Skanery i skanowanie

Skaner to urządzenie służące do ciągłego odczytu: obrazu, kodu kreskowego lub magnetycznego, fal radiowych itp. do postaci elektronicznej (najczęściej cyfrowej). Skaner skanuje szeregowe strumienie informacji, odczytując je lub rejestrując.

40-s Pierwsze urządzenie, które można nazwać protoplastą faksu/skanera, zostało opracowane na początku XX wieku przez szkockiego wynalazcę. Aleksandra Boothktóry znany jest przede wszystkim jako wynalazca pierwszego zegara elektrycznego.

27 maja 1843 roku Bain otrzymał brytyjski patent (nr 9745) na udoskonalenie produkcji i regulacji. Elektryczność Oraz ulepszenia timera, cii uszczelnienie elektryczne a następnie wprowadził kilka ulepszeń do innego patentu wydanego w 1845 roku.

W swoim opisie patentowym Bain twierdził, że za pomocą tych środków można skopiować każdą inną powierzchnię, składającą się z materiałów przewodzących i nieprzewodzących. Jednak jego mechanizm generował obrazy słabej jakości i był nieekonomiczny w użyciu, głównie dlatego, że nadajnik i odbiornik nigdy nie były zsynchronizowane. Koncepcja faksu Baina został nieco ulepszony w 1848 roku przez angielskiego fizyka Frederica Bakewellale urządzenie Bakewell (1) również dawało reprodukcje słabej jakości.

1861 Pierwszy praktycznie działający elektromechaniczny faks używany komercyjnie nazywa się „pantograf„(2) został wynaleziony przez włoskiego fizyka Giovannigo Casellego. W XX wieku pantelegraf był urządzeniem do przesyłania odręcznego tekstu, rysunków i podpisów liniami telegraficznymi. Jest szeroko stosowany jako narzędzie do weryfikacji podpisu w transakcjach bankowych.

Maszyna wykonana z żeliwa i wysoka na ponad dwa metry, dla nas dzisiaj jest toporna, ale całkiem w tym czasie sprawnydziałał, każąc nadawcy napisać wiadomość na blaszanej kartce nieprzewodzącym atramentem. Ten arkusz został następnie przymocowany do zakrzywionej metalowej płytki. Rysik nadawcy skanował oryginalny dokument, podążając za jego równoległymi liniami (trzy linie na milimetr).

Sygnały przesyłano telegraficznie do stacji, gdzie wiadomość oznaczano atramentem błękitu pruskiego, uzyskiwanym w wyniku reakcji chemicznej, gdyż papier w urządzeniu odbiorczym był impregnowany żelazocyjankiem potasu. Aby zapewnić, że obie igły skanują z tą samą prędkością, projektanci zastosowali dwa niezwykle precyzyjne zegary, które napędzały wahadło, które z kolei było połączone z zębatkami i paskami kontrolującymi ruch igieł.

1913 wznosi się bellinografktóry mógł skanować obrazy za pomocą fotokomórki. Pomysł Edwarda Belina (3) umożliwił transmisję przez linie telefoniczne i stał się techniczną podstawą usługi AT&T Wirephoto. Bellinograf umożliwiło to wysyłanie obrazów do odległych lokalizacji za pośrednictwem sieci telegraficznych i telefonicznych.

W 1921 roku proces ten został udoskonalony, dzięki czemu można było przesyłać również fotografie fale radiowe. W przypadku belinografu do pomiaru natężenia światła służy urządzenie elektryczne. Poziomy natężenia światła są przesyłane do odbiornikagdzie źródło światła może odtworzyć natężenie zmierzone przez nadajnik, drukując je na papierze fotograficznym. Nowoczesne kserokopiarki działają na bardzo podobnej zasadzie, w której światło jest wychwytywane przez czujniki sterowane komputerowo i na tej podstawie powstaje wydruk technologia laserowa.

