С технической точки зрения, книги – это самые плохие объекты для сканирования, и если бы они были изобретены в наши дни, то представляли бы собой бесконечно длинные свитки. Если бы так случилось, необходимости в планетарных сканерах не было бы вовсе.
Сегодня мы расскажем о характеристиках планетарных сканеров, — параметрах, определяющих и оправдывающих существование в этом мире данного типа оборудования. Планетарные сканеры созданы для бесконтактной высококачественной оцифровки самых разных оригиналов: сшитых и расшитых документов, документов с толстым корешком, ценных, ветхих; а также тканей, орденов, монет и т.п. Планетарный (проекционный) способ сканирования – это сканирование сверху вниз, так сказать, с головы.
Пристальный взгляд
Изнутри сканирующая «голова» выглядит так:
В ней находится один или несколько светочувствительных сенсоров, оптическая система с приводом настройки фокуса, контроллер управления. В отдельных моделях присутствует модуль лазерного дальномера и привод управления «следящей» системой освещения, а также «мозги». Однако, в сканере самое главное это все-таки не , а «глаза».
Само слово «сканировать» (англ. scanner, от scan «пристально разглядывать, рассматривать») подразумевает первостепенность значения собственно сканирующего элемента. Принято различать сканирующие элементы с линейным CCD-сенсором и с матричным. «CCD-сенсор» (сокр. от англ. CCD, «Charge-CoupledDevice») или «ПЗС-матрица» (сокр. от «прибор с зарядовой связью»). В отдельную группу следует выделить планетарные сканеры на базе цифровых фотокамер. В них в качестве сканирующего элемента установлены один или два цифровых фотоаппарата.
«Мы загружены в матрицу»
В продуктовой линейке сканеров корпорации ЭЛАР есть оборудование с цифровой камерой с CMOS матрицей, сканеры на базе матричного CCD-сенсора и на основе линейного CCD-сенсора.
У сканеров на базе цифровых фотоаппаратов одна фокусная плоскость, и множество объектов на цифровом снимке оказываются вне фокуса, что приводит к ухудшению общей четкости. Однако, забегая вперед, скажем, что осенью мы презентуем модель сканера на базе фотоаппарата с возможностью регулировки фокусного кольца. У «неподвижных» цифровых камер высокого разрешения время экспонирования (выдержки) составляет около секунды, что делает их очень чувствительными ко всем видам перемещений. Недостающие компоненты цвета рассчитываются процессором на основании данных из соседних пикселей в результате интерполяции, что влечет за собой новые цветовые искажения. Кроме того, стоит отметить геометрические искажения при сканировании в V-образном режиме.
У камер сканеров с CCD-сенсором нет проблем с фокусом. При технологии сканирования время экспонирования гораздо меньше (в диапазоне 250 …1500 мкс (10-6)). При сканировании создается много тысяч снимков в секунду – неравномерное движение оригинала или вибрации мало влияют на конечный результат. Если сканер может сканировать в горизонтальном направлении, а также постоянно изменять во время движения вдоль кривой поверхности фокусное расстояние и разрешающую способность, то его можно применять для сканирования плоских документов, открытых книг и даже не полностью открытых книг на V-образной подставке.
Важной характеристикой при классификации сканеров является скорость сканирования. Производители планетарных сканеров с ПЗС-оптикой могут себе позволить говорить о скорости сканирования полного цикла (собственно сканирование, обработка и передача изображения), которая измеряется в секундах. Скорость сканирования при работе на планетарных сканерах с цифровой камерой – это лишь скорость щелканья затвора.
Отдельная тема – определение реальной разрешающей способности сканера по так называемой «минимальной предельной читаемой группе». Ее мы затронем в одном из следующих постов, когда будем подробно говорить об устройстве сканирующих элементов в планетарных сканерах.
