Сканары і сканіраванне

Змест

Класіфікацыя сканараў

Сканар - гэта прылада, якое выкарыстоўваецца для бесперапыннага счытвання: выявы, штрых-кода або магнітнага кода, радыёхваль і т. д. у электронны выгляд (звычайна лічбавы). Сканар праглядае паслядоўныя патокі інфармацыі, счытваючы або рэгіструючы іх.

40-я гады Першая прылада, якую можна назваць прабацькам факса/сканара, было распрацавана ў пачатку XNUMX-х гадоў шатландскім вынаходнікам. Аляксандра Бутякі ў першую чаргу вядомы як вынаходнік першых электрычных гадзін.

27 траўня 1843 гады Бэйн атрымаў брытанскі патэнт (№ 9745) на ўдасканаленне вытворчасці і рэгуляванні. электрычны ток Цяпер паляпшэнні таймераў, ш электрычны друк і, а затым унеслі некаторыя паляпшэнні ў іншы патэнт, выдадзены ў 1845 годзе.

У сваім патэнтным апісанні Бейн сцвярджаў, што любая іншая паверхня, якая складаецца з якія праводзяць і не праводзяць матэрыялаў, можа быць скапіяваная з дапамогай гэтых сродкаў. Аднак яго механізм прайграваў выявы нізкай якасці і быў нерентабелен ў выкарыстанні, галоўным чынам таму, што перадатчык і прымач ніколі не былі сінхранізаваныя. Канцэпцыя факса Bain быў некалькі палепшаны ў 1848 годзе англійскім фізікам. Фрэдэрыка Бакевелаале прылада Bakewell (1) таксама давала рэпрадукцыі нізкай якасці.

1861 Першы практычна працавальны электрамеханічны факсімільны апарат, камерцыйна выкарыстоўваны, завецца.пантограф»(2) быў вынайдзены італьянскім фізікам Джаваніе Каселего. У XNUMX-х гадах пантэлеграф уяўляў сабой прылада для перадачы рукапіснага тэксту, малюнкаў і подпісаў па тэлеграфных лініях. Ён шырока выкарыстоўваўся ў якасці інструмента праверкі подпісы ў банкаўскіх транзакцыях.

Станок з чыгуну і вышынёй больш за два метры, для нас сёння ён непаваротлівы, але цалкам сабе эфектыўны ў свой часён дзейнічаў, прымушаючы адпраўніка пісаць паведамленне на бляшаным лісце неправоднымі чарніламі. Затым гэты ліст быў прымацаваны да выгнутай металічнай пласціны. Стілус адпраўніка сканаваў зыходны дакумент, прытрымліваючыся яго паралельным лініям (тры лініі на міліметр).

Сігналы перадаваліся па тэлеграфе на станцыю, дзе паведамленне пазначалася чарніламі берлінскага блакіту, атрыманымі ў выніку хімічнай рэакцыі, бо папера ў прыёмнай прыладзе была прасякнута ферацыянідам калія. Каб гарантаваць, што абедзве іголкі скануюць з аднолькавай хуткасцю, дызайнеры выкарыстоўвалі дзве надзвычай дакладныя гадзіны, якія прыводзілі ў рух маятнік, які, у сваю чаргу, быў звязаны з шасцярнямі і рамянямі, якія кантралявалі рух іголак.

1913 падымаецца беллінографхто мог сканаваць выявы з фотаэлементам. Ідэя Эдуарда Беліна (3) дазволіў перадачу па тэлефонных лініях і стаў тэхнічнай асновай для службы AT&T Wirephoto. Беллінограф гэта дазволіла адпраўляць выявы ў аддаленыя месцы па тэлеграфных і тэлефонных сетках.

У 1921 году гэты працэс быў удасканалены, так што фатаграфіі можна было таксама перадаваць з дапамогай радыёхвалі. У выпадку з белінографам для вымярэння інтэнсіўнасці святла выкарыстоўваецца электрычная прылада. Узроўні інтэнсіўнасці святла перадаюцца на прымачдзе крыніца святла можа прайграць інтэнсіўнасць, вымераную перадатчыкам, надрукаваўшы іх на фотапаперы. Сучасныя фотокопировальные прылады выкарыстоўваюць вельмі падобны прынцып, пры якім святло ўлоўліваецца датчыкамі, якія кіруюцца кампутарам, а адбітак заснаваны на лазерная тэхналогія.