3. Eduard Belin z belinografem

1914 Uprawy korzeniowe technologia optycznego rozpoznawania znaków (optyczne rozpoznawanie znaków), służące do rozpoznawania znaków i całych tekstów w pliku graficznym, postać bitmapy, sięgają początków I wojny światowej. Wtedy to Emmanuela Goldberga i Edmunda Fourniera d’Albe niezależnie opracował pierwsze urządzenia OCR.

Goldberga wynalazł maszynę zdolną do odczytywania znaków i przekształcania ich w kod telegraficzny. W międzyczasie d'Albe opracował urządzenie znane jako optofon. Był to przenośny skaner, który można było przesuwać wzdłuż krawędzi drukowanego tekstu, aby uzyskać różne tony, z których każdy odpowiadał określonemu znakowi lub literze. Metoda OCR, choć rozwijana przez dziesięciolecia, działa w zasadzie podobnie do pierwszych urządzeń.

1924 Richarda H. Rangera wynalazek fotoradiogram bezprzewodowy (4). Używa go do przesłania zdjęcia prezydenta Calvina Coolidge'a z Nowego Jorku do Londynu w 1924 roku, pierwsze zdjęcie przesłane faksem przez radio. Wynalazek Rangera został użyty komercyjnie w 1926 roku i nadal jest używany do przesyłania wykresów pogodowych i innych informacji pogodowych.

4. Reprodukcja pierwszego fotorentgenogramu autorstwa Richarda H. Rangera.

1950 Zaprojektowany przez Benedykt Cassen medyczny skaner prostoliniowy poprzedzone pomyślnym opracowaniem kierunkowego detektora scyntylacyjnego. W 1950 Cassin zmontował pierwszy zautomatyzowany system skanujący, składający się z napędzany silnikiem detektor scyntylacyjny podłączony do drukarki przekaźnikowej.

Skaner ten służył do wizualizacji tarczycy po podaniu radioaktywnego jodu. W 1956 roku Kuhl i jego współpracownicy opracowali przystawkę do aparatu ze skanerem Cassin, która poprawiła jego czułość i rozdzielczość. Wraz z rozwojem radiofarmaceutyków specyficznych dla narządów, komercyjny model tego systemu był szeroko stosowany od późnych lat pięćdziesiątych do wczesnych siedemdziesiątych XX wieku do skanowania głównych narządów ciała.

1957 wznosi się skaner bębnowy, pierwszy przeznaczony do współpracy z komputerem w celu wykonywania cyfrowego skanowania. Został zbudowany w US National Bureau of Standards przez zespół kierowany przez Russell A. Kirsch, pracując nad pierwszym wewnętrznie zaprogramowanym (przechowywanym w pamięci) amerykańskim komputerem, Standard Eastern Automatic Computer (SEAC), który pozwolił grupie Kirscha eksperymentować z algorytmami, które były prekursorami przetwarzania obrazu i rozpoznawania wzorców.

Kirsch Russella okazało się, że komputer ogólnego przeznaczenia może służyć do symulacji wielu logik rozpoznawania znaków, które proponowano zaimplementować sprzętowo. Będzie to wymagało urządzenia wejściowego, które może przekonwertować obraz do odpowiedniej postaci. przechowywać w pamięci komputera. Tak narodził się skaner cyfrowy.

SEAK skanera użył obracającego się bębna i fotopowielacza do wykrywania odbić od małego obrazu zamontowanego na bębnie. Maska umieszczona między obrazem a fotopowielaczem była teselowana, tj. podzielił obraz na wielokątną siatkę. Pierwszym obrazem zeskanowanym na skanerze była fotografia 5×5 cm trzymiesięcznego syna Kirscha, Waldena (5). Czarno-biały obraz miał rozdzielczość 176 pikseli na stronę.

