Сканери та сканування

Зміст

Класифікація сканерів

Сканер - це пристрій, який використовується для безперервного зчитування: зображення, штрих-коду або магнітного коду, радіохвиль тощо в електронний вигляд (зазвичай цифровий). Сканер переглядає послідовні потоки інформації, зчитуючи чи реєструючи їх.

40-і роки Перший пристрій, який можна назвати прабатьком факсу/сканера, був розроблений на початку XNUMX-х років шотландським винахідником. Олександра Бутякий насамперед відомий як винахідник першого електричного годинника.

27 травня 1843 року Бейн отримав британський патент (№ 9745) на вдосконалення виробництва та регулювання. електричний струм Тепер покращення таймерів, ш електричний друк і потім внесли деякі поліпшення в інший патент, виданий в 1845 році.

У своєму патентному описі Бейн стверджував, що будь-яка інша поверхня, що складається з провідних та непровідних матеріалів, може бути скопійована за допомогою цих засобів. Однак його механізм відтворював зображення низької якості і був нерентабелен у використанні, головним чином тому, що передавач і приймач ніколи не були синхронізовані. Концепція факсу Bain був дещо покращений у 1848 році англійським фізиком Фредеріка БакевеллаПроте пристрій Bakewell (1) також давало репродукції низької якості.

1861 Перший практично працюючий електромеханічний факсимільний апарат, що комерційно використовується, називається «пантограф»(2) був винайдений італійським фізиком Джованніго Каселлего. У XNUMX-х роках пантелеграф являв собою пристрій передачі рукописного тексту, малюнків і підписів по телеграфним лініям. Він широко використовувався як інструмент перевірки підпису у банківських транзакціях.

Верстат із чавуну і висотою понад два метри, для нас сьогодні він неповороткий, але цілком собі ефективний свого часувін діяв, змушуючи відправника писати повідомлення на бляшаному аркуші непровідним чорнилом. Потім цей лист був прикріплений до вигнутої металевої пластини. Стілус відправника сканував вихідний документ, слідуючи його паралельним лініям (три лінії на міліметр).

Сигнали передавалися телеграфом на станцію, де повідомлення позначалося чорнилом берлінської лазурі, отриманими в результаті хімічної реакції, так як папір у приймальному пристрої був просочений фероціанідом калію. Щоб гарантувати, що обидві голки сканують з однаковою швидкістю, дизайнери використовували дві надзвичайно точні години, які наводили рух маятник, який, у свою чергу, був пов'язаний з шестернями і ременями, які контролювали рух голок.

1913 піднімається білінографхто міг сканувати зображення із фотоелементом. Ідея Едуард Бєлін (3) дозволив передачу по телефонних лініях та став технічною основою для служби AT&T Wirephoto. Белінограф це дозволило відправляти зображення у віддалені місця по телеграфних та телефонних мережах.

У 1921 році цей процес був удосконалений, тому фотографії можна було також передавати за допомогою радіохвилі. У випадку белінографа для вимірювання інтенсивності світла використовується електричний пристрій. Рівні інтенсивності світла передаються на приймачде джерело світла може відтворити інтенсивність, виміряну передавачем, надрукувавши їх на фотопапері. Сучасні фотокопіювальні пристрої використовують дуже схожий принцип, при якому світло вловлюється датчиками, керованими комп'ютером, а відбиток заснований на лазерна технологія.

3. Едуард Бєлін з білінографом

1914 Коренеплоди технологія оптичного розпізнавання символів (оптичне розпізнавання символів), що застосовувалися для розпізнавання символів та цілих текстів у графічному файлі, растрової формі, відносяться до початку Першої світової війни. Потім це Емануель Голдберг i Едмунд Фурньє д'Альбе самостійно розробила перші пристрої OCR.

Голдберг винайшов машину, здатну зчитувати символи і перетворювати їх на телеграфний код. Тим часом д'Альб розробив пристрій, відомий як оптофон. Це був портативний сканер, який можна було переміщати по краю друкованого тексту для отримання різних та чітких тонів, кожен з яких відповідав певному символу чи літері. Метод OCR, хоч і розроблявся десятиліттями, у принципі працює аналогічно першим пристроям.

1924 Річард Х. Рейнджер винахід бездротова фоторадіограма (4). Він використовує його, щоб надіслати фотографію президента Кальвіна Кулідж'а з Нью-Йорка до Лондона в 1924 році, перша фотографія, відправлена факсом по радіо. У 1926 році винахід Рейнджера використовувався з комерційною метою і досі використовується для передачі карт погоди та іншої інформації про погоду.

