в червоному, зеленому та синьому каналах. В чорно-білому режимі це відповідає 1024 відтінкам сірого кольору.
2.3. Порти для підключення сканера
Для підключення деяких сканерів до ПК, як правило, використовують роз'їм для принтера (паралельний порт) або порт USB, який є на сучасних материнських платах. Могутні сканери працюють з SCSI-інтерфейсом.