همه چيز درباره اسكنر

اسكنرهاي مسطح: اين نوع اسكنرها، روميزي نيز ناميده مي شوند. اسكنرهاي فوق داراي قابليت هاي فراواني بوده و از متداولترين اسكنرهاي موجود مي باشند.




اسكنرهاي Sheet-fed. اين نوع اسكنرها نظير يك چاپگر قابل حمل عمل مي نمايند.در اسكنرهاي فوق هد اسكنر ثابت بوده و در عوض سند مورد نظر براي اسكن، حركت خواهد كرد.

اسكنرهاي Handheld. اسكنرهاي فوق از تكنولوژي بكار گرفته شده در اسكنرهاي مسطح استفاده مي نمايند. در اسكنرهاي فوق در عوض استفاده از يك موتور براي حركت از نيروي انساني استفاده مي گردد.

اسكنرهاي استوانه اي. از اسكنرهاي عظيم فوق، مراكز انتشاراتي معتبر و بزرگ استفاده مي نمايند. با استفاده از اسكنرهاي فوق مي توان تصاوير را با كيفيت و جرئيات بالا اسكن نمود.

ايده اوليه تمامي انواع اسكنرها، تجزيه و تحليل يك تصوير و انجام پردازش هاي مربوطه است. در ادامه به بررسي اسكنرهاي مسطح كه متداولترين نوع در اين زمينه مي باشند، خواهيم پرداخت.

مباني اسكنرها

يك اسكنر مسطح از عناصر زير تشكيل شده است:

CCD(Charge-Coupled device Array)

آينه ها

هد مربوط به اسكن

صفحه شيشه اي

لامپ

لنز

فيلترها

روكش

موتور Stepper

تثبيت كننده )Stablizer)

تسمه

منبع تغذيه

پورت هاي اينترفيس

مدار كنترل كننده

شكل زير CCD را از نماي نزديك نشان مي دهد.

هسته اساسي يك اسكنر CCD است. CCD رايج ترين تكنولوژي براي اخذ تصاوير در اسكنرها است. CCD شامل مجموعه اي از ديودهاي حساس نوري نازك بوده كه عمليات تبديل تصاوير ( نور ) به الكترون ها ( شارژ الكتريكي ) را انجام مي دهد. ديودهاي فوق، Photosites ناميده مي شوند. هر يك از ديودهاي فوق حساس به نور مي باشند. تصوير اسكن شده از طريق مجموعه اي از آينه ها، فيلتر ها و لنزها به CCD خواهد رسيد پيكربندي واقعي عناصر فوق به مدل اسكنر بستگي دارد ولي اصول اغلب آنها يكسان است.

نحوه اسكن تصاوير

عمليات زير مراحل اسكن نمودن يك تصوير را توضيح مي دهد:

متن ( سند ) مورد نظر را بر روي سيني شيشه اي قرار داده و روكش مربوط را بر روي آن قرار دهيد. درون روكش در اغلب اسكنرها سفيد بوده و در برخي ديگر سياه رنگ است. روكش يك زمينه يكسان را فراهم كرده تا نرم افزار اسكنر قادر به استفاده از يك نقطه مرجع براي تشخيص انداز سندي باشد كه اسكن مي گردد. در اكثر اسكنرها مي توان روكش فوق را در زمان اسكن يك شي حجيم نظير يك كتاب قطور، استفاده نكرده و عملا" آن را كنار گذاشت. در شكل زير لامپ فلورسنت مشاهده مي گردد.

يك لامپ بمنظور روشن نمودن ( نوراني كردن ) سند استفاده مي گردد. در اسكنرهاي قديمي لامپ فوق از نوع فلورسنت بوده و در اسكنرهاي جديد از لامپ هاي زنون و يا لامپ هاي كاتدي فلورسنت استفاده مي گردد.

تمام مكانيزم ( آينه ها، لنزها، فيلتر و CCD) هد اسكن را تشكيل مي دهند. هد اسكن توسط يك تسمه كه به يك موتورStepper متصل است به آرامي در طول سند مورد نظر براي اسكن، حركت خواهد كرد. هد اسكن به يك ميله " تثبت كننده " (Stabilizer) متصل بوده تا اين اطمينان بوجود آيد كه در زمان اسكن هد مربوطه تكان نخواهد خورد. زمانيكه يك مرتبه بطور كامل سند، اسكن گردد عملا" يك Pass ( فاز ) سپري شده است. شكل زير ميله تثبيت كننده را نشان مي دهد.

تصوير موجود بر روي سند توسط يك آيينه زاويه اي به آينه ديگر منعكس مي گردد. در برخي اسكنرها صرفا" از دو آينه استفاده مي گردد، برخي ديگر از اسكنرها از سه آيينه استفاده مي نمايند. هر يك از آيينه ها خميده شده تا امكان نمركز بهتر بر روي تصوير براي انعكاس فراهم گردد.

آخرين آيينه، تصوير را بر روي يك لنز منعكس خواهد كرد. لنز از طريق يك فيلتر بر روي تصوير در CCD متمركز خواهد شد. در شكل زير آيينه ها ( سه عدد) و لنز مربوطه نشان داده شده است.

