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kaikai1982

第十一章 扫描仪篇

CCD(电荷耦合器件)：CCD发展时间长，技术及制造工艺都已相当成熟，CCD扫描仪的图像质量相当突出，几乎能满足所有方面的要求。它主要采用CCD的微型半导体感光芯片作为扫描仪的核心。使用CCD进行扫描，要求有一套精密的光学系统配合，这使得扫描仪结构复杂。所以它的特点是扫描质量高，扫描范围广(可扫实物)、使用寿命长、分辩率高。传统的CCD技术的工作原理很像复印机，它利用外部高亮度光源将原稿照亮，原稿的反射光经过反射镜、投射镜和分光镜后成像在CCD元件上。由于镜头成像有一定的清晰范围，所以原稿可以具有一定的景深，也就是可以扫描具有立体表面的物体。CCD扫描仪的景深一般可以达到十几厘米，这就是厂商们常说的3D扫描。由于CCD的光学器件比较复杂，很难缩小体积，所以CCD扫描仪一般比较厚重。CCD器件与数码相机中使用的器件相同，制造技术已经非常成熟。CCD器件可以做到非常高的光学分辨率，已达到1200×2400dpi以上。
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- e5 k5 s( S! ^: `　　　　CIS：CIS采用一种触点式图像感光元件(光敏传感器)来进行感光，在扫描平台下一至两毫米处,一排由300--600个紧密排列的红、蓝、绿三色LED传感器所发的光混合在一起产生白色光源，取代了CCD扫描仪中的CCD阵列、透镜、荧光管或冷阴极射线管等复杂结构，变CCD扫描仪为(光、机、电)一体为CIS扫描仪的机、电一体。CIS产品的工作原理很像传真机，它没有镜头组件，CIS感光器件横跨整个扫描幅面宽度，而且最大限度地贴近原稿。CIS采用发光二极管作为光源和二极管感光元件，结构简单紧凑，所以体积可以做得很小，CIS产品的厚度通常不到CCD产品的一半。但由于CIS器件没有镜头成像部分，所以景深很小，一般只能扫描平面物体。CIS器件属于半导体器件，在大规模生产后可以实现较低的成本。但CIS技术目前还处于发展阶段，其光学分辨率一般只有300 x 600 dpi。CIS与CCD相比，CCD扫描技术由于采用光学成像器件，扫描出的图像色彩与亮度都非常均匀，而且由于采用高亮度光源，所以可以达到非常高的色彩分辨率。而CIS技术使用的是大面积感光器件，在目前还很难保证扫描的均匀度，而且由于使用的是亮度较低的二极管发光器件，所以CIS的色彩分辨率也不如CCD出色。
　　
　　　　二、扫描仪接口的分类
　　
　　　　扫描仪按接口主要类型分为EPP、USB、SCSI等三种。它们的特点如下：
　　
: B% M6 Y- d+ L& _　　　　1、EPP：它的最大特点是方便。并且现在的加强EPP口和USB、SCSI的速度已经很接近，这样就更加突出它的方便性，同时EPP口对电脑要求低，486以上任何机型都可以用。所以如果您的电脑是老主板的话选择EPP接口的扫描仪是很好的选择。
　　
7 H9 M. ~3 R" I7 |: N& b# T　　　　2、USB：它的最大特点是速度较快，安装方便，可以带电拔插。但它对主板质量要求高。首先必须是支持USB，另外据测试表明如果主板对USB设备供电不足，就有可能导致扫描时死机。随着USB应用的日益广泛，USB接口的扫描仪是发展趋势。
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4 d2 D! E3 Q1 y　　　　3、SCSI：它的优点是速度快，扫描稳定，扫描时占用系统资源少。缺点是成本较高，且安装麻烦，现在除高档专业扫描仪外，用得越来越少了。
　　
　　　　三、扫描仪的主要技术参数
　　
　　　　分辨率：扫描仪的分辨率是光学分辩率，它是指一英寸上分为多少个点，如300dpi就是说在一英寸上它扫描300个光学点数。扫描仪还有一个最高分辩率，它主要是指在光学分辩率上的软件插值，也就是说通过软件运算得到的。
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( T- e/ B% w4 O" S　　　　色彩位数：在扫描仪的技术参数中色彩位数是以bit为单位的数据，现在一般世面上有36位与48位的扫描仪。2的多少次方即为多少位数。那么36位就是百万种颜色和48就是亿万种颜色。在使用中当然是颜色(色彩位数)越多越好。但一般家用36位就足够了
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　　　　ASPI：Advanced SCSI Programming Interface 的缩写。由 Adaptec 公司所开发的一种程序语言或协议，用于SCSI 周边装置 ( 如扫描仪 ) 与 SCSI 适配卡之间的沟通。
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& M) j3 i( ~- `5 L7 e4 A- f　　　　自动走纸器（ADF：Auto Document Feeder）：这是扫描仪的附加配件，主要用于辅助文字稿的扫描。ADF 可以进行最多达 50 页文字页的连续扫描。该附加配件通常与光学文字辨识软件（OCR）一起使用，而不是用在像 Adobe Photoshop 那类的影像编辑程序。
