Skeneris: definīcija, veidi, darbības princips, OCR un pielietojums

Uzzini visu par skeneriem: definīcija, veidi, darbības princips, OCR tehnoloģija un praktisks pielietojums — salīdzinājumi, padomi un piemēri ikdienai.

Attēlu skeneris datorikā ir ierīce, ko izmanto attēlu vai teksta pārnesei datorā. Skeneri var būt paredzēti dažādiem mērķiem — ir īpaši modeļi foto negatīvu skenēšanai, grāmatu skenēšanai vai vienkāršai A4 dokumentu digitalizācijai. Datorā signāls no skenera tiek pārnests uz digitālu attēlu, ko pēc tam var rediģēt, optimizēt vai izdrukāt. Visiem skeneriem ir īpašas daļas, kas no objekta iegūst attēlu — gaišuma avots, optika un sensors. Ar lādiņu saistītās ierīces (piem., CCD) vai kontakta attēla sensora daļas uzņem gaismu no objekta un pārveido to digitālā signālā. Pēc tam digitālais signāls tiek pārraidīts uz datora atmiņu vai nolasīts skenera procesorā. Ar speciālu programmatūru šo signālu var saglabāt saspiestā attēla formātā, piemēram, JPEG vai PNG. Ar OCR programmu drukātu vai roku rakstītu tekstu var pārvērst ASCII kodā vai rediģējamā teksta failā.

Skeneru veidi

• Flatbed (plakans) — visizplatītākais mājas un biroju skeneris; dokumentu novieto uz stikla un skenera galva pārvietojas zemāk.
• Sheet-fed — baro dokumentus pa vienam, piemērots daudzlapu skenēšanai un automātiskai lapu padevei.
• Film/negatīvu skeneri — speciāli izejošiem fotonegativi vai diapozitīviem, nodrošina augstu detaļu izšķirtspēju.
• Drum skeneri — profesionāla iekārta ar ļoti augstu kvalitāti, izmanto rotējošu cilindru (drum) un optisku detektoru.
• Handheld (rokas) — pārnēsājamas ierīces, kas pieskaras virsmai vai slīd pāri; lieto vienkāršiem uzdevumiem.
• 3D skeneri — skenē objektu formu trīsdimensiju modelī, izmantojot lāzerus vai strukturētas gaismas metodi.
• Grāmatu skeneri — īpaši konstruēti, lai skenētu grāmatas bez to bojāšanas (ar vērstu kamera vai V-formas turētāju).

Darbības princips

Skenera pamatprincips ir vienkāršs — objekts tiek apgaismots, atstarojošā gaisma tiek fokusēta uz sensoru un signāls tiek pārveidots digitālā formā. Galvenie komponenti:

• Gaismas avots: halogēns, fluorescents, LED vai lāzers atkarībā no skenera tipa.
• Optika: spoguļi un lēcas (piem., flatbed ar spoguļu sistēmu) vai tieša optika (CIS — contact image sensor).
• Sensors: CCD (charge-coupled device) vai CIS. CCD parasti nodrošina labāku attēla kvalitāti un dinamisko diapazonu, CIS ir kompaktāki un energoefektīvāki.
• Analog-to-digital konvertors (ADC): pārveido sensorā iegūto analogo signālu digitālā formā — šeit nosaka krāsu dziļumu un bitu precizitāti.

Svarīgi parametri: izšķirtspēja (DPI) — punkti collā; bieži minēta gan optiskā, gan interpolētā izšķirtspēja; krāsu dziļums — bits uz kanālu (piem., 24-bit krāsu = 8 bit uz katru RGB kanālu; profesionālos skeneros var būt 48 bit vai vairāk); dinamiskais diapazons — nosaka spēju saglabāt detaļas tumšos un gaišos laukumos.

