認(rèn)識(shí)掃描儀

　　歡迎來(lái)到學(xué)習(xí)啦，本文為大家講解認(rèn)識(shí)掃描儀，歡迎大家閱讀借鑒，多學(xué)習(xí)，終身有益。

　　在掃描儀發(fā)明以前，面對(duì)一些帶有文字的檔案，美術(shù)圖形，以及一些美麗的圖案，人們總會(huì)想：如果能將這些都轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)里(電腦自動(dòng)關(guān)機(jī))，然后進(jìn)行必要的編輯，那樣該有多好啊!人們的這種夢(mèng)想早已有之，只是找不到解決的方法，正所謂科技以人為本，于是科學(xué)家們開(kāi)始努力探索解決的途徑。1984年，這種夢(mèng)想成真，掃描儀面世了，它的發(fā)展史從此開(kāi)始了。短短二十年間到底經(jīng)歷了什么樣的變化呢筆者對(duì)大量的資料進(jìn)行查閱，整理成文，希望能透過(guò)掃描儀的發(fā)展史能讓讀者加深對(duì)它的認(rèn)識(shí)，了解它的發(fā)展前景。

　　一、概述

　　掃描儀是一種捕獲影像的裝置，可將影像轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以顯示、編輯、儲(chǔ)存和輸出的數(shù)字格式。掃描儀的應(yīng)用范圍很廣泛，例如將美術(shù)圖形和照片掃描結(jié)合到文件中;將印刷文字掃描輸入到文字處理軟件中，避免再重新打字;將傳真文件掃描輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)軟件或文字處理軟件中儲(chǔ)存;以及在多媒體中加入影像等等。

　　1884年，德國(guó)工程師尼普科夫(Paul Gottlieb Nipkow)利用硒光電池發(fā)明了一種機(jī)械掃描裝置，這種裝置在后來(lái)的早期電視系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，到1939年機(jī)械掃描系統(tǒng)被淘汰。雖然跟后來(lái)100多年后利用計(jì)算機(jī)來(lái)操作的掃描儀沒(méi)有必然的聯(lián)系，但從歷史的角度來(lái)說(shuō)這算是人類歷史上最早使用的掃描技術(shù)。

　　掃描儀是19世紀(jì)80年代中期才出現(xiàn)的光機(jī)電一體化產(chǎn)品，它由掃描頭、控制電路和機(jī)械部件組成。采取逐行掃描，得到的數(shù)字信號(hào)以點(diǎn)陣的形式保存，再使用文件編輯軟件將它編輯成標(biāo)準(zhǔn)格式的文本儲(chǔ)存在磁盤(pán)上。從誕生到現(xiàn)在掃描儀產(chǎn)品種類紛繁復(fù)雜。

　　應(yīng)用掃描儀最多的領(lǐng)域是出版、印刷行業(yè)，此外還可以在辦公中用于資料制作、資料管理和檔案管理等。另外，如專用的卡片掃描儀、CT掃描儀等其它的掃描儀不在列舉之中。

　　二、技術(shù)

　　自1984年第一臺(tái)掃描儀問(wèn)世以來(lái)，掃描儀經(jīng)歷了從黑白掃描、彩色三次掃描過(guò)度到現(xiàn)在的彩色、一次掃描儀，掃描儀技術(shù)的發(fā)展日新月異。下面筆者從掃描儀五個(gè)比較重要的因素的技術(shù)革新進(jìn)行分析，以此來(lái)探索掃描儀的發(fā)展道路。

　　(1)光學(xué)分辨率

　　掃描儀的分辨率可分為光學(xué)分辨率和最大分辨率，我們主要以“光學(xué)分辨率”為準(zhǔn)。光學(xué)分辨率一直是掃描儀產(chǎn)品最為關(guān)鍵的性能指標(biāo)，是影響掃描效果的清晰程度的最重要因素之一。

　　300dpi的產(chǎn)品曾經(jīng)在市場(chǎng)上盤(pán)踞多年，在經(jīng)過(guò)1999年的一場(chǎng)價(jià)格大戰(zhàn)的廝殺后終于黯然退出歷史舞臺(tái)，把掃描儀市場(chǎng)的主流地位讓給了600dpi的產(chǎn)品。2002年，國(guó)內(nèi)外幾大廠家風(fēng)風(fēng)火火地將1200dpi光學(xué)分辨率的掃描儀產(chǎn)品推向市場(chǎng)，從此600dpi難覓蹤影。到了2004 年，2400dpi光學(xué)分辨率的掃描儀成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)。

　　(2)色位

　　色位是影響掃描效果的色彩飽和度及準(zhǔn)確度的最重要因素之一。這里(電腦自動(dòng)關(guān)機(jī))先介紹一個(gè)用來(lái)度量概念--位。位(Bit)是計(jì)算機(jī)最小的儲(chǔ)存單位，以0或1來(lái)表示位的值。愈多的位數(shù)可以表現(xiàn)愈復(fù)雜的影像信息。

　　依次從8 位灰階用來(lái)更精確地表現(xiàn)一般的黑白照片到用24 位彩色，通過(guò)紅綠藍(lán)信道結(jié)合后可產(chǎn)生 1677 萬(wàn)種顏色的組合，此時(shí)的24 位的色彩也稱作全彩。然后又從36 位彩色到42位，再到48位，發(fā)展相當(dāng)迅速。