Колыбель для образа
Планетарные сканеры различаются также по типу книжных колыбелей. Книжная колыбель состоит из двух независимых частей, регулируемых под заданный формат, толщину и вес объекта оцифровки.
Колыбели могут быть ручными или иметь моторизованный привод, а части колыбели принимать независимое положение относительно друг друга, подстраиваясь под различную толщину сканируемых оригиналов. Стоит особо отметить колыбели, в которых предусмотрена возможность их раскрытия на заданный угол, так называемые V-образные, – они используются для работы с ветхими оригиналами или раритетными оригиналами, которые нельзя раскрывать полностью.
Особую роль играет колыбель в сканерах, когда необходимо избежать засвечивания оригинала. На фото вы видите процесс сканирования глянцевой поверхности и побочный эффект – блики на скан-образе.
Специализированное ПО, встроенное в сканер, частично убирает засвет с электронного образа:
Избавить скан-копию от бликующих элементов позволяет книжная колыбель:
Для получения максимально качественного и ровного изображения некоторые сканеры оборудуются прижимным стеклом. Оно может быть как плоским, так и V-образным, как с ручным, так и с автоматизированным механизмом поднятия.
Про мозги…
Планетарные сканеры могут функционировать как периферийные устройства, когда необходимо прямое подключение к компьютеру, а могут как автономные. Преимущества последних очевидны: помимо экономии электроэнергии, это означает меньшее количество единиц оборудования на балансе предприятия, меньшие затраты на обслуживание и т.п. В автономных сканерах вся обработка отсканированных изображений происходит внутри устройства благодаря полноценному встроенному компьютеру. Полный цикл сканирования, передачи, обработки и сохранения изображений на сканерах первого и второго типа выглядит так:
Существует множество других характеристик планетарных сканеров, таких как: интерфейс управления, встроенное ПО обработки изображений, габариты, вес, наличие дополнительных опций, система освещения. Последняя классифицируется по типу используемых ламп: флуоресцентные – вредные, и светодиодные, которые, напротив, не воздействуют на оригиналы и на глаза оператора ультрафиолетом и инфракрасным излучением.
Но самое главное в сканере все-таки «голова» и ее начинка. Устройство «головы» сканера на 2/3 определяет стоимость оборудования, и в гораздо большей степени, чем все остальные параметры, влияет на выбор модели в зависимости от задач заказчика. По своему целевому назначению сканеры можно разделить на три группы – терминалы самообслуживания, универсальные устройства и станции поточной оцифровки.
Трудяга
«За всю свою жизнь он приготовит несколько сотен препаратов необыкновенной чистоты, напишет много сухих, очень приличных рефератов, сделает с десяток добросовестных переводов, но пороха не выдумает… ». Если сравнивать сканер с типом профессионала в какой-либо сфере, то эта цитата из чеховской повести очень точно характеризует терминал самообслуживания. Он оборудован цифровой камерой на базе CMOS матрицы. Предназначен для частного использования в публичной зоне, — использования, при котором отнюдь не главным является создание безупречного электронного образа оригинала.
Однако, это независимое устройство, способное работать без подключения к рабочей станции, и обеспечивать быстрое сканирование и передачу данных. Электронные образы сохраняются непосредственно в сеть (на персональную станцию сотрудника или сервер) или на USB-носитель. Можно ограничить доступ пользователей к терминалу по вводу пароля. Поддерживается добавление меток на графический образ для защиты от несанкционированного использования и копирования, а также есть возможность обеспечения персонифицированного доступа к сканеру с индивидуальными пользовательскими настройками с использованием смарт-карт и опционального считывателя RFID-меток.
Универсальный солдат
Универсальные устройства используются для создания электронных коллекций книжных фондов, периодики, фотоальбомов и других документов, могут служить точкой самостоятельного сканирования для широкого круга пользователей, системой поточной оцифровки.
