Skeneri un skenēšana

Skeneris ir ierīce, ko izmanto, lai nepārtraukti nolasītu attēlu, svītrkodu vai magnētisko kodu, radioviļņus utt. elektroniskā formā (parasti digitālā). Skeneris skenē sērijas informācijas straumes, nolasot vai reģistrējot tās.

40-s Pirmo ierīci, ko var saukt par faksa/skenera priekšteci, XNUMX gadu sākumā izstrādāja skotu izgudrotājs. Aleksandra Butkas galvenokārt ir pazīstams kā pirmā elektriskā pulksteņa izgudrotājs.

27. gada 1843. maijā Beins saņēma Lielbritānijas patentu (Nr. 9745) par ražošanas un regulēšanas uzlabošanu. elektrība Orāzs taimera uzlabojumi, NS elektriskā blīve un pēc tam veica dažus uzlabojumus citā patentā, kas izdots 1845. gadā.

Savā patenta aprakstā Beins apgalvoja, ka jebkuru citu virsmu, kas sastāv no vadošiem un nevadošiem materiāliem, var kopēt, izmantojot šos līdzekļus. Tomēr tā mehānisms radīja sliktas kvalitātes attēlus un nebija ekonomiski lietojams, galvenokārt tāpēc, ka raidītājs un uztvērējs nekad netika sinhronizēti. Baina faksa koncepcija 1848. gadā angļu fiziķis nedaudz uzlaboja Frederika Beikvelabet Bakewell ierīce (1) arī radīja sliktas kvalitātes reprodukcijas.

1861 Pirmā praktiski strādājošā elektromehāniskā faksa iekārta, ko izmanto komerciāli, saucas "pantogrāfs“(2) izgudroja itāļu fiziķis Džovannigo Kasellego. XNUMX gados pantelegrāfs bija ierīce ar roku rakstīta teksta, zīmējumu un parakstu pārsūtīšanai pa telegrāfa līnijām. Tas ir plaši izmantots kā paraksta pārbaudes rīks banku darījumos.

Mašīna no čuguna un vairāk nekā divus metrus augsta, mums šodien tā ir neveikla, bet diezgan efektīva tajā laikāviņš rīkojās, liekot sūtītājam uzrakstīt ziņojumu uz skārda loksnes ar nevadošu tinti. Pēc tam šī loksne tika piestiprināta pie izliektas metāla plāksnes. Sūtītāja irbulis skenēja oriģinālo dokumentu, sekojot tā paralēlajām līnijām (trīs rindas uz milimetru).

Signāli ar telegrāfu tika pārraidīti uz staciju, kur ziņojums tika apzīmēts ar Prūsijas zilo tinti, kas iegūta ķīmiskas reakcijas rezultātā, jo uztveršanas ierīcē esošais papīrs bija piesūcināts ar kālija ferocianīdu. Lai nodrošinātu, ka abas adatas skenē vienādā ātrumā, dizaineri izmantoja divus ārkārtīgi precīzus pulksteņus, kas darbināja svārstu, kas savukārt bija savienots ar zobratiem un siksnām, kas kontrolēja adatu kustību.

1913 paceļas belinogrāfskas varētu skenēt attēlus ar fotoelementu. Ideja Edvards Belins (3) atļāva pārraidi pa tālruņa līnijām un kļuva par AT&T Wirephoto pakalpojuma tehnisko bāzi. Belinogrāfs tas ļāva nosūtīt attēlus uz attālām vietām pa telegrāfa un telefona tīkliem.

1921. gadā šis process tika uzlabots, lai fotogrāfijas varētu pārsūtīt arī izmantojot radio viļņi. Belinogrāfa gadījumā gaismas intensitātes mērīšanai izmanto elektrisku ierīci. Gaismas intensitātes līmeņi tiek pārraidīti uz uztvērējukur gaismas avots var reproducēt raidītāja izmērīto intensitāti, izdrukājot tos uz fotopapīra. Mūsdienu fotokopētāji izmanto ļoti līdzīgu principu, saskaņā ar kuru gaismu uztver datora vadīti sensori un izdrukas pamatā ir lāzera tehnoloģija.

