Сканеры и сканирование

צופרידן

Классификация сканеров

Сканер — это устройство, используемое для непрерывного считывания: изображения, штрих-кода или магнитного кода, радиоволн и т. д. в электронный вид (обычно цифровой). Сканер просматривает последовательные потоки информации, считывая или регистрируя их.

40 יאָר Первое устройство, которое можно назвать прародителем факса/сканера, было разработано в начале XNUMX-х годов шотландским изобретателем. Александра Буткоторый в первую очередь известен как изобретатель первых электрических часов.

27 мая 1843 года Бэйн получил британский патент (№ 9745) на усовершенствование производства и регулирования. עלעקטריש קראַנט Oraz улучшения таймеров, נס электрическая печать и, а затем внесли некоторые улучшения в другой патент, выданный в 1845 году.

В своем патентном описании Бейн утверждал, что любая другая поверхность, состоящая из проводящих и непроводящих материалов, может быть скопирована с помощью этих средств. Однако его механизм воспроизводил изображения низкого качества и был нерентабелен в использовании, главным образом потому, что передатчик и приемник никогда не были синхронизированы. Концепция факса Bain был несколько улучшен в 1848 году английским физиком Фредерика Бакевеллано устройство Bakewell (1) также давало репродукции низкого качества.

1861 Первый практически работающий электромеханический факсимильный аппарат, коммерчески используемый, называется «פּאַנטאָגראַף»(2) был изобретен итальянским физиком Джованниего Каселлего. В XNUMX-х годах пантелеграф представлял собой устройство для передачи рукописного текста, рисунков и подписей по телеграфным линиям. Он широко использовался в качестве инструмента проверки подписи в банковских транзакциях.

Станок из чугуна и высотой более двух метров, для нас сегодня он неповоротлив, но вполне себе эффективен в свое времяон действовал, заставляя отправителя писать сообщение на жестяном листе непроводящими чернилами. Затем этот лист был прикреплен к изогнутой металлической пластине. Стилус отправителя сканировал исходный документ, следуя его параллельным линиям (три линии на миллиметр).

Сигналы передавались по телеграфу на станцию, где сообщение помечалось чернилами берлинской лазури, полученными в результате химической реакции, так как бумага в приемном устройстве была пропитана ферроцианидом калия. Чтобы гарантировать, что обе иглы сканируют с одинаковой скоростью, дизайнеры использовали два чрезвычайно точных часа, которые приводили в движение маятник, который, в свою очередь, был связан с шестернями и ремнями, которые контролировали движение игл.

1913 ריסעס белинографкто мог сканировать изображения с фотоэлементом. Идея Эдуарда Белина (3) разрешил передачу по телефонным линиям и стал технической основой для службы AT&T Wirephoto. Белинограф это позволило отправлять изображения в отдаленные места по телеграфным и телефонным сетям.

В 1921 году этот процесс был усовершенствован, так что фотографии можно было также передавать с помощью ראַדיאָ כוואליעס. В случае с белинографом для измерения интенсивности света используется электрическое устройство. Уровни интенсивности света передаются на приемникгде источник света может воспроизвести интенсивность, измеренную передатчиком, отпечатав их на фотобумаге. Современные фотокопировальные устройства используют очень похожий принцип, при котором свет улавливается датчиками, управляемыми компьютером, а отпечаток основан на לאַזער טעכנאָלאָגיע.

3. Эдуард Белин с белинографом

1914 וואָרצל וועדזשטאַבאַלז технология оптического распознавания символов (оптическое распознавание символов), применявшиеся для распознавания символов и целых текстов в графическом файле, растровой форме, относятся к началу Первой мировой войны. Затем это Эмануэль Гольдберг i Эдмунд Фурнье д’Альбе самостоятельно разработала первые устройства OCR.

גאלדבערג изобрел машину, способную считывать символы и преобразовывать их в kod telegraficzny. Тем временем д’Альб разработал устройство, известное как оптофон. Это был портативный сканер, который можно было перемещать по краю печатного текста для получения различных и отчетливых тонов, каждый из которых соответствовал определенному символу или букве. Метод OCR, хотя и разрабатывался десятилетиями, в принципе работает аналогично первым устройствам.