Datu apstrāde un formāti

Pēc scenēšanas procesa izejā tiek iegūts digitāls attēls, ko var apstrādāt ar programmatūru. Parasti seko šādas darbības:

• pirmsapstrāde — deskew (nolīdzināšana), trokšņu filtrēšana, kontrasta un krāsu korekcija;
• kompresija — bezzaudējuma formāti (TIFF, PNG) vai zaudējuma formāti (JPEG) atkarībā no pielietojuma;
• metadatu pievienošana — skenēšanas datums, izšķirtspēja, krāsu profils;
• glabāšana un pārsūtīšana uz datora atmiņu vai serveriem.

OCR (optiskā rakstu atpazīšana)

OCR ir tehnoloģija, kas ļauj pārvērst skenētus attēlus ar tekstu rediģējamā formātā. Process parasti ietver:

• iepriekšēju attēla apstrādi — binarizācija, trokšņu noņemšana, līniju iztaisnošana;
• rakstzīmju segmentāciju un atpazīšanu, izmantojot algoritmus vai mūsdienu gadījumā — neironu tīklus;
• valodas un teksta strukturēšanas noteikšana (rindas, kolonnas, tabulas);
• eksporta formāti — TXT, RTF, DOCX, PDF ar meklējamu tekstu utt.

OCR labi darbojas ar drukātiem tekstiem un tipiskām fontu kombinācijām; roku rakstītais teksts ir izaicinošāks, bet modernās sistēmas un speciālie modeļi bieži spēj atpazīt arī rokrakstu ar mainīgu precizitāti. Parasti OCR rezultāta kvalitāte ļoti atkarīga no skenēšanas izšķirtspējas, kontrasta un attēla tīrības.

Pielietojums

• biroji un administrācija — dokumentu digitalizācija, arhivēšana, darba plūsmas automatizācija;
• bibliotēkas un arhīvi — vērtīgu dokumentu un grāmatu saglabāšana digitālā formā;
• medicīna — rentgenogrammu un pacienta dokumentācijas digitalizācija (speciāli medicīnas skeneri);
• fotogrāfija un māksla — negatīvu, diapozitīvu un mākslas darbu reprodukcija ar lielu detaļas precizitāti;
• ražošana un kvalitātes kontrole — 3D skeneri izmantoti dizainā un inženierijā;
• likumdošana un tiesību procesi — dokumentu e-izmeklēšana un pierādījumu arhivēšana.

Praktiski padomi labākai skenēšanai

• tīriet skenera stiklu pirms skenēšanas, lai izvairītos no putekļu plankumiem;
• izvēlieties atbilstošu izšķirtspēju — 300 DPI parasti pietiek dokumentiem, 600 DPI vai vairāk fotogrāfijām/negatīviem;
• izmantojiet pareizo krāsu režīmu — melnbalts (1 bit), pelēktoņu vai krāsu (24/48 bit) atkarībā no nepieciešamības;
• ja plānojat OCR, skenējiet ar pietiekami augstu izšķirtspēju un labu kontrastu;
• glabājiet oriģinālus bez zaudējumiem, ja nepieciešama arhivēšana (TIFF vai PNG), bet izmantojiet JPEG tikai tad, ja kompromiss starp kvalitāti un faila izmēru ir pieņemams.

Skeneri ir būtisks rīks informācijas digitalizācijā, un, izvēloties ierīci, ir vērts izvērtēt paredzamo izmantošanu — vai prioritāte ir ātrums, izmaksas, portabilitāte vai augstā attēla kvalitāte. Ar pareizu konfigurāciju un apkopi skeneris var būt uzticams palīgs gan mājās, gan profesionālajā darbā.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir attēlu skeneris?

J: Vai ir īpaši attēlu skeneru modeļi?

J: Kā attēlu skeneris pārnes signālu uz digitālo attēlu?

J: Kādām īpašām vajadzībām izmanto skenera īpašās daļas?

J: Kas ir ar lādiņu saistītā ierīce vai kontakta attēla sensora daļas?

J: Ko var darīt ar digitālo attēlu, kas iegūts no skenera?

J: Vai ar roku drukātu vai rakstītu tekstu var pārvērst ASCII kodā?

Meklēt pēc burta