　　
  G! B; j3 a% ~) }7 n6 L　　　　位（Bit）： 这是计算机最小的储存单位。以 0 或 1 来表示位的值。愈多的位数可以表现愈复杂的影像信息。例如：单位（Single-bit）
- P$ w) o- x1 m* m5 x1 c) S% ^　　单位影像只用一个位的资料来记录每个像素－白色或是黑色。
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) n6 T" g( K( W7 a8 o1 ]( i6 V5 e6 X& F　　　　8 位灰阶（8-bit grayscale）：呈现 256（2 的 8 次方 = 256）阶的灰阶层次，用来更精确的表现一般的黑白照片。256 阶的灰阶足以真实的呈现出比肉眼所能辨识出来的层次还多的灰阶层次。
　　
$ y' w5 V2 x" ^6 R% L+ k) L4 }( n　　　　24 位彩色（24-bit color）：24 位彩色影像由三个 8 位的彩色信道所组成。红绿蓝信道结合后可产生 1677 万种颜色的组合。 24 位的色彩也称作全彩。
　　
　　　　36 位彩色（36-bit color）：36 位彩色影像由三个 12 位的彩色信道所组成。红绿蓝信道结合后可产生 687 亿种颜色的组合，即产生较多种颜色（这是与 24 位扫描仪产生的 1677 万种颜色相比较）。因为 36 位扫描仪能够表现更细致的色彩层次，所以扫描得到的这些额外的影像信息能够表现出更生动的色彩，与更逼真的影像。
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　　　　亮度（Brightness）：它是一幅影像中明暗程度的平衡。亮度不同于对比，对比度量的是影像中最亮的色调和最暗的色调之间的差异范围。亮度决定的是明暗色调的强度；对比决定的则是明暗层次的数目。
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　　　　色彩校准（Color calibration）：它确保影像的色彩能够被精确地重建。完整的色彩校准通常分为两个步骤：校准输入设备，如扫描仪；以及校准输出设备，如打印机或屏幕。精确的校准输入和输出设备后，扫描仪就可以准确地捕捉色彩，屏幕或打印机也可以忠实的将色彩表现出来。
　　
0 \4 i1 l0 g. G% U　　　　电荷耦合组件（CCD）：代表 Charge-Coupled Device（电荷耦合设备），是一长条状的感光组件，在扫描过程中用来将从影像上反射过来的光波转化为数字信号。
　　
　　　　色彩信道（Color channel）：指生成彩色影像的红色、绿色和蓝色成分。
　　
- F) |6 ?9 ?. ~7 U2 H　　　　彩色影像（Color image）：影像类型的一种，包含了最复杂的影像信息（与单位影像和灰阶影像相比较）。要捕捉彩色影像，扫描仪使用的是以 RGB 为基础的色彩模型来处理色彩资料。
　　
8 L6 c& @/ G; n8 ~2 t" p+ }0 a　　　　对比（Contrast）：表示一幅影像中明暗区域的相互关系。对比指的是一幅影像中最亮的色调和最暗的色调之间的差异范围，差异范围越大代表对比越大，差异范围越小代表对比越小；亮度则是指一幅影像中明暗色调间的平衡。对比决定的是明暗层次的数目；亮度则决定的是明暗色调的强度。对比低的影像看起来灰暗且平淡。
/ j1 i& @" r& H& w' e动态色彩校正（DCR）：代表 Dynamic Color Rendition（动态色彩校正），是全友计算机 ( Microtek ) 特有的色彩校色技术。DCR确保扫描进来的影像色彩尽可能的接近原稿的色彩。
　　
) `- _5 J  W9 ^; c/ j　　　　去除网点 ( DeScreen ) ：ScanWizard 扫描驱动程序中的一项功能，用来除去当扫描印刷品稿件时会呈现出的网花及网点现象。
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　　　　每英吋的点数（DPI）：表示 dots per inch（每英吋的点数），用以度量分辨率的一个单位。dpi 值越大分辨率就越高。
　　
　　　　浓度（Dynamic range）：代表从白色到黑色之间，扫描仪所能分辨出多少色阶层次的能力。一个具有良好浓度范围的扫描仪能够准确地将原稿的色调层次表现出来，使得影像看起来更清晰，可表现的细节更多。通常位数决定了扫描仪的最大浓度值。例如 36 位扫描仪的浓度值就比 24 位扫描仪为高。
　　
　　　　曝光量（Exposure）：影像中光线的强度。一幅影像的曝光量可以透过增加或减少感光时间来改变。
　　
! v. D& n% N7 I, L　　　　档案格式（File format）：图形文件储存的格式。可用的档案格式有许多种，各有其优缺点。最通用的档案格式包括 TIFF、PICT、EPS 和 PCX。TIFF是使用最广泛的档案格式。