1924 Ричард Х. Рейнджер דערפינדונג беспроводная фоторадиограмма (4). Он использует его, чтобы отправить фотографию президента Кальвина Кулидж’а из Нью-Йорка в Лондон в 1924 году, первая фотография, отправленная по факсу по радио. В 1926 году изобретение Рейнджера использовалось в коммерческих целях и до сих пор используется для передачи карт погоды и другой информации о погоде.

4. Репродукция первой фоторентгенограммы Ричарда Х. Рейнджера.

1950 דיזיינד דורך Бенедикта Кассена медицинский прямолинейный сканер предшествовала удачная разработка направленного сцинтилляционного детектора. В 1950 году Кассен собрал первую автоматизированную систему сканирования, состоящую из сцинтилляционный детектор с приводом от двигателя подключен к релейному принтеру.

Этот сканер использовался для визуализации щитовидной железы после введения радиоактивного йода. В 1956 году Куль и его коллеги разработали фотоприставку для сканера Кассена, которая улучшила его чувствительность и разрешение. С развитием органоспецифических радиофармацевтических препаратов коммерческая модель этой системы широко использовалась с конца 50-х до начала 70-х годов для сканирования основных органов тела.

1957 ריסעס барабанный сканер, первый разработанный для работы с компьютером для выполнения цифрового сканирования. Он был построен в Национальном бюро стандартов США командой под руководством Рассела А. Кирша, работая над первым американским компьютером с внутренним программированием (хранящимся в памяти), Standard Eastern Automatic Computer (SEAC), который позволил группе Кирша экспериментировать с алгоритмами, которые были предшественниками в области обработки изображений и распознавания образов.

Расселлови Киршови оказалось, что компьютер общего назначения можно использовать для моделирования многих логик распознавания символов, которые предлагалось реализовать аппаратно. Для этого потребуется устройство ввода, которое может преобразовывать изображение в соответствующую форму. хранить в памяти компьютера. Так родился цифровой сканер.

Сканер СЕАК использовал вращающийся барабан и фотоумножитель для обнаружения отражений от небольшого изображения, установленного на барабане. Маска, помещенная между изображением и фотоумножителем, тесселировалась, т.е. разделяла изображение на полигональную сетку. Первым изображением, отсканированным на сканере, была фотография 5 × 5 см трехмесячного сына Кирша, Уолдена (5). Черно-белое изображение имело разрешение 176 пикселей на сторону.

60-е-90-е годы Двадцатый век Первая технология 3D-сканирования была создана в 60-х годах прошлого века. Ранние сканеры использовали свет, камеры и проекторы. Из-за аппаратных ограничений точное сканирование объектов часто занимало много времени и сил. После 1985 года их заменили сканеры, которые могли использовать белый свет, лазеры и затенение для захвата заданной поверхности. Наземное лазерное сканирование средней дальности (TLS) был разработан на основе приложений в космических и оборонных программах.

Основным источником финансирования этих передовых проектов были правительственные учреждения США, такие как Агентство перспективных оборонных исследований (DARPA). Так продолжалось до 90-х годов, пока технология не была признана ценным инструментом для промышленных и коммерческих приложений. Прорыв, когда дело доходит до коммерческого внедрения 3D лазерное сканирование (6) было появление систем TLS, основанных на триангуляции. Революционное устройство было создано Синь Ченом для компании Mensi, основанной в 1987 году Огюстом Д’Алиньи и Мишелем Парамитиоти.

5. Первое изображение, отсканированное сканером SEAC

6. Визуализация работы наземного сканирующего лазера TLS

1963 דײטשע ערפינדער Рудольф Ад представляет еще одну прорывную инновацию, хромограф, описанный в исследованиях как «первый сканер в истории» (хотя его следует понимать как первое коммерческое устройство такого типа в полиграфической промышленности). В 1965 году он изобрел комплект первая электронная система набора текста с цифровой памятью (компьютерный комплект), который произвел революцию в полиграфической промышленности по всему миру.. В том же году был представлен первый «цифровой наборщик» — Digiset. Коммерческий сканер Rudolf Hella модели DC 300 1971 года называют прорывом в области сканеров мирового масштаба.

7. Изобретатель читающей машины Курцвейла.

1974 דער אָנהייב OCR-устройствакак мы знаем это сегодня. Было установлено тогда Курцвейл Компьютерные продукты, Инк. Позже известный как футуролог и пропагандист «технологической сингулярности», он изобрел революционное применение техники сканирования и распознавания знаков и символов. Его идея была создание читающей машины для слепых, который позволяет слабовидящим людям читать книги через компьютер.

