第9章仪.doc

第9章　扫描仪 内容提要 扫描仪是一种计算机外部仪器设备，它可以通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字信息。本章首先简要讲解扫描仪的基本原理，然后重点讲解扫描仪的安装使用以及图像的简单编辑。 9．1　扫描仪的原理 扫描仪是除键盘和鼠标之外的另一种主要的计算机输入设备，外形如图9-1所示。 扫描仪是一种高精度的光机电一体化高科技产品，能够捕捉各种印刷品、照片以及一切较为轻薄物体上的文字和图像信息。从最直接的图片、照片、胶片到各类图纸图形以及各类文稿资料都可以用扫描仪输入到计算机中，进而实现对这些图像形式的信息的处理、管理、使用、存储和输出等。 图9-1　扫描仪9．1.1　扫描仪的基本原理扫描仪主要由光学成像部分、机械传动部分和转换电路部分组成，这3部分相互配合，将反映图像特征的光信号转换为计算机可接收的电信号。光学成像部分是扫描仪的关键部分，也就是通常所说的镜组。扫描仪的核心是完成光电转换的光电转换部件。目前大多数扫描仪采用的光电转换部件是CCD(电荷藕合器件)，它可以将照射在其上的光信号转换为对应的电信号。打开扫描仪的上盖，可以看到里面有镜面和镜头组件及CCD。除核心的CCD外，其他主要部分有：光学成像部分的光源、光路和镜头。转换电路俗称机器主板，它负责完成一切与电路有关的工作、A/D转换工作，当然也包括镜组给它的数字信号的处理。机械传动部分包括步进电机、扫描头及导轨等，主要负责主板对步进电机发出指令带动皮带，使镜组按轨道移动完成扫描。 扫描仪工作时，首先由光源将光线照在欲输入的图稿上，产生表示图像特征的反射光(反射稿)或透射光(透射稿)。光学系统采集这些光线，将其聚焦在CCD上，由CCD将光信号转换为电信号，然后由电路部分对这些信号进行A/D转换及处理，产生对应的数字信号输送给计算机。扫描仪内部光路构造示意如图9-2所示。 图9-2　扫描仪原理 扫反射稿时上灯管发光透过玻璃照到被扫物体上，反射的光线经过几个镜组的反射后形成光路，通过镜头聚焦后照射在CCD上。扫透射稿时下灯管发光透过玻璃和镜组遮光板照到被扫物体上。 9．1.2　扫描仪的性能指标 扫描仪的性能指标主要有表示扫描仪精度的分辨率、表示扫描图像灰度层次范围的灰度级、表示扫描图像色彩范围的色彩数以及扫描速度和扫描幅面等。 1．分辨率 分辨率体现了扫描仪对图像细节的表现能力，通常用每英寸长度上扫描图像所含有像素点的个数表示，记为dpi。目前，多数扫描仪的分辨率在300～2 400 dpi之间。但扫描仪的实际精度一般用lpi(即一英寸长度上实际能分辨出的线条的个数)表示，分辨率为300～2 400 dpi的扫描仪其实际精度一般为200～300 lpi。 扫描分辨率又可分为光学分辨率与最大分辨率，其中光学分辨率从根本上决定着扫描仪档次的高低。光学分辨率取决于扫描仪CCD元件的像素点数和透镜的质量。一般来说，300 dpi的分辨率己经足够了。当然，分辨率越高，扫描出的图像也越清晰。 2．灰度级 灰度级表示灰度图像的亮度层次范围，它表明了扫描仪扫描时由暗到亮的扫描范围大小，换句话说就是扫描仪从纯黑到纯白之间平滑过渡的能力。灰度级越大，扫描层次越丰富，扫描的效果也就越好。目前多数扫描仪的灰度为256级，也有一些高档扫描仪采用512级的灰度级。 3．色彩数 色彩数表示彩色扫描仪所能产生的颜色范围，通常用表示每个像素点上颜色的数据位表示。色彩数越多，扫描图像越鲜艳真实。目前一般扫描仪的色彩数为24 bit、30 bit、36 bit、42 bit或48 bit。对于普通用户，24 bit或30 bit已经足够。因为一般的文稿或图片其质量本来就不会很高，即使用高色彩位数的扫描仪进行扫描，图像效果也不会提高很多。 4．扫描速度 扫描速度有多种表示方法，通常用在指定分辨率和图像尺寸下的扫描时间表示。 5．扫描幅面 扫描幅面表示可扫描图稿的最大尺寸，常见的有A4、A3等幅面。 6．接口类型 接口类型是指扫描仪与计算机之间采用的接口类型。常用的有并行打印机接口、USB接口、SCSI(Small Computer System Interface)接口和火线接口(IEEE 1394)。SCSI接口的传输速度快，而采用USB接口或火线接口则更简便。采用SCSI接口的扫描仪由于价格偏高、设置相对复杂，所以目前一般应用在设计领域。而USB接口方便了多平台用户，只要计算机有USB接口，只需安装驱动程序就可以使用。火线接口具有USB接口全部的特性，而且传输速度比SCSI接口还要快。 9．2　扫描仪的安装使用及维护 9．2.1　扫描仪的安装 这里主要介绍SCSI接口和USB接口的扫描仪的安装。 (1)设备连接 并行接口和USB接口是计算机固有的接口，采用这两种接口标准的扫描仪可