Сканер оснащен оптикой на основе ПЗС, сканирование осуществляется в горизонтальном направлении (вдоль «короткой стороны»). Оптическое разрешение сканера – 600 dpi. В голову сканера встроена система «следящей» светодиодной подсветки без ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Сканер обеспечивает читаемость предельной группы с пространственной частотой линий 5,6 тест-объекта разрешения, выполненного по ГОСТ 13.1.701-87.
В книжную колыбель можно уложить книгу, толщина корешка которой – 150 мм. Колыбель регулируется по ширине и трансформируется в два положения: 120 и 180 градусов. На сканере можно цифровать сшитые документы с неполным раскрытием в V-образном режиме. V-образное прижимное стекло легко устанавливается и демонтируется.
Это автономный сетевой сканер, не требующий подключения к управляющей рабочей станции. Функционирует под управлением программного обеспечения, которое позволяет использовать его как сетевое устройство с интерфейсом Gigabit Ethernet, что дает возможность сохранять отсканированные образы на любой компьютер, который доступен в сети, на мобильные устройства, а также проводить удаленную диагностику, настройку и обновление сервисными подразделениями.
«Универсальный солдат» только в 2013 году был поставлен в более чем 170 российских организаций. Библиотеки, архивы и музеи используют его для создания цифровых коллекций и электронных фондов пользования. Библиотекам и вузам устройство нужно в качестве комплекса самостоятельного сканирования (КСС). Модификация сканера для этой цели предполагает «вживление» RFID-считывателя, трансформацию сенсорной панели управления, наличие монетоприемника. RFID-считыватель идентифицирует пользователей по электронной карте и регистрирует документ. Система ведет с пользователем диалог: на панели управления сообщается о балансе (если предусмотрено оказание услуг самостоятельного сканирования на платной основе), отображается информация о пользователе и выбранном документе. В случаях применения КСС в библиотечной и вузовской сфере система позволяет контролировать соблюдение читателем законодательства об охране авторских прав с помощью соответствующего предупреждения на экране терминала и обязательного персонального согласия с приведенными правилами.
Благодаря универсальности именно этого сканера сегодня разрушается многолетний стереотип восприятия планетарников как устройства, актуального исключительно для учреждений культуры, которым нужно сканировать книги. Для судов, ведомств и коммерческих организаций данный сканер – это устройство для поточной оцифровки. Компании встраивают планетарные сканеры в свою ИТ-инфраструктуру, решают, в числе прочих, задачу контроля сканирования. В территориально удаленных друг от друга центрах оцифровки органов мировой юстиции в электронный вид переводятся судебные дела, которые сохраняются в едином электронном архиве.
Большое плаванье
С помощью оборудования на базе матричного CCD-сенсора создаются электронные коллекции и фонды пользования любых документов в потоковом режиме. К основным преимуществам таких сканеров относятся высокое качество получаемых образов и производительность.
Сканер создает образ в 400 dpi за 3, 4 секунды в цветном режиме. Сенсор самостоятельно «реагирует» на переворот страницы, то есть оцифровка осуществляется полуавтоматически. Сканер имеет книжную колыбель, позволяющую сканировать книги толщиной до 10 см и весом до 10 кг, обеспечивая размещение страниц в одной плоскости. Также колыбель предоставляет возможность сканировать очень широкий диапазон предметов – фолианты, альбомы, подшивки документов, папки, чертежи, карты, картины, плакаты, книги с различными корешками, любые объемные предметы в рамках области сканирования и диапазона автофокусировки. В устройстве можно установить усиленную книжную колыбель для сброшюрованных оригиналов толщиной до 50 см и весом до 50 кг.
Оборудование, в любой его комплектации, приобретается в основном архивами, музеями и библиотеками. Кроме того, именно эти сканеры использовались, например, для создания крупнейшего цифрового ресурса в стране, когда было отсканировано более 13,7 млн листов архивных документов и свыше 42 тыс. паспортов воинских захоронений.
Автор: mromantsov