　　(3)掃描元件

　　掃描儀的核心部分是完成光電轉(zhuǎn)換的部件——掃描元件(也稱為感光器件)。目前市場(chǎng)上掃描儀所使用的感光器件主要有四種：電荷藕合元件CCD、接觸式感光器件CIS、光電倍增管PMT和互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體CMOS。

　　1969年

　　美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室于發(fā)明CCD(Charge Coupled Device，電荷藕合裝置)，與電腦晶片CMOS技術(shù)相似，也可作電腦記憶體及邏輯運(yùn)作晶片。CCD的感光能力相對(duì)低，但CCD技術(shù)不斷發(fā)展，又由于CCD的體積小、造價(jià)低，所以廣泛應(yīng)用于掃描儀。

　　1998 年，互補(bǔ)氧化金屬半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，簡(jiǎn)稱CMOS) 誕生了，它是一種新型的圖像傳感技術(shù)。對(duì)于CMOS技術(shù)的研究已有數(shù)十載，但直到20世紀(jì)末把它應(yīng)用于制作圖像傳感器。CMOS的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比CCD簡(jiǎn)單，耗電量只有普通CCD的 1/3左右，而且制造成本比CCD要低。

　　同年，一種基于CMOS技術(shù)的傳感器的接觸式圖像傳感器 (Contact lmage Sensor，簡(jiǎn)稱CIS)也誕生了。CIS掃描儀將光源、聚焦鏡片及感應(yīng)器一同固定于一個(gè)外罩內(nèi)，不須調(diào)節(jié)、預(yù)熱，所以比CCD掃描儀起動(dòng)快。CIS掃描儀體積比CCD掃描儀更小，而制造成本也更少，但品質(zhì)上還是比CCD稍遜一籌，并且CCD的技術(shù)比CIS要成熟。

　　(4)接口類型

　　掃描儀的接口是指掃描儀與電腦主機(jī)的聯(lián)接方式，目前掃描儀常見(jiàn)的接口方式有SCSI、EPP、USB三種。

　　1979年SCSI技術(shù)誕生。早期的掃描儀大都是SCSI接口。優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度較快，掃描質(zhì)量高;缺點(diǎn)是需要開(kāi)機(jī)箱安裝一塊SCSI卡，要占用一個(gè)ISA或PCI槽以及相應(yīng)的中斷，安裝相對(duì)復(fù)雜，有可能和其他配件發(fā)生沖突。

　　沒(méi)過(guò)幾年，EPP(Enhanced Parallel Port的縮寫(xiě))接口技術(shù)誕生。和SCSI的掃描儀相比，其速度較慢，掃描質(zhì)量稍差，但安裝方便，兼容性好，大多采用EPP接口的掃描儀后部都有兩(電腦沒(méi)聲音)個(gè)接口，一個(gè)接計(jì)算機(jī)，另一個(gè)接其他的并口設(shè)備(一般是打印機(jī))。

　　1994年誕生USB(Universal Serial Bus的縮寫(xiě))技術(shù)，當(dāng)時(shí)是由 PC 界的幾位“巨人”——康柏、IBM、Intel和 Microsoft共同推出的，旨在統(tǒng)一外設(shè)如打印機(jī)、外置Modem、掃描儀、鼠標(biāo)等的接口，以便于安裝使用，取代以往的串口、并口和PS/2接口，USB 標(biāo)準(zhǔn)真正頒已經(jīng)是1996年了。又過(guò)了兩(電腦沒(méi)聲音)年，USB才迎來(lái)了真正的春天——業(yè)界巨頭們共同制定了USB1.1標(biāo)準(zhǔn)，使USB技術(shù)更加成熟可靠，真正發(fā)展起來(lái)。

　　(5)掃描儀配置軟件

　　掃描儀配置包括軟件圖像類、OCR類和矢量化軟件等，這里(電腦自動(dòng)關(guān)機(jī))不能不介紹OCR。簡(jiǎn)單地說(shuō)，OCR的基本原理就是通過(guò)掃描儀將一份文稿的圖像輸入給計(jì)算機(jī)，然后由計(jì)算機(jī)取出每個(gè)文字的圖像，并將其轉(zhuǎn)換成漢字的編碼。

　　早在1929年，Taushek就在德國(guó)獲得了一項(xiàng)有關(guān)OCR(光學(xué)字符識(shí)別)的專利。歐美國(guó)家為了將浩如煙海、與日俱增的大量報(bào)刊雜志、文件資料和單據(jù)報(bào)表等文字材料輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理，從50年代就開(kāi)始了西文OCR技術(shù)的研究，以便代替人工鍵盤(pán)輸入。文字識(shí)別軟件(OCR)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了將印刷文字掃描得到的圖片轉(zhuǎn)化為文本文字的功能，提供了一種全新的文字輸入手段，大大提高了用戶工作的效率，同時(shí)也為掃描儀的應(yīng)用帶來(lái)了進(jìn)步。這是掃描儀發(fā)展史上一個(gè)具有重要意義的里(電腦自動(dòng)關(guān)機(jī))程碑。