سازماندهي فيلتر و لنزها، متفاوت بوده و بستگي به نوع اسكنر دارد. برخي از اسكنرها براي اسكن يك سند از سه فاز استفاده مي نمايند. در هر فاز از يك فيلتر متفاوت ( قرمز، سبز، آبي ) بين لنز و CCD استفاده مي گردد. در نهايت نرم افزار مربوطه نتايج بدست آمده در هر فاز را با يكديگر تركيب تا تصوير تمام رنگي نهائي بوجود آيد. در اكثر اسكنرهاي جديد، سندهاي مورد نظر در يك فاز اسكن مي گردند. لنز تصوير ( سند ) مورد نظر را به سه بخش تقسيم مي نمايد. هر يك ازبخش هاي فوق از طريق يك فيلتر ( قرمز، آبي، سبز ) اسكن و در يك ناحيه مجزا در CCD مستقر مي گردند. در ادامه اسكنر داده هاي هر بخش را با يكديگر تركيب و تصوير تمام رنگي نهائي ايجاد خواهد شد.

وضوح تصوير و درون يابي

اسكنرها داراي مدل هاي متفاوت با توجه به دقت وضوح تصوير و شفافيت مي باشند. اكثر اسكنرهاي مسطح داراي حداقل وضوح تصوير 300 * 300 Dpi )Dot per inch) مي باشند. Dpi مربوط به اسكنر توسط تعدادي از سنسورهاي موجود در يك سطر ( جهت X نرخ نمونه برداري ) از CCD با دقت مضاعف موتور Stepper ( جهت Y نرخ نمونه برداري ) مشخص مي گردد. مثلا" اگر دقت 300*300 dpi باشد، و اسكنر يك صفحه A4 را اسكن نمايد، CCD داراي 2550 سنسور بوده كه در هر سطر افقي سازماندهي مي گردند. يك اسكنر تك فازه داراي سه سطر از سنسورهاي فوق و در مجموع 1650 سنسور را دارا خواهد بود. موتور Stepper در مثال فوق قادر به حركت در گام هائي به اندازه يك سيصدم، اينچ خواهد بود. يك اسكنر با دقت 300 * 600 داراي يك آرايه CCD به ميزان 5100 سنسور در هر سطر خواهد بود. شكل زير موتور stepper را نشان مي دهد.

ميزان شفافيت ارتباط مستقيم با كيفيت لنز و منبع نور دارد. اسكنري كه از لامپ زنون و لنزهاي با كيفيت بالا استفاده مي نمايد، قطعا" يك تصوير با كيفيت و شفاف تر نسبت به اسكنري كه از لامپ هاي فلورسنت و لنزهاي معمولي استفاده مي كند، ايجاد خواهد كرد.

درون يابي (InterPolation)، فرآيندي است كه نرم افزارهاي اسكن استفاده تا از طريق آن آگاهي ودانش خود را نسبت به دقت و وضوح تصوير افزايش دهند. بدين متظور از پيكسل هاي اضافه اي استفاده مي گردد. پيكسل هاي اصافه معدل پيكسل هاي همجوار مي باشند. مثلا" اگر اسكنري از بعد سخت افزاري داراي دقت 300*300 باشد، دقت درون يابي معادل 300 * 600 خواهد بود. در اين حالت نرم افزار يك پيكسل را بين هر پيكسلي كه اسكن مي گردد توسط يك سنسور CCD انجام خواهد داد.

Bit Depth، يكي ديگر از اصطلاحاتي است كه در رابطه با اسكنر مطرح مي شود. واژه فوق به تعداد رنگ هائي كه اسكنر قادر به توليد آنها مي باشد، اطلاق مي گردد. هر پيكسل بمنظور توليد رنگ هاي استاندارد (True color) به 24 بيت نياز دارد.

ارسال تصوير

پس از اسكن يك تصوير، مي بايست تصوير اسكن شده به كامپيوتر منتقل گردد. براي اتصال اسكنر به كامپيوتر سه گزينه متفاوت وجود دارد:

استفاده از پورت موازي ( كندترين روش ارسال تصوير خواهد بود )

استفاده از SCSI. اسكنرها از يك كارت اختصاصي SCSI كه بر روي برد اصلي نصب مي گردد، استفاده مي نمايند.

استفاده از پورت USB. اسكنرمي بايست داراي يك كانكتور از نوع USB باشد.

شكل زير نمونه اتصالات يك اسكنر را نشان مي دهد.

بمنظور استفاده از اسكنر، مي بايست درايور مربوطه نصب گردد. درايور فوق مسئول تبين نحوه ارتباط با اسكنر خواهد بود. اكثر اسكنرها از زبان TWAIN براي صحبت كردن استفاده مي نمايند. درايور TWAIN نظير يك اينترفيس بين برنامه ها( برنامه هائي كه استاندارد TWAIN را حمايت مي نمايند ) و اسكنر عمل مي نمايد. در اين راستا برنامه ها نيازي به آگاهي از جزئيات عملكرد يك اسكنر بمنظور ايجاد ارتباط با آن نخواهند داشت. مثلا" با استفاده از برنامه فتوشاپ ( نرم افزار فوق استاندارد TWAIN را حمايت مي نمايد) مي توان بسادگي فرمان اسكن يك تصوير را صادر و از نتايج بدست آمده در محيط فتوشاپ استفاده كرد.

منبع: ‌سايت ايران علمي