Рэй Курцвейл и его команда создали Читающая машина Курцвейла (קסנומקס) און Программное обеспечение Omni-Font OCR Technology. Это программное обеспечение используется для распознавания текста на отсканированном объекте и преобразования его в данные в текстовой форме. Его усилия привели к развитию двух техник, которые позже имели и до сих пор имеют большое значение. Говоря о רעדע סינטאַסייזער i פלאַטבעד סקאַננער.

Планшетный сканер Курцвейла 70-х годов. имел не более 64 килобайт памяти. Со временем инженеры улучшили разрешение сканера и объем памяти, что позволило этим устройствам записывать изображения с разрешением до 9600 dpi. Оптическое сканирование изображений, די טעקסט, рукописные документы или объекты и преобразование их в цифровое изображение стало широко доступным в начале 90-х годов.

В 5400 веке планшетные сканеры стали недорогими и надежными элементами оборудования сначала для офисов, а затем и дома (чаще всего интегрированы с факсимильными аппаратами, копировальными аппаратами и принтерами). Иногда его называют рефлективным сканированием. Оно работает, освещая сканируемый объект белым светом и считывая интенсивность и цвет отраженного от него света. Разработанные для сканирования отпечатков или других плоских непрозрачных материалов, они имеют регулируемую верхнюю часть, что означает, что они могут легко вместить большие книги, журналы и т. д. Когда-то изображения среднего качества, многие планшетные сканеры теперь производят копии с разрешением до XNUMX пикселей на дюйм. .

1994 3D Scanners запускает решение под названием РЕПЛИКА. Эта система позволяла быстро и точно сканировать объекты, сохраняя при этом высокий уровень детализации. Два года спустя та же компания предложила Техника ModelMaker (8), рекламируемая как первая такая точная техника «захвата реальных трехмерных объектов».

2013 Apple присоединяется Сканеры отпечатков пальцев Touch ID (9) для смартфонов, которые он производит. Система в значительной степени интегрирована с устройствами iOS, что позволяет пользователям разблокировать устройство, а также совершать покупки в различных цифровых магазинах Apple (iTunes Store, App Store, iBookstore) и аутентифицировать платежи Apple Pay. В 2016 году на рынок выходит камера Samsung Galaxy Note 7, оснащенная не только сканером отпечатков пальцев, но и сканером радужной оболочки глаза.

8. Jeden z modeli skanera 3D ModelMaker

9. Сканер Touch ID на iPhone

Классификация сканеров

Таким образом, это не обычный считыватель, а пошаговый считыватель (например, сканер изображения не захватывает все изображение в один момент, как камера, а вместо этого записывает последующие строки изображения – поэтому считывающая головка сканера движется или сканируемый носитель под ним).

Оптический сканер

Оптический сканер в компьютерах периферийное устройство ввода, позволяющее преобразовывать статическое изображение реального объекта (например, листа, поверхности земли, сетчатки глаза человека) в цифровую форму для дальнейшей компьютерной обработки. Компьютерный файл, полученный в результате сканирования изображения, называется сканом. Оптические сканеры используются для подготовки к обработке изображений (DTP), распознавания рукописного текста, систем безопасности и контроля доступа, архивирования документов и старинных книг, научных и медицинских исследований и т. д.

Типы оптических сканеров:

ручной сканер
פלאַטבעד סקאַננער
барабанный сканер
слайд сканер
пленочный сканер
באַרקאָדע סקאַננער
3D сканер (пространственный)
книжный сканер
зеркальный сканер
призменный сканер
оптоволоконный сканер

מאַגנעטיק

У этих считывателей есть головки, которые считывают информацию, обычно записанную на магнитной полосе. Так хранится информация, например, на большинстве платежных карт.

דיגיטאַל

Считыватель считывает информацию, хранящуюся на объекте, посредством прямого контакта с системой на объекте. Таким образом, помимо прочего, осуществляется авторизация пользователя компьютера с помощью цифровой карты.

Radio

Считыватель по радио (RFID) считывает информацию, хранящуюся в объекте. Обычно радиус действия такого считывателя составляет от нескольких до нескольких сантиметров, хотя популярны и считыватели с диапазоном в несколько десятков сантиметров. Благодаря удобству использования они все чаще вытесняют решения на основе магнитных считывателей, например, в системах контроля доступа.