第5章 数字影像扫

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1、第5章数字影像扫描采集技术学习目标：１、解释扫描仪分辨率、色彩位数、动态范围等性能指标项的内涵，能根据实际需要选择合适类型及性能的扫描仪；２、阐释扫描工序的操作要点，能熟练使用扫描仪；3、阐释扫描分辨率确定原则的内涵，能根据需要选择合适的扫描分辨率；4、掌握利用OCR软件识别字符的方法及技巧。5、扫描仪采集数字影像是常用的获取数字影像的办法之一。5．１扫描仪扫描仪是用于将照片、底片、书刊上的影像、文字等信息转化为数字信号并输人计算机的装置。扫描仪5．1．l扫描仪的种类与结构扫描仪的核心部件是光电转换器件。根据光电转换器件的不同，扫描仪分为滚筒式扫描仪、CCD扫描仪和ＣＩＳ（或

2、LIDE）扫描仪等几种类型。1．滚筒式扫描仪2．CCD扫描仪3．CIS扫描仪1．滚筒式扫描仪滚筒式扫描仪是将扫描原件缠贴在一个干净的有机玻璃滚筒上，让滚筒以一定的速度（通常是每分钟300转一1500转）围绕一个光电系统（常称为“探头”）旋转进行扫描。滚筒式扫描仪具有光学分辨率高（２５00dpi－8000dpi）、动态范围宽广、能扫描大幅面图像、扫描速度快、扫描影像色彩还原逼真、阴影区细节丰富等特点，但体积大、价格昂贵，而且只能扫描可弯曲的原件。滚筒式扫描仪主要用于要求很高的出版印刷等行业。2．CCD扫描仪CCD扫描仪一般采用线性CCD作为影像传感器，有平板扫描仪和胶片扫描仪之

3、分，绝大多数CCD扫描仪为平板扫描仪。CCD平板扫描仪工作时，从光源发出的光线经扫描原件反射后，通过反射镜的两次反射导向CCD线性阵列，CCD将光信号转换为电信号，再经A／D转换后送给计算机，如图5.2所示。有些平板扫描仪可将上盖板换为带光源的，而用于透明材料的扫描。3．CIS扫描仪CIS扫描仪扫描时，发光二极管发出的光线由扫描件表面直接反射到CIS器件中的光敏材料（通常为CdS）而进行光电转换。CIS扫描仪具有不需要光学成像系统、结构简单、成本低、功耗小、无需预热、维护方便的特点，但由于是接触式扫描，因此不具有扫描景深，对扫描件的平整度要求非常高，从而制约了它的使用。5．1

4、．2扫描仪的性能指标1．分辨率2．色彩位数3．动态范围4．接口5．速度6．最大扫描幅面7．随附软件1．分辨率分辨率是衡量扫描仪扫描精度的重要指标。扫描仪分辨率的单位为PPI或DPI。PPI为PixelPerInch的缩写，表示每英寸长度所具有的像素的数目。扫描仪的分辨率有光学分辨率和插值分辨率之分。光学分辨率是扫描仪光学系统采集信息的真正分辨率，又称为物理分辨率。插值分辨率又叫做软件拥值分辨率、最大分辨率，是通过软件插值的方法获得的扫描分辨率，通过插值提高分辨率，有许多负面效应，例如，不仅不能使影像清晰度提高，反而使清晰度变差，而它使扫描速度变慢，扫描时间变长。扫描得到的文件

5、尺寸变大。许多扫描仪标示的分辨率为相乘的数据，例如，1200dpiX2400dpi，乘号之前的数字表示横向分辨率，后面的数字为纵向分辨率。判断扫描仪精度高低时以横向分辨率为依据。CＣD和ＣＩS平板扫描仪的光学分辨率一般在600dpi～2400dpi之间，CCD胶片扫描仪的光学分辨率在2400dpi～4800dpi之间，滚筒式扫描仪的分辨率可达9600dpi。2．色彩位教色彩位数（ColorBits）又称样本深度（SamplingDepth）、颜色深度（ColorDepth），反映扫描仪在扫描时能获取信息的多少，是度量扫描仪捕获色彩数量的重要技术指标。3．动态范围动态范围（Dy

6、namicRange）又称密度范围（DensityRange），反映扫描仪能正确探测明暗差异的能力，即在最亮和最暗区域对细节的敏感程度。动态范围小的扫描仪，无法检测出范围足够宽的影调层次，即扫描时要么无法分辨出影像的暗部层次，要么损失亮部区域的细节。动态范围大小是扫描仪光学及整个系统综合性能高低的反映，只有高品质的透镜、高信噪比的光电转换器件和高精度的模数转换器件相结合才能得到大的动态范围。密度以及密度范围通常采用对数值表示；对于透明片，完全透明的密度为0，阻光99.99％的密度为4.0。不同类型的扫描原件，有着不同的密度范围，即不同的动态范围，报纸的典型密度范围为1.8，高

7、质量涂料纸的密度范围可达2.0，幻灯片密度范围约为4.0。仅用于照片扫描的扫描仪，只要密度范围不小于3.0即可、用于底片、幻灯片扫描的扫描仪，动态范围应在3.5以上。动态范围和色彩位数是两个关系密切的概念。假如将一幅图像看做梯子，则动态范围决定梯子的长短，色彩位数决定梯子横挡的个数。长梯子如果横挡太少，用处则不大，短梯子横挡太多，就显得多余。4．接口接口（Interface）是扫描仪将扫描得到的数字信号向计算机传送的必经通道，所有扫描仪都有数字接口。早期的扫描仪采用SCSI接口，后逐渐形成SCSI、EP