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　　　　滤镜（Filters）：在影像上制作特殊效果的工具。扫描软件中的滤镜包括模糊／模糊增强，锐利／锐利增强／USM锐利化处理，浮雕效果和边缘强调效果。
　　
　　　　灰阶影像（Grayscale）：影像类型的一种，不仅只有黑色和白色，还包括真实的灰阶色调。灰阶影像中每个像素含有多个位的资料，可记录和显示更多层次的明暗色调。4 位可产生 16 阶灰阶，8 位则可产生类似照片的 256 阶灰阶。
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7 K: B! ]7 f+ X0 M+ u3 g$ |　　　　半色调影像（Halftone）：单位影像类型的一种，它是以不同疏密程度的黑色点构成的图案来产生近似灰阶影像的错觉效果。在报纸上看到的图片就是属于这种半色调影像。这些影像通常看起来都较粗糙。
　　
　　　　亮部（Highlights）：影像中最亮的区域。
　　
　　　　色阶分布图（Histogram）：影像中明暗像素的分布统计图。色阶分布图的比重偏向左边则表示影像偏暗，比重偏向右边则表示影像偏亮。
　　
　　　　色相（Hue）：用来区别不同颜色之间差异的一个特性（即是用以区别出红色、绿色或蓝色等颜色）。色相与饱和度不同，饱和度表示的是色相的强度（更红或更绿）。
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( }' {! Y  S! D2 d　　　　影像编辑软件（Image-editing software）：用来编修影像的软件，如 Adobe Photoshop。
　　
　　　　影像增强工具（Image enhancement tools）：扫描软件中用来调整色彩和影像品质的工具。这些工具包括 BCE（亮度、对比和曝光量调整）；色阶调整工具；色调调整工具，曲线工具和滤镜。
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　　　　影像类型（Image type）：您所期望的影像扫描和处理的方式。ScanWizard 可以选择处理的影像类型有半色调影像、黑白、灰阶或彩色影像。
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! m( ~2 |3 |: R9 v8 @9 F1 b　　　　网片输出机（Imagesetter）：它是用来将高分辨率影像或档案输出到相纸或胶片上的输出设备。
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　　　　插值分辨率（Interpolated resolution）：透过软件来提高分辨率，因此也被称作软件增强的分辨率。例如，若您的扫描仪之光学分辨率为300 dpi，则您可以透过软件插值运算法将影像提高到600 dpi。插值分辨率比光学分辨率所获得的细部资料要少些，对一些特定的工作，例如扫描黑白影像或放大较小的原稿时十分有用。
　　
　　　　黑白影像（Line Art）：单位影像的一种类型，仅有黑白两色，例如铅笔或钢笔的素描。一些单一颜色的图像也可以算是黑白影像，例如机械的蓝图或插图等。
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% A4 b. ~1 `% U6 |/ Q8 ?/ }# u9 `　　　　每英吋线数（LPI）：它表示lines per inch（每英吋的线数），它是印刷时所用的分辨率单位，lpi 与 dpi 不同， dpi 度量的是电子影像的分辨率。
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　　　　中间调（Midtones）：影像中介于亮部和暗部的区域，大约是 50% 灰阶的部份。
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* ~9 m! C, _# H- ]3 @0 }　　　　网花（Moire）：这是在彩色印刷时非预期出现的图案，它是由于半色调影像套印时的网屏角度不正确而造成此一现象。通常当您扫描半色调影像或者直接从杂志上扫描影像时会出现网花（扫描的原稿不是照片或底片）。
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# I/ v- j/ G9 B; C, z, o　　　　光学文字辨识（OCR）：代表 Optical Character Recognition（光学文字辨识），这是扫描影像并将其转换成文字格式的处理过程。
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) c+ P% ~! G2 ]2 W6 v6 ~  c　　　　光学分辨率（Optical resolution）：扫描仪的实际分辨率，也是决定一幅影像中可视细节数量的关键因素。光学分辨率是分辨率类型的一种，另一种是插值分辨率。
　　