4. Репродукція першої фоторентгенограми Річарда Х. Рейнджера.

1950 розроблено Бенедикт Кассен медичний прямолінійний сканер передувала успішна технологія спрямованого сцинтиляційного сенсора. У 1950 році Кассен зібрав першу автоматизовану систему сканування, що складається з сцинтиляційний детектор із приводом від двигуна підключено до релейного принтера.

Цей сканер використовувався для візуалізації щитовидної залози після введення радіоактивного йоду. У 1956 році Куль та його колеги розробили фотоприставку для сканера Кассена, яка покращила його чутливість та дозвіл. З розвитком органоспецифічних радіофармацевтичних препаратів комерційна модель цієї системи широко використовувалася з кінця 50-х до початку 70-х для сканування основних органів тіла.

1957 піднімається барабанний сканер, перший розроблений для роботи з комп'ютером для цифрового сканування. Він був збудований у Національному бюро стандартів США командою під керівництвом Рассела О. Кірша, працюючи над першим американським комп'ютером з внутрішнім програмуванням (зберігається у пам'яті), Standard Eastern Automatic Computer (SEAC), який дозволив групі Кірша експериментувати з алгоритмами, які були попередниками в області обробки зображень та розпізнавання образів.

Расселлові Кіршові виявилося, що комп'ютер загального призначення можна використовуватиме моделювання багатьох логік розпізнавання символів, які пропонувалося реалізувати апаратно. Для цього знадобиться пристрій введення, який може перетворювати зображення на відповідну форму. зберігати у пам'яті комп'ютера. Так народився цифровий сканер.

Сканер SEAK використовував барабан, що обертається, і фотоумножитель для виявлення відображень від невеликого зображення, встановленого на барабані. Маска, вміщена між зображенням і фотоумножителем, тесселювалася, тобто. розділяла зображення на полігональну сітку. Першим зображенням, відсканованим на сканері, була фотографія 5×5 см тримісячного сина Кірша Уолдена (5). Чорно-біле зображення мало дозвіл 176 пікселів набік.

60-ті-90-ті роки Двадцяте століття Перша технологія 3D-сканування була створена у 60-х роках минулого століття. Ранні сканери використовували світло, камери та проектори. Через апаратні обмеження точне сканування об'єктів часто займало багато часу і сил. Після 1985 року їх замінили сканери, які могли використовувати біле світло, лазери та затінювання для захоплення заданої поверхні. Наземне лазерне сканування середньої дальності (TLS) був розроблений на основі додатків у космічних та оборонних програмах.

Основним джерелом фінансування цих передових проектів були урядові установи США, такі як Агентство перспективних оборонних досліджень (DARPA). Так тривало до 90-х років, поки технологія була визнана цінним інструментом для промислових і комерційних додатків. Прорив, коли справа доходить до комерційного впровадження 3D лазерне сканування (6) була поява систем TLS, заснованих на тріангуляції. Революційний пристрій був створений Сінь Ченом для компанії Mensi, заснованої в 1987 Огюстом Д'Аліньі і Мішелем Парамітіоті.

5. Перше зображення, відскановане сканером SEAC

6. Візуалізація роботи наземного скануючого лазера TLS

1963 німецький винахідник Рудольф Пекло представляє ще одну проривну інновацію, хромограф, описаний у дослідженнях як «перший сканер в історії» (хоча його слід розуміти як перший комерційний устрій такого типу у поліграфічній промисловості). У 1965 році він винайшов комплект перша електронна система набору тексту із цифровою пам'яттю (комп'ютерний комплект), який зробив революцію в поліграфічній промисловості у всьому світі.. Того ж року був представлений перший «цифровий набірник» – Digiset. Комерційний сканер Rudolf Hella моделі DC 300 1971 називають проривом в області сканерів світового масштабу.

7. Винахідник машини, що читає Курцвейла.

1974 розпочало OCR-пристроїяк ми знаємо це сьогодні. Було встановлено тоді Курцвейл Комп'ютерні продукти, Інк. Пізніше відомий як футуролог та пропагандист «технологічної сингулярності», він винайшов революційне застосування техніки сканування та розпізнавання знаків та символів. Його ідея була створення читаючої машини для сліпих, який дозволяє людей з вадами зору читати книги через комп'ютер.