Lata 60-90 XX wieku Pierwsza technologia skanowania 3D powstał w latach 60-tych ubiegłego wieku. Wczesne skanery wykorzystywały światła, kamery i projektory. Ze względu na ograniczenia sprzętowe dokładne skanowanie obiektów często zajmowało dużo czasu i wysiłku. Po 1985 roku zostały one zastąpione skanerami, które mogły wykorzystywać białe światło, lasery i cieniowanie do uchwycenia danej powierzchni. Naziemne skanowanie laserowe średniego zasięgu (TLS) został opracowany na podstawie zastosowań w programach kosmicznych i obronnych.

Głównym źródłem finansowania tych nowatorskich projektów były agencje rządowe USA, takie jak Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obronie (DARPA). Trwało to do lat 90., kiedy to technologia została uznana za cenne narzędzie do zastosowań przemysłowych i komercyjnych. Przełom jeśli chodzi o komercyjne wdrożenie Skanowanie laserowe 3D (6) było pojawienie się systemów TLS opartych na triangulacji. Rewolucyjne urządzenie zostało stworzone przez Xin Chen dla firmy Mensi, założonej w 1987 roku przez Auguste D'Aligny i Michela Paramitioti.

5. Pierwszy obraz zeskanowany przez skaner SEAC

6. Wizualizacja naziemnego lasera skanującego TLS

1963 niemiecki wynalazca Reklama Rudolfa stanowi kolejną przełomową innowację, chromograf, określany w opracowaniach jako „pierwszy skaner w historii” (choć należy go rozumieć jako pierwsze komercyjne urządzenie tego typu w branży poligraficznej). W 1965 roku wynalazł zestaw pierwszy elektroniczny system pisania z pamięcią cyfrową (zestaw komputerowy) zrewolucjonizowała branżę poligraficzną na całym świecie.. W tym samym roku wprowadzono pierwszego „kompozytora cyfrowego” – Digiset. Komercyjny skaner Rudolf Hella DC 300 z 1971 roku został okrzyknięty przełomowym skanerem światowej klasy.

7. Wynalazca maszyny czytającej Kurzweila.

1974 start urządzenia OCRjak wiemy to dzisiaj. Powstało wtedy Produkty komputerowe Kurzweila, Inc. Znany później jako futurysta i propagator „technologicznej osobliwości”, wynalazł rewolucyjne zastosowanie techniki skanowania i rozpoznawania znaków i symboli. Jego pomysł był budowa maszyny do czytania dla niewidomych, który umożliwia osobom niedowidzącym czytanie książek za pośrednictwem komputera.

Ray Kurzweil i jego zespół stworzyli Maszyna czytająca Kurzweila (7) i Oprogramowanie Omni-Font OCR Technology. To oprogramowanie służy do rozpoznawania tekstu na zeskanowanym obiekcie i konwertowania go na dane w postaci tekstowej. Jego wysiłki doprowadziły do ​​opracowania dwóch technik, które miały później i nadal mają ogromne znaczenie. Mówiąc o syntezator mowy i płaski skaner.

Skaner płaski Kurzweil z lat 70-tych. miał nie więcej niż 64 kilobajty pamięci. Z biegiem czasu inżynierowie poprawili rozdzielczość skanera i pojemność pamięci, umożliwiając tym urządzeniom przechwytywanie obrazów z rozdzielczością do 9600 dpi. Skanowanie obrazu optycznego, текст, odręczne dokumenty lub przedmiotów i przekształcanie ich w obraz cyfrowy stało się powszechnie dostępne na początku lat 90.

W 5400 roku skanery płaskie stały się niedrogimi i niezawodnymi urządzeniami, najpierw w biurach, a potem w domach (najczęściej zintegrowane z faksami, kserokopiarkami i drukarkami). Czasami nazywa się to skanowaniem refleksyjnym. Polega na oświetleniu zeskanowanego obiektu białym światłem oraz odczytaniu intensywności i koloru odbitego od niego światła. Zaprojektowane do skanowania wydruków lub innych płaskich, nieprzezroczystych materiałów, mają regulowaną górną część, co oznacza, że ​​z łatwością mieszczą duże książki, czasopisma itp. Wiele skanerów płaskich, które kiedyś miały średnią jakość, tworzy kopie o rozdzielczości do XNUMX pikseli na cal. .