3. Эдуард Белін з белінографам

1914 карняплоды тэхналогія аптычнага распазнання сімвалаў (аптычнае распазнанне сімвалаў), якія ўжываліся для распазнання сімвалаў і цэлых тэкстаў у графічным файле, растравай форме, адносяцца да пачатку Першай сусветнай вайны. Затым гэта Эмануэль Гольдберг i Эдмунд Фурнье д'Альбе самастойна распрацавала першыя прылады OCR.

Гольдберг вынайшаў машыну, здольную счытваць сімвалы і пераўтвараць іх у тэлеграфны код. Тым часам д'Альб распрацаваў прыладу, вядомае як аптафон. Гэта быў партатыўны сканер, які можна было перамяшчаць па краі друкаванага тэксту для атрымання розных і выразных тонаў, кожны з якіх адпавядаў вызначанаму знаку або літары. Метад OCR, хоць і распрацоўваўся дзесяцігоддзямі, у прынцыпе працуе аналагічна першым прыладам.

1924 Рычард Х. Рэйнджар вынаходніцтва бесправадная фотарадыёграма (4). Ён выкарыстоўвае яго, каб адправіць фатаграфію прэзідэнта Кальвіна Кулідж'а з Нью-Ёрка ў Лондан у 1924 годзе, першая фатаграфія, адпраўленая па факсе па радыё. У 1926 годзе вынаходства Рэйнджара выкарыстоўвалася ў камерцыйных мэтах і да гэтага часу выкарыстоўваецца для перадачы карт надвор'я і іншай інфармацыі аб надвор'і.

4. Рэпрадукцыя першай фотарэнтгенаграмы Рычарда Х. Рэйнджара.

1950 распрацавана Бенедыкт Касен медыцынскі прамалінейны сканер папярэднічала ўдалая распрацоўка накіраванага сцынтыляцыйнага дэтэктара. У 1950 годзе Касэн сабраў першую аўтаматызаваную сістэму сканавання, якая складаецца з сцынтыляцыйны дэтэктар з прывадам ад рухавіка падлучаны да рэлейнай друкаркі.

Гэты сканер выкарыстоўваўся для візуалізацыі шчытападобнай залозы пасля ўвядзення радыеактыўнага ёду. У 1956 годзе Куль і яго калегі распрацавалі фотапрыстаўку для сканара Касэна, якая палепшыла яго адчувальнасць і дазвол. З развіццём органаспецыфічных радыёфармацэўтычных прэпаратаў камерцыйная мадэль гэтай сістэмы шырока выкарыстоўвалася з канца 50-х да пачатку 70-х гадоў для сканавання асноўных органаў цела.

1957 падымаецца барабанны сканер, Першы распрацаваны для працы з кампутарам для выканання лічбавага сканавання. Ён быў пабудаваны ў Нацыянальным бюро стандартаў ЗША камандай пад кіраўніцтвам Расэла А. Кірша, працуючы над першым амерыканскім кампутарам з унутраным праграмаваннем (якія захоўваюцца ў памяці), Standard Eastern Automatic Computer (SEAC), які дазволіў групе Кірша эксперыментаваць з алгарытмамі, якія былі папярэднікамі ў вобласці апрацоўкі малюнкаў і распазнанні выяў.

Кірш Расэла аказалася, што кампутар агульнага прызначэння можна выкарыстоўваць для мадэлявання многіх логік распазнання сімвалаў, якія прапаноўвалася рэалізаваць апаратна. Для гэтага запатрабуецца прылада ўводу, якое можа ператвараць малюнак у адпаведную форму. захоўваць у памяці кампутара. Так нарадзіўся лічбавы сканер.

Сканер SEAK выкарыстаў які верціцца барабан і фотапамнажальнік для выяўлення адлюстраванняў ад невялікай выявы, усталяванага на барабане. Маска, змешчаная паміж выявай і фотапамнажальнікам, тэселявалася, г.зн. падзяляла выяву на паліганальную сетку. Першай выявай, адсканаванай на сканары, была фатаграфія 5 × 5 см трохмесячнага сына Кірша, Уолдэна (5). Чорна-белая выява мела дазвол 176 пікселяў на бок.