3. Eduards Belins ar belinogrāfu

1914 Sakņaugi optiskā rakstzīmju atpazīšanas tehnoloģija (optiskā rakstzīmju atpazīšana), ko izmantoja rakstzīmju un veselu tekstu atpazīšanai grafiskā failā, bitkartes formā, datēta ar Pirmā pasaules kara sākumu. Tad šis Emanuels Goldbergs i Edmunds Furnjē d'Albe neatkarīgi izstrādāja pirmās OCR ierīces.

Goldbergs izgudroja mašīnu, kas spēj nolasīt rakstzīmes un pārvērst tās par telegrāfa kods. Tikmēr d'Albe izstrādāja ierīci, kas pazīstama kā optofons. Tas bija pārnēsājams skeneris, ko varēja pārvietot gar drukātā teksta malu, lai iegūtu atšķirīgus un atšķirīgus toņus, katrs atbilstot noteiktai rakstzīmei vai burtam. OCR metode, lai arī izstrādāta gadu desmitiem, principā darbojas līdzīgi pirmajām ierīcēm.

1924 Ričards H. Reindžers izgudrojums bezvadu fotoradiogramma (4). Viņš to izmanto, lai nosūtītu prezidenta fotogrāfiju Kalvins Kūdžs no Ņujorkas uz Londonu 1924. gadā, pirmā fotogrāfija, kas tika nosūtīta pa radio pa faksu. Reindžera izgudrojums tika komerciāli izmantots 1926. gadā un joprojām tiek izmantots laikapstākļu karšu un citas laikapstākļu informācijas pārsūtīšanai.

4. Ričarda H. Reindžera pirmās fotorentgenogrammas reprodukcija.

1950 Projektējis Benedikts Kasins medicīniskais taisnais skeneris pirms tam tika veiksmīgi izstrādāts virziena scintilācijas detektors. 1950. gadā Cassin samontēja pirmo automatizēto skenēšanas sistēmu, kas sastāv no dzinēja darbināms scintilācijas detektors savienots ar releja printeri.

Šis skeneris tika izmantots, lai vizualizētu vairogdziedzeri pēc radioaktīvā joda ievadīšanas. 1956. gadā Kūls un viņa kolēģi izstrādāja Cassin skenera kameras pielikumu, kas uzlaboja tā jutību un izšķirtspēju. Līdz ar orgānu specifisko radiofarmaceitisko līdzekļu attīstību šīs sistēmas komerciālais modelis tika plaši izmantots no 50. gadu beigām līdz 70. gadu sākumam, lai skenētu galvenos ķermeņa orgānus.

1957 paceļas bungu skeneris, pirmais, kas paredzēts darbam ar datoru, lai veiktu digitālo skenēšanu. To ASV Nacionālajā standartu birojā uzbūvēja komanda, kuru vadīja Rasels A. Kiršs, strādājot pie Amerikas pirmā iekšēji ieprogrammētā (atmiņā saglabātā) datora – standarta austrumu automātiskā datora (SEAC), kas ļāva Kirša grupai eksperimentēt ar algoritmiem, kas bija attēlu apstrādes un modeļu atpazīšanas priekšteči.

Rasels un Kiršovi izrādījās, ka vispārēja pielietojuma datoru var izmantot, lai simulētu daudzas rakstzīmju atpazīšanas loģikas, kuras tika ierosinātas ieviest aparatūrā. Tam būs nepieciešama ievades ierīce, kas var pārvērst attēlu atbilstošā formā. saglabāt datora atmiņā. Tādējādi radās digitālais skeneris.

CEAC skeneris izmantoja rotējošu cilindru un fotopavairotāju, lai noteiktu atstarojumus no neliela attēla, kas uzstādīts uz cilindra. Maska, kas novietota starp attēlu un fotopavairotāju, tika tesselēta, t.i. sadalīja attēlu daudzstūra režģī. Pirmais skenerī skenētais attēls bija Kirša trīs mēnešus vecā dēla Valdena (5) fotogrāfija 5×5 cm. Melnbaltā attēla izšķirtspēja bija 176 pikseļi katrā pusē.