1994 3D Scanners wprowadza na rynek rozwiązanie o nazwie REPLIKA. System ten umożliwił szybkie i dokładne skanowanie obiektów przy zachowaniu wysokiego poziomu szczegółowości. Dwa lata później ta sama firma zaoferowała Technika ModelMakera (8), reklamowany jako pierwsza tak precyzyjna technika „przechwytywania rzeczywistych obiektów XNUMXD”.

2013 Apple dołącza Skanery linii papilarnych Touch ID (9) dla produkowanych przez siebie smartfonów. System jest wysoce zintegrowany z urządzeniami z systemem iOS, umożliwiając użytkownikom odblokowanie urządzenia, a także dokonywanie zakupów w różnych sklepach cyfrowych Apple (iTunes Store, App Store, iBookstore) oraz uwierzytelnianie płatności Apple Pay. W 2016 roku na rynek wchodzi aparat Samsung Galaxy Note 7, wyposażony nie tylko w skaner linii papilarnych, ale także w skaner tęczówki oka.

8. Jeden z modeli skanera 3D ModelMaker

9. Skaner Touch ID na iPhonie

Klasyfikacja skanera

Skaner to urządzenie służące do ciągłego odczytu: obrazu, kodu kreskowego lub magnetycznego, fal radiowych itp. do postaci elektronicznej (najczęściej cyfrowej). Skaner skanuje szeregowe strumienie informacji, odczytując je lub rejestrując.

Nie jest to więc zwykły czytnik, ale czytnik krok po kroku (na przykład skaner obrazu nie przechwytuje całego obrazu w jednym momencie, jak robi to aparat, ale zamiast tego zapisuje kolejne wiersze obrazu - więc skaner czyta porusza się głowica lub nośnik jest skanowany pod spodem).

skaner optyczny

Skaner optyczny w komputerach peryferyjne urządzenie wejściowe, które przetwarza statyczny obraz rzeczywistego obiektu (np. liścia, powierzchni ziemi, siatkówki oka człowieka) na postać cyfrową do dalszego przetwarzania komputerowego. Plik komputerowy powstały w wyniku skanowania obrazu nazywany jest skanem. Skanery optyczne są wykorzystywane do przygotowania przetwarzania obrazu (DTP), rozpoznawania pisma ręcznego, systemów bezpieczeństwa i kontroli dostępu, archiwizacji dokumentów i starych ksiąg, badań naukowych i medycznych itp.

Rodzaje skanerów optycznych:

• skaner ręczny
• płaski skaner
• skaner bębnowy
• skaner slajdów
• skaner filmów
• Skaner kodów kreskowych
• Skaner 3D (przestrzenny)
• skaner książek
• skaner lusterek
• skaner pryzmatyczny
• skaner światłowodowy

Magnetyczny

Czytniki te mają głowice odczytujące informacje zapisane zwykle na pasku magnetycznym. W ten sposób przechowywane są informacje na przykład na większości kart płatniczych.

Cyfrowy

Czytnik odczytuje informacje przechowywane w obiekcie poprzez bezpośredni kontakt z systemem w obiekcie. Tym samym między innymi użytkownik komputera jest autoryzowany za pomocą karty cyfrowej.

Radio

Czytnik radiowy (RFID) odczytuje informacje zapisane w obiekcie. Zazwyczaj zasięg takiego czytnika wynosi od kilku do kilkunastu centymetrów, choć popularne są również czytniki o zasięgu kilkudziesięciu centymetrów. Ze względu na łatwość obsługi coraz częściej zastępują rozwiązania czytników magnetycznych, np. w systemach kontroli dostępu.