Сканеры: виды, устройство, принципы работы (стр. 3 из 15)

Аберрация – общий термин, используемый для описания различий между идеальным и реальным изображением, формируемым объективом. Так, у высококачественного объектива аберрация должна быть очень незначительной, стремящейся к получению изображения, максимально приближенного к идеальному: точка должна быть отображена как точка, с четкими контурами; перпендикулярная оптической оси плоскость (например, стена), должна отображаться как плоскость; изображение, воссозданное объективом, должно иметь такую же форму, как сам объект. Кроме того, объектив должен точно передавать цвет воспроизводимого объекта. К сожалению, полностью избавиться от аберраций невозможно, их можно только уменьшить.

Применительно к цветам RGB, из которых складывается цветное цифровое изображение, компенсация хроматической аберрации в Линзе Галилео означает максимальное совмещение трех цветовых составляющих по краям сканируемого документа, а под компенсацией кривизны поля изображения понимают плавность MTF независимо от положения оригинала на стекле экспонирования.

1.2 Уникальная технология TwinPlate компании Agfa

Уникальная схема расположения оригиналов, благодаря которой прозрачные и непрозрачные оригиналы располагаются в сканере в отдельных лотках, обеспечивает прекрасную цветопередачу и высокий диапозон

.

Преимущества технологии заключаются в том, что при сканировании прозрачных оригиналов уменьшается количество рассеивающих стеклянных поверхностей на оптическом пути луча, что приводит к лучшей проработке изображений в тенях и увеличению динамического диапазона

При сканировании слайдов отсутствует стеклянная поверхность между оригиналом и CCD линейкой, что исключает появление помех от пыли, и появления колец Ньютона от соприкосновения слайда со стеклом. Кроме того, в процессе сканирования оригиналов одного типа можно монтировать оригиналы другого, что значительно ускоряет работу и повышает производительность сканера.

Данное решение запатентовано и не применяется остальными фирмами.

2.Технологии улучшения изображения в процессе сканирования.

Для работы с негативами и слайдами компания ASF разработала три технологии, применяемые для устранения дефектов изображения, удаления зерна пленки и восстановления утерянных оттенков изображения Для особо мощных слайд-сканеров предусмотрена технология, объединяющая все перечисленные. Но слайд-сканерами компания ASF не ограничилась. Любой компьютер, используемый для обработки фотографий, обязательно оснащен планшетным сканером. Фотопечать - вещь капризная. Многие фотографии в результате длительного хранения меняют цвета, тускнеют под влиянием света, влажности и температуры, приобретают царапины и другие дефекты. Кроме того, недостатков не лишены зачастую и снимки, только что прошедшие печать (например, передержка или недодержка кадра при фотосъемке или печати). При сканировании цифровое изображение сохраняет такие дефекты, как царапины, трещины, ошибки экспозиции, цветовой сдвиг и т. п. Для облегчения работы с фотоснимками ученые, фотографы и инженеры компании ASF также разработали технологии автоматического восстановления загрязненных, поврежденных или выцветших фотографий, аналогичные технологиям для фотопленок.

2.1 Digital ICE (Image Correction & Enhancement)

Технология автоматического устранения дефектов изображения. Ее бесспорное преимущество в том, что все неповрежденные участки изображения остаются без изменений. При «ручном» устранении дефектов этого достичь практически невозможно. Непосредственно в ходе сканирования определяется точное расположение всех дефектов на оригинале, эти места на оцифрованном изображении удаляются, и значения цветов в этих участках восстанавливаются на основании соседних областей. Не правда ли, похоже на описанный в самом начале способ удаления дефектов? Только вам не придется производить ряд манипуляций, в режиме «быстрой маски» выделять все царапинки и пятнышки и т.д., расположение дефектов предельно точно определится прямо в ходе сканирования. В результате вы получите уже отредактированное изображение, даже если оно было сплошь покрыто царапинами. Такая методика корректирует не только царапины, но и такие дефекты, которые эффективно удалить вручную практически невозможно: брызги воды на пленке, отпечатки и т. п.

Получение «карты дефектов» осуществляется, например, дополнительным сканированием изображения в косых и инфракрасных лучах (такой прием реализован в моделях слайдовых сканеров Nikon Coolscan LS-30/LS2000, Minolta Dimage Scan Elite). В местах дефектов ИК-излучение дополнительно рассеивается, а фокусируется полученное вспомогательное изображение отдельно от основного. Итог - два изображения: основное и «карта дефектов».

Технология автоматического удаления дефектов разработана и для планшетных сканеров. Царапины, поврежденные участки, трещины на старых фотографиях будут эффективно удалены в ходе сканирования.