60.-90. gadi Divdesmitais gadsimts Pirmā 3D skenēšanas tehnoloģija tika izveidots pagājušā gadsimta 60. gados. Agrīnie skeneri izmantoja gaismas, kameras un projektorus. Aparatūras ierobežojumu dēļ objektu precīza skenēšana bieži prasīja daudz laika un pūļu. Pēc 1985. gada tos aizstāja ar skeneriem, kas varēja izmantot balto gaismu, lāzerus un ēnojumu, lai uztvertu noteiktu virsmu. Virszemes vidēja diapazona lāzerskenēšana (TLS) tika izstrādāts no lietojumprogrammām kosmosa un aizsardzības programmās.

Šo progresīvo projektu galvenais finansējuma avots bija ASV valdības aģentūras, piemēram, Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūra (DARPA). Tas turpinājās līdz 90. gadiem, kad tehnoloģija tika atzīta par vērtīgu rīku rūpnieciskiem un komerciāliem lietojumiem. Izrāviens attiecībā uz komerciālu ieviešanu 3D lāzerskenēšana (6) bija uz triangulāciju balstītu TLS sistēmu rašanās. Revolucionāro ierīci izveidoja Xin Chen for Mensi, kuru 1987. gadā dibināja Ogists D'Aligny un Michel Paramitioti.

5. Pirmais SEAC skenera skenētais attēls

6. TLS zemes skenēšanas lāzera vizualizācija

1963 Vācu izgudrotājs Rūdolfs Reklāma ir vēl viens izrāviens jauninājums, hromogrāfs, pētījumos aprakstīts kā "pirmais skeneris vēsturē" (lai gan tas būtu jāsaprot kā pirmā šāda veida komerciālā ierīce poligrāfijas nozarē). 1965. gadā viņš izgudroja komplektu pirmā elektroniskā mašīnrakstīšanas sistēma ar digitālo atmiņu (datora komplekts) radīja revolūciju poligrāfijas nozarē visā pasaulē.. Tajā pašā gadā tika ieviests pirmais "digitālais kompozitors" - Digiset. Rūdolfa Hellas 300. gada komerciālais skeneris DC 1971 ir slavēts kā pasaules klases skenera sasniegums.

7. Kurzweil lasīšanas iekārtas izgudrotājs.

1974 sākums OCR ierīceskā mēs to pazīstam šodien. Toreiz tas tika izveidots Kurzweil datoru produkti, Inc. Vēlāk pazīstams kā futūrists un "tehnoloģiskās singularitātes" veicinātājs, viņš izgudroja revolucionāru zīmju un simbolu skenēšanas un atpazīšanas tehnikas pielietojumu. Viņa ideja bija lasīšanas mašīnas izveidošana neredzīgajiem, kas ļauj cilvēkiem ar redzes traucējumiem lasīt grāmatas, izmantojot datoru.

Rejs Kurcveils un viņa komanda izveidoja Kurcveila lasīšanas mašīna (7) un Omni-Font OCR tehnoloģiju programmatūra. Šī programmatūra tiek izmantota, lai atpazītu tekstu skenētajā objektā un pārvērstu to datos teksta formā. Viņa pūliņi noveda pie divu paņēmienu izstrādes, kas bija vēlāk un joprojām ir ļoti nozīmīgi. Runājot par runas sintezators i plakanvirsmas skeneris.

Kurzweil plakanvirsmas skeneris no 70. gadiem. bija ne vairāk kā 64 kilobaiti atmiņas. Laika gaitā inženieri ir uzlabojuši skenera izšķirtspēju un atmiņas ietilpību, ļaujot šīm ierīcēm uzņemt attēlus līdz pat 9600 dpi. Optiskā attēlu skenēšana, teksts, ar roku rakstīti dokumenti vai objekti un to pārvēršana digitālā attēlā kļuva plaši pieejama 90. gadu sākumā.