Рей Курцвейл та його команда створили Читаюча машина Курцвейла (7) і Програмне забезпечення Omni-Font OCR Technology. Це програмне забезпечення використовується для розпізнавання тексту на відсканованому об'єкті та перетворення його на дані у текстовій формі. Його зусилля призвели до розвитку двох технік, які пізніше мали й досі мають велике значення. Кажучи про синтезатор слів i планшетний сканер.

Планшетний сканер Курцвейл 70-х років. мав трохи більше 64 кілобайт пам'яті. Згодом інженери покращили роздільну здатність сканера та обсяг пам'яті, що дозволило цим пристроям записувати зображення з роздільною здатністю до 9600 dpi. Оптичне сканування зображень, текст, рукописні документи або об'єкти та перетворення їх на цифрове зображення стало широко доступним на початку 90-х років.

У 5400 столітті планшетні сканери стали недорогими та надійними елементами обладнання спочатку для офісів, а потім і вдома (найчастіше інтегровані з факсимільними апаратами, копіювальними апаратами та принтерами). Іноді його називають рефлективним скануванням. Воно працює, висвітлюючи сканований об'єкт білим світлом і зчитуючи інтенсивність та колір відбитого від нього світла. Розроблені для сканування відбитків або інших плоских непрозорих матеріалів, вони мають регульовану верхню частину, що означає, що вони можуть легко вмістити великі книги, журнали і т. д. Коли зображення середньої якості, багато планшетні сканери тепер виробляють копії з роздільною здатністю до XNUMX пікселів на дюйм. .

1994 3D Scanners запускає рішення під назвою РЕПЛІКА. Ця система дозволяла швидко та точно сканувати об'єкти, зберігаючи при цьому високий рівень деталізації. Два роки по тому та ж компанія запропонувала Техніка ModelMaker (8), що рекламується як перша така точна техніка «захоплення реальних тривимірних об'єктів».

2013 Apple приєднується Сканери відбитків пальців Touch ID (9) для смартфонів, що він виробляє. Система значною мірою інтегрована з пристроями iOS, що дозволяє користувачам розблокувати пристрій, а також робити покупки у різних цифрових магазинах Apple (iTunes Store, App Store, iBookstore) та аутентифікувати платежі Apple Pay. У 2016 році на ринок виходить камера Samsung Galaxy Note 7, оснащена не лише сканером відбитків пальців, а й сканером райдужної оболонки ока.

8. Одна з моделей 3D-сканера ModelMaker

9. Торкніться Touch ID Scanner на iPhone

Класифікація сканерів

Таким чином, це не звичайний зчитувач, а покроковий зчитувач (наприклад, сканер зображення не захоплює все зображення в один момент, як камера, а замість цього записує наступні рядки зображення – тому головка сканера, що зчитує, рухається або сканований носій під ним).

Оптичний сканер

Оптичний сканер у комп'ютерах периферійний пристрій введення, що дозволяє перетворювати статичне зображення реального об'єкта (наприклад, аркуша, поверхні землі, сітківки ока людини) на цифрову форму для подальшої комп'ютерної обробки. p align="justify"> Комп'ютерний файл, отриманий в результаті сканування зображення, називається сканом. Оптичні сканери використовуються для підготовки до обробки зображень (DTP), розпізнавання рукописного тексту, систем безпеки та контролю доступу, архівування документів та старовинних книг, наукових та медичних досліджень тощо.

Типи оптичних сканерів:

ручний сканер
планшетний сканер
барабанний сканер
слайд сканер
плівковий сканер
Сканер штрих коду
3D сканер (просторовий)
книжковий сканер
дзеркальний сканер
призмовий сканер
оптоволоконний сканер

магнітний

Ці зчитувачі мають головки, які зчитують інформацію, зазвичай записану на магнітній смузі. Так зберігається інформація, наприклад, більшості платіжних карток.

цифровий

Зчитувач зчитує інформацію, що зберігається на об'єкті, за допомогою прямого контакту із системою на об'єкті. Таким чином, також здійснюється авторизація користувача комп'ютера за допомогою цифрової карти.

Радіо

Зчитувач радіо (RFID) зчитує інформацію, що зберігається в об'єкті. Зазвичай радіус дії такого зчитувача становить від кількох до кількох сантиметрів, хоча популярні і зчитувачі з діапазоном кілька десятків сантиметрів. Завдяки зручності використання вони дедалі частіше витісняють рішення з урахуванням магнітних зчитувачів, наприклад, у системах контролю доступу.