Для реализации технологии Digital ICE в каждом конкретном сканере необходимо оптимизировать систему формирования изображения, вести алгоритм вычисления точной карты дефектов и алгоритм коррекции дефектных пикселов. При этом, чем выше потенциальные аппаратные возможности самого сканера, тем выше скорость и качество сканирования с коррекцией дефектов.

2.2Технология Digital ROC (Reconstruction Of Color)

Возвращает утерянные оттенки как негативным, так и позитивным фотопленкам. Анализируя исключительно ту информацию, которую содержит сам оригинал (цветовые градиенты, тоновые кривые отдельных цветовых каналов и т. п.), Digital ROC корректирует цвета и заметно улучшает или полностью восстанавливает качество изображения. Технология реконструкции цветов также осуществляет коррекцию выдержки и цветовых сдвигов фотографий.

О наличии этих недостатков позволяет делать выводы информация, скрытая в самом изображении. При этом корректируются даже цветовые недостатки, вызванные неверной выдержкой, погрешностями освещения в момент съемки (вызванными, например, флуоресцентными или вольфрамовыми источниками света). Как известно, «ручная коррекция» цветовых сдвигов требует некоторых знаний. А затраченное на коррекцию время обратно пропорционально навыкам пользователя.

Предлагаемые же в различных графических приложениях инструменты автоматической коррекции приемлемы только для изображений с минимальными искажениями цветов. Для сильно выцветших или, например, засвеченных снимков они обычно неэффективны.

Алгоритм определения и исправления цветовых недостатков состоит из двух шагов: первоначальное выравнивание цветовых оттенков путем коррекции всех цветовых каналов и последующая коррекция цветовых сдвигов. Если оригинал выцвел в результате неправильного хранения, то динамический диапазон одного или более цветовых каналов сужен относительно других. Поэтому на первом этапе определяются различия тонового диапазона между цветовыми каналами, и с помощью коррекции тоновой кривой каждого канала их диапазоны выравниваются. Следующая ступень - удаление цветовых сдвигов и улучшение контрастности изображения. Все цветовые каналы уравновешиваются, для чего выбирается точка нейтрального серого цвета. Затем каждый канал цвета корректируется отдельно для соответствия черной и белой точкам, реальными для улучшения контраста.

2.3Технология Digital GEM (Grain Equalization Management)

Также использует данные, полученные прямо в процессе сканирования. С ее помощью считывается с оригинала и «удаляется» из оцифрованного изображения шум, вызванный зерном пленки. Зерно фотопленки - это группы кристаллов галогенида серебра, из которых состоит светочувствительная фотоэмульсия. Зерно пленки доступно разрешению слайд-сканера, легко воспроизводится на мониторе при просмотре изображения и неизбежно приводит к уменьшению детализации изображения и ощутимому ухудшению его качества. Поэтому возможность получить резкое и четкое изображение без следов зернистости пленки не менее полезна, чем восстановление истинных цветов и оттенков.

Технология Digital ROC и Digital GEM уже в 2001 году были воплощены в слайд-сканере Dimage Scan Multi II от Minolta.

2.4Digital ICE3

Комбинация этих трех технологий. Слайд-сканер с интегрированными тремя технологиями автоматически обеспечивает превосходный, качественный результат сканирования и у профессионалов, и у любителей. Эти три технологии планируется реализовывать не только в сканерах, но и в цветных копирах, устройствах печати фотокопий и других цифровых устройствах ввода/вывода, где качество изображения и реальность цветов для конечного потребителя первостепенны. В планшетных сканерах можно реализовывать одновременно две технологии - Digital ROC и Digital ICE. Конечно, сканирование с автоматическими улучшениями Digital ROC, Digital GEM и Digital ICE занимает и гораздо больше времени, чем простое сканирование. Но что эти лишние минуты по сравнению с теми часами, которые вы затратили на последующую коррекцию изображения. Однако сканирование с такими функциями (даже с одной, а с двумя-тремя и подавно) предъявляет высокие требования к системным ресурсам: к объему оперативной памяти, свободному месту на жестком диске и т.п.

3. Сравнение новой технологии CIS (Contact Image Sensor) с традиционной CCD (Charge Couple Device)

В большинстве современных сканеров для получения данных об изображении применяется приемный элемент, называемый CCD (Charge-Coupled Device, прибор с зарядовой связью - ПЗС). Эта технология известна уже много лет и используется также в аппаратах факсимильной связи, видеокамерах и других устройствах. В некоторых новых сканерах начинает использоваться другой тип приемного элемента, называемый CIS (Contact Image Sensor). Этот элемент состоит из линейки датчиков, непосредственно воспринимающих световой поток от оригинала, причем линейка имеет ширину, равную ширине рабочей области сканера, а оптическая система – зеркала, призма, обьектив – полностью отсутствует.