把圖像“裝”進(jìn)電腦

掃描儀 是一種高精度的光電一體化的高科技產(chǎn)品，它是將各種形式的圖像信息輸入計(jì)算機(jī)的重要工具，是繼鍵盤和鼠標(biāo)之后的第三代計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備。人們通常將掃描儀用于計(jì)算機(jī)圖像的輸入，而圖像這種信息形式是一種信息量最大的形式。從最直接的圖片、照片、膠片到各類圖紙圖形以及各類文稿資料都可以用掃描儀輸入到計(jì)算機(jī)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對這些圖像形式的信息的處理、管理、使用、存貯、輸出等。

掃描儀類型 根據(jù)掃描介質(zhì)和用途的不同，大體上分為：平板式掃描儀、名片掃描儀、底片掃描儀、饋紙式掃描儀、文件掃描儀。除此之外還可以分為手持式掃描儀、鼓式掃描儀、筆式掃描儀、實(shí)物掃描儀和3D掃描儀。

工作原理 掃描儀主要由光學(xué)部分、機(jī)械傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)換電路部分等三部分組成。掃描儀工作時(shí)，首先由光源將光線照在欲輸入的圖稿上，產(chǎn)生表示圖像特征的反射光（反射稿）或透射光（透射稿）。光學(xué)系統(tǒng)采集這些光線，將其聚焦在感光器件上，由感光器件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后由電路部分對這些信號進(jìn)行A/D（Analog/Digital）轉(zhuǎn)換及處理，產(chǎn)生對應(yīng)的數(shù)字信號輸送給計(jì)算機(jī)。當(dāng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制電路的控制下帶動(dòng)裝有光學(xué)系統(tǒng)和CCD的掃描頭與圖稿進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)，將圖稿全部掃描一遍，一幅完整的圖像就輸入到計(jì)算機(jī)中去了。

感光器件 是掃描儀的核心部分，主要任務(wù)是完成光電轉(zhuǎn)換。目前的感光器件有四種：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。其中，光電倍增管的生產(chǎn)成本最高且掃描速度很慢，一張圖往往需要幾十分鐘的時(shí)間，所以光電倍增管只用在最專業(yè)的鼓式掃描儀上。而CCD和CIS的生產(chǎn)成本相對較低，掃描速度相對較快，掃描效果能滿足大部分工作的需要，所以CCD或CIS的掃描儀已成為許多家用、辦公和SOHO一族的選擇。作為生產(chǎn)成本最低的CMOS器件，由于其掃描成像質(zhì)量的限制，容易出現(xiàn)雜點(diǎn)，所以目前只使用在名片掃描儀上。

CCD Charge Couple Device的縮寫，稱為電荷耦合器件，它是利用微電子技術(shù)制成的表面光電器件，可以實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換功能。CCD在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和掃描儀中應(yīng)用廣泛，只不過攝像機(jī)中使用的是點(diǎn)陣CCD，即包括x、y兩個(gè)方向用于攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個(gè)方向，y方向掃描由掃描儀的機(jī)械裝置來完成。

CIS 接觸式感光元件，它與CCD技術(shù)幾乎是同時(shí)出現(xiàn)的。CIS一般使用制造光敏電阻的硫化鎘為原料，所以很容易形成一長條陣列，而且成本也只有CCD的1/3。但由于其自身物理特性的原因，CIS各感光單元間的干擾稍大，而且只能貼近稿件掃描。

最大幅面 指的是掃描儀最大的掃描尺寸范圍，這個(gè)范圍取決于掃描儀的內(nèi)部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和掃描儀的外部物理尺寸。以平臺式掃描儀為例（掃描幅面與掃描儀的外形尺寸相差不大），A4幅面是最常見的一種，掃描原稿的原始輸入尺寸最大可以是A4（21cm×29.7cm）大小。當(dāng)然，在掃描范圍文本框（直接輸入尺寸數(shù)字或用鼠標(biāo)調(diào)整）中可以自行設(shè)定掃描區(qū)域的大小。