60-я-90-я гады Дваццатае стагоддзе Першая тэхналогія 3D-сканавання была створана ў 60-х гадах мінулага стагоддзі. Раннія сканары выкарыстоўвалі святло, камеры і праектары. З-за апаратных абмежаванняў дакладнае сканіраванне аб'ектаў часта займала шмат часу і сіл. Пасля 1985 года іх замянілі сканары, якія маглі выкарыстоўваць белае святло, лазеры і зацяненне для захопу зададзенай паверхні. Наземнае лазернае сканіраванне сярэдняй далёкасці (TLS) быў распрацаваны на аснове прыкладанняў у касмічных і абаронных праграмах.

Асноўнай крыніцай фінансавання гэтых перадавых праектаў былі ўрадавыя ўстановы ЗША, такія як Агенцтва перспектыўных абаронных даследаванняў (DARPA). Так працягвалася да 90-х гадоў, пакуль тэхналогія не была прызнана каштоўным інструментам для прамысловых і камерцыйных дадаткаў. Прарыў, калі справа даходзіць да камерцыйнага ўкаранення 3D лазернае сканіраванне (6) было з'яўленне сістэм TLS, заснаваных на трыянгуляцыі. Рэвалюцыйнае прыстасаванне было створана Сінь Чэнам для кампаніі Mensi, заснаванай у 1987 годзе Агюстам Д'Аліньі і Мішэлем Парамітыёты.

5. Першы малюнак, адсканаваны сканарам SEAC

6. Візуалізацыя працы наземнага сканавальнага лазера TLS

1963 нямецкі вынаходнік Рудольф Пекла уяўляе яшчэ адну прарыўную інавацыю, хромограф, апісаны ў даследаваннях як «першы сканер у гісторыі» (хоць яго варта разумець як першае камерцыйнае прылада такога тыпу ў паліграфічнай прамысловасці). У 1965 годзе ён вынайшаў камплект першая электронная сістэма набору тэксту з лічбавай памяццю (кампутарны камплект), які зрабіў рэвалюцыю ў паліграфічнай прамысловасці па ўсім свеце.. У тым жа годзе быў прадстаўлены першы лічбавы наборшчык Digiset. Камерцыйны сканер Rudolf Hella мадэлі DC 300 1971 называюць прарывам у галіне сканараў сусветнага маштабу.

7. Вынаходнік чытаючай машыны Курцвейла.

1974 пачатак прылады OCRяк мы ведаем гэта сёньня. Было ўстаноўлена тады Курцвейл Кампутарныя прадукты, Інк. Пазней вядомы як футуролаг і прапагандыст «тэхналагічнай сінгулярнасці», ён вынайшаў рэвалюцыйнае ўжыванне тэхнікі сканавання і распазнанні знакаў і знакаў. Яго ідэя была стварэнне якая чытае машыны для сляпых, які дазваляе са слабым зрокам людзям чытаць кнігі праз кампутар.

Рэй Курцвейл і яго каманда стварылі Чытаючая машына Курцвейла (7) і Праграмнае забеспячэнне Omni-Font OCR Technology. Гэта праграмнае забеспячэнне выкарыстоўваецца для распазнання тэксту на адсканаваным аб'екце і пераўтварэнні яго ў дадзеныя ў тэкставай форме. Яго намаганні прывялі да развіцця двух тэхнік, якія пазней мелі і да гэтага часу маюць вялікае значэнне. Гаворачы аб сінтэзатар прамовы i планшэтны сканер.

Планшэтны сканер Курцвейла 70-х гадоў. меў не больш за 64 кілабайт памяці. З часам інжынеры палепшылі дазвол сканара і аб'ём памяці, што дазволіла гэтым прыладам запісваць выявы з дазволам да 9600 dpi. Аптычнае сканіраванне малюнкаў, тэкст, рукапісныя дакументы або аб'екты і пераўтварэнне іх у лічбавы малюнак стала шырока даступным у пачатку 90-х гадоў.