- [$ ?5 p( h: ^# J4 v& ~, Z3 l　　　　像素（Pixel）：计算机在表示数字格式的影像资料时所使用的单位。举例来说，一个影像很单纯的就是以成千上百乃至上百万个像素，以格状的排列方式来表示。
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1 f0 ^8 F7 Y$ _2 H- V　　　　打印方法（Printing methods）：您所选择的打印方法应该根据您扫描的影像来调整。例如低分辨率黑白打印机适用于打印文字和黑白影像，但不适用于打印灰阶影像。对于灰阶影像则应使用较高分辨率的打印机，例如能够打印到 600 dpi 至 1200 dpi 的打印机。如果是彩色影像的打印则可以选择彩色喷墨打印机、热升华打印机或印刷机。
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5 o: ]9 {. }9 d9 i　　　　分辨率（Resolution）：影像的细致度， 用每英吋点数（dpi）来表示。dpi 的数值越大，扫描的分辨率和得到的影像文件也就越大。分辨率有两种类型：光学分辨率和插值分辨率。
　　
　　　　红绿蓝（RGB）：色彩模型的一种，在此色彩模型中是以不同强度的红、绿、蓝三原色来组成各种颜色。
　　
8 k/ c* V9 N% h; `2 ^/ o/ p　　　　饱和度（Saturation）：色彩的强度，或者是特定色相的颜色强度。例如一幅清晰的红色苹果影像在色彩饱和时会显得「更鲜红」。
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+ L0 f+ O) ^& ?6 a3 [: i　　　　缩放比例（Scaling）：在 ScanWizard 中放大或缩小影像的处理程序，使影像在传送给影像编辑程序后不必再放大或缩小。缩放比例与分辨率成反比的关系：对同一型扫描仪而言，分辨率设定越低则影像可放大的比例就越大；分辨率设定至最高时，影像比例则只能缩小。
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　　　　扫描稿件种类（Scan material）：扫描时所使用的原稿类型。扫描稿件种类通常可分成三类：反射稿，如相片或印刷品；正片，如幻灯片；负片，如一般拍照时使用的底片。
　　
　　　　扫描仪（Scanner）：扫描仪是一种捕获影像的装置，可将影像转换为计算机可以显示、编辑、储存和输出的数字格式。扫描仪的应用范围很广泛，例如将美术图形和照片扫描结合到文件中；将印刷文字扫描输入到文字处理软件中，避免再去重新打字；将传真文件扫描输入到数据库软件或文字处理软件中储存；以及在多媒体中加入影像。
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　　　　SCSI：小型计算机系统接口（Small Computer System Interface），是一种计算机硬件接口的格式。
　　
　　　　SCSI 串行（SCSI chain）：连接系统中 SCSI 设备的串接电路。一个 SCSI 串行可以包含扫描仪、光驱、外接硬盘和磁带机。每个连接上的 SCSI 设备都应有不同的 SCSI ID 号码。否则会造成硬件冲突。
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* t9 b/ w/ N- ]* C　　　　暗部（Shadows）：影像中最暗的区域。
　　
　　　　单位影像（Single-bit image）：单位影像是最为简单的一种影像，每个像素只用一个位来记录。单位的影像又分为两种不同的类型：黑白影像（又称为线条稿；Line Art）和半色调影像。
　　
　　　　文字扫描（Text scanning）：扫描仪常见的一种应用，因为它免去您重新打字输入的程序。扫描仪将文字扫描进来后，透过光学文字辨识软件的处理，将文字输入到文字处理软件中。
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　　　　终端电阻（Terminator）：一个特殊的电阻包或电阻块，可用来告诉计算机 SCSI 串行的终点在何处，并确保整体电路讯号的稳定性。终端电阻的作用像滤波器，可消除由众多电缆线和设备所产生的电器噪声。
　　
　　　　光罩（TMA）：代表 Transparent Media Adapter，它是扫描仪的附属配备，用来扫描透射稿、幻灯片或底片。TMA有一个特殊的光源设备可防止原稿因曝晒在强光下过久而做废。
　　
　　　　TWAIN：一个软件工业的标准，使得软件应用程序和硬件扫描设备之间能够直接传输资料。ScanWizard for Windows 是一个符合 TWAIN 标准的驱动程序，这意味着它可以由像 Adobe Photoshop 这类的 TWAIN 兼容应用程序来驱动使用。在实际应用中这代表当透过 ScanWizard 扫描后，扫描结果会自动送到 Photoshop 程序中。
　　
　　　　放大（Zoom）：这是在预览窗口中影像放大显像的能力。

rulingdanny

辛苦楼主了，现在比较热的有cisc soc等。

zhangmin0525

谢谢楼主