最大分辨率又叫做插值分辨率，它是在相鄰像素之間求出顏色或者灰度的平均值從而增加像素?cái)?shù)的辦法。內(nèi)插算法增加了像素?cái)?shù)，但不能增添真正的圖像細(xì)節(jié)。比如我們掃描一朵花，如果增大光學(xué)分辨率，則可能將花瓣上的脈絡(luò)都看得清楚；而如果只是增大插值分辨率，則只是將已經(jīng)看清楚的部分放大一些而已，無法對細(xì)節(jié)部分進(jìn)行更進(jìn)一步的表現(xiàn)。

景深 就是對遠(yuǎn)近不同物體的表現(xiàn)能力。一般來講，如果我們掃描的物體不是平面的，那么必然有些部分離掃描儀工作臺近一些，另一些要遠(yuǎn)一些，景深好的掃描儀，可以將遠(yuǎn)近不同的物體真實(shí)還原，其色彩和亮度等都不會有大的改變。一般說來，CCD的景深要比CIS好。

色彩位數(shù) 表示掃描儀在采樣時(shí)，它捕捉的每個(gè)象素上檢測出的最大顏色或灰階級。從理論上說，色彩位數(shù)增加，可以捕捉到的細(xì)節(jié)數(shù)量增加，密度范圍增加。但是由于采用的CCD品質(zhì)不同，信噪比不同，故此不能一概論之。但對于專業(yè)掃描儀來講，應(yīng)該有對應(yīng)關(guān)系，36位的掃描儀應(yīng)該有3.4D的密度范圍，42位的掃描儀應(yīng)該有3.7D的密度范圍，不然不是真正的色彩位數(shù)。

密度范圍 也稱動(dòng)態(tài)范圍，表示對透明原稿的光阻能力或?qū)Ψ瓷湓宓墓馕漳芰Α呙鑳x用動(dòng)態(tài)范圍描述設(shè)備再現(xiàn)色調(diào)細(xì)微變化的能力，表示掃描儀能夠探測到的最淡顏色（DMIN）和最深顏色（DMAX）之間的差值。

OCR 是字符識別軟件的簡稱，它是英文Optical Character Recognition的縮寫，原意是光學(xué)字符識別。它的功能是通過掃描儀等光學(xué)輸入設(shè)備讀取印刷品上的文字圖像信息，利用模式識別的算法，分析文字的形態(tài)特征從而判別不同的字符。中文OCR一般只適合于識別印刷體漢字。使用掃描儀加OCR可以部分地代替鍵盤輸入漢字的功能，是省力快捷的文字輸入方法。

預(yù)掃時(shí)間就是掃描儀對所有的掃描面積進(jìn)行一次快速掃描所需的時(shí)間。掃描儀從打開到進(jìn)行正式掃描，有一段光源預(yù)熱時(shí)間，如果是進(jìn)行長時(shí)間連續(xù)掃描作業(yè)，這段預(yù)熱時(shí)間似乎可以接受或者忽略不記。但是如果并不是連續(xù)作業(yè)，那么在每次掃描之前都要進(jìn)行光源預(yù)熱，不僅浪費(fèi)了大量時(shí)間，而且對掃描儀的使用壽命也是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

掃描介質(zhì) 為掃描儀所能掃描的介質(zhì)類型，一般掃描儀可以處理的介質(zhì)為照片、印刷品、文稿、正負(fù)底片、幻燈片和3D實(shí)物等。

光源 指的是掃描儀機(jī)身內(nèi)部的燈管，與步進(jìn)電機(jī)自成一體，隨步進(jìn)電機(jī)一起運(yùn)動(dòng)。對掃描儀而言，光源是非常重要的，因?yàn)镃CD上所感受的光線，全部來自于掃描儀自身的燈管。光源不純或偏色，會直接影響到掃描結(jié)果。在正午的時(shí)候，我們用肉眼去看一張白紙，看到的是白色，但黃昏的時(shí)候，在金黃色陽光的作用下，同樣的一張白紙會呈現(xiàn)出金黃色。光源變了，我們看到的結(jié)果自然不同。