У 5400 стагоддзі планшэтныя сканары сталі недарагімі і надзейнымі элементамі абсталявання спачатку для офісаў, а затым і хаты (часцей за ўсё інтэграваныя з факсімільнымі апаратамі, капіявальнымі апаратамі і друкаркамі). Часам яго называюць рэфлектыўным сканіраваннем. Яно працуе, асвятляючы сканаваны аб'ект белым святлом і счытваючы інтэнсіўнасць і колер адлюстраванага ад яго святла. Распрацаваныя для сканавання адбіткаў ці іншых плоскіх непразрыстых матэрыялаў, яны маюць рэгуляваную верхнюю частку, што азначае, што яны могуць лёгка змясціць вялікія кнігі, часопісы і т. д. Калісьці выявы сярэдняй якасці, шматлікія планшэтныя сканары зараз вырабляюць копіі з дазволам да XNUMX пікселяў на цалю. .

1994 3D Scanners запускае рашэнне пад назвай РЭПЛІКА. Гэтая сістэма дазваляла хутка і сапраўды сканаваць аб'екты, захоўваючы пры гэтым высокі ўзровень дэталізацыі. Праз два гады тая ж кампанія прапанавала Тэхніка ModelMaker (8), якая рэкламуецца як першая такая дакладная тэхніка «захопу рэальных трохмерных аб'ектаў».

2013 Apple далучаецца Сканары адбіткаў пальцаў Touch ID (9) для смартфонаў, якія ён вырабляе. Сістэма ў значнай ступені інтэграваная з прыладамі iOS, што дазваляе карыстачам разблакаваць прыладу, а таксама здзяйсняць пакупкі ў розных лічбавых крамах Apple (iTunes Store, App Store, iBookstore) і аўтэнтыфікаваць плацяжы Apple Pay. У 2016 годзе на рынак выходзіць камера Samsung Galaxy Note 7, абсталяваная не толькі сканарам адбіткаў пальцаў, але і сканарам вясёлкавай абалонкі вока.

8. Адна з мадэляў сканера 3D ModelMaker

9. Сканер iPhone Touch ID

Класіфікацыя сканараў

Такім чынам, гэта не звычайны счытвальнік, а пакрокавы счытвальнік (напрыклад, сканер малюнка не захоплівае ўвесь малюнак у адзін момант, як камера, а замест гэтага запісвае наступныя радкі малюнка – таму счытвальная галоўка сканара рухаецца ці сканаваны носьбіт пад ім).

Аптычны сканер

Аптычны сканер у кампутарах перыферыйная прылада ўводу, якое дазваляе пераўтвараць статычны малюнак рэальнага аб'екта (напрыклад, ліста, паверхні зямлі, сятчаткі вока чалавека) у лічбавую форму для далейшай кампутарнай апрацоўкі. Кампутарны файл, атрыманы ў выніку сканавання выявы, называецца сканам. Аптычныя сканары выкарыстоўваюцца для падрыхтоўкі да апрацоўкі выяваў (DTP), распазнання рукапіснага тэксту, сістэм бяспекі і кантролю доступу, архівавання дакументаў і старадаўніх кніг, навуковых і медыцынскіх даследаванняў і т. д.

Тыпы аптычных сканер:

ручны сканер
планшэтны сканер
барабанны сканер
слайд сканер
плёнкавы сканер
Сканар штрых-кода
3D сканер (прасторавы)
кніжны сканер
люстраны сканер
прызменны сканер
оптавалакновы сканер

магнітны

У гэтых счытвальнікаў ёсць галоўкі, якія счытваюць інфармацыю, звычайна запісаную на магнітнай паласе. Так захоўваецца інфармацыя, напрыклад, на большасці плацежных карт.

лічбавай

Счытвальнік счытвае інфармацыю, якая захоўваецца на аб'екце, з дапамогай прамога кантакту з сістэмай на аб'екце. Такім чынам, апроч іншага, ажыццяўляецца аўтарызацыя карыстальніка кампутара з дапамогай лічбавай карты.

Радыё

Счытвальнік па радыё (RFID) счытвае інфармацыю, якая захоўваецца ў аб'екце. Звычайна радыус дзеяння такога счытвальніка складае ад некалькіх да некалькіх сантыметраў, хоць папулярныя і счытвальнікі з дыяпазонам у некалькі дзясяткаў сантыметраў. Дзякуючы выгодзе выкарыстання яны ўсё гушчару выцясняюць рашэнні на аснове магнітных счытвальнікаў, напрыклад, у сістэмах кантролю доступу.