5400. gadsimtā plakanvirsmas skeneri kļuva par lētu un uzticamu aprīkojumu, vispirms birojiem un vēlāk mājām (visbiežāk integrēti ar faksa aparātiem, kopētājiem un printeriem). To dažreiz sauc par atstarojošo skenēšanu. Tas darbojas, apgaismojot skenēto objektu ar baltu gaismu un nolasot no tā atstarotās gaismas intensitāti un krāsu. Tie ir paredzēti izdruku vai citu plakanu, necaurspīdīgu materiālu skenēšanai, un tiem ir regulējama augšdaļa, kas nozīmē, ka tajos var viegli ievietot lielas grāmatas, žurnālus un daudz ko citu. Kādreiz tie bija vidējas kvalitātes attēli, daudzi plakanvirsmas skeneri tagad ražo kopijas līdz pat XNUMX pikseļiem collā. .

1994 3D skeneri izlaiž risinājumu ar nosaukumu REPLIKA. Šī sistēma ļāva ātri un precīzi skenēt objektus, vienlaikus saglabājot augstu detalizācijas līmeni. Divus gadus vēlāk piedāvāja tas pats uzņēmums ModelMaker tehnika (8), tiek reklamēts kā pirmais tik precīzs paņēmiens "īstu XNUMXD objektu tveršanai".

2013 Apple pievienojas Touch ID pirkstu nospiedumu skeneri (9) tā ražotajiem viedtālruņiem. Sistēma ir ļoti integrēta ar iOS ierīcēm, ļaujot lietotājiem atbloķēt ierīci, kā arī veikt pirkumus no dažādiem Apple digitālajiem veikaliem (iTunes Store, App Store, iBookstore) un autentificēt Apple Pay maksājumus. 2016. gadā tirgū ienāk Samsung Galaxy Note 7 kamera, kas aprīkota ne tikai ar pirkstu nospiedumu skeneri, bet arī ar varavīksnenes skeneri.

8. Viens no ModelMaker 3D skenera modeļiem

9. Pieskarieties ID skeneris iPhone tālrunī

Skeneru klasifikācija

Skeneris ir ierīce, ko izmanto, lai nepārtraukti nolasītu attēlu, svītrkodu vai magnētisko kodu, radioviļņus utt. elektroniskā formā (parasti digitālā). Skeneris skenē sērijas informācijas straumes, nolasot vai reģistrējot tās.

Tātad tas nav parasts lasītājs, bet gan pakāpenisks lasītājs (piemēram, attēlu skeneris vienā mirklī neuztver visu attēlu kā kamera, bet gan raksta secīgas attēla rindiņas – tā skenera nolasa. galva kustas vai zem tā tiek skenēts datu nesējs).

optiskais skeneris

Optiskais skeneris datoros perifērijas ievadierīce, kas reāla objekta (piemēram, lapas, zemes virsmas, cilvēka tīklenes) statisku attēlu pārvērš digitālā formā turpmākai datora apstrādei. Datora failu, kas rodas attēla skenēšanas rezultātā, sauc par skenēšanu. Optiskos skenerus izmanto attēlu apstrādes sagatavošanai (DTP), rokraksta atpazīšanai, drošības un piekļuves kontroles sistēmām, dokumentu un veco grāmatu arhivēšanai, zinātniskiem un medicīniskiem pētījumiem u.c.

Optisko skeneru veidi:

• rokas skeneris
• plakanvirsmas skeneris
• bungu skeneris
• slaidu skeneris
• filmu skeneris
• Svītrkoda skeneris
• 3D skeneris (telpiskais)
• grāmatu skeneris
• spoguļu skeneris
• prizmu skeneris
• optiskās šķiedras skeneris

Magnētiskais

Šiem lasītājiem ir galvas, kas nolasa informāciju, kas parasti rakstīta uz magnētiskās joslas. Šādi tiek saglabāta informācija, piemēram, lielākajā daļā maksājumu karšu.

Digitāls

Lasītājs nolasa objektā glabāto informāciju, tieši saskaroties ar objektā esošo sistēmu. Tādējādi, cita starpā, datora lietotājs tiek autorizēts, izmantojot digitālo karti.

Radio

Radio lasītājs (RFID) nolasa objektā saglabāto informāciju. Parasti šāda lasītāja darbības rādiuss ir no dažiem līdz vairākiem centimetriem, lai gan populāri ir arī lasītāji ar vairāku desmitu centimetru diapazonu. Pateicoties to lietošanas vienkāršībai, tie arvien vairāk aizstāj magnētisko lasītāju risinājumus, piemēram, piekļuves kontroles sistēmās.