数字图像的文件格式实用教案

1、第四章 古籍文本(wnbn)的采集扫描扫描(somio)(somio)技术技术第1页/共49页第一页，共49页。扫描仪 扫描仪是电脑的一种输入设备，它根据光电转换原理将图片、照片、胶片以及文稿资料等书面材料或实物的外观扫描后输入到电脑。 扫描仪作为光电、机械一体化的高科技产品，自问世以来以其独特的数字化“图像”采集能力，低廉的价格以及优良的性能，得到了迅速的发展和广泛的普及。 扫描仪已成为继键盘、鼠标之后(zhhu)(zhhu)的第三件最主要的计算机输入设备。第2页/共49页第二页，共49页。扫描仪的组成(z chn)结构 从外型上看，扫描仪的整体感觉十分简洁、紧凑，但其内部结构却相当复杂：不

2、仅有复杂的电子线路控制，而且还包含精密( jngm)的光学成像器件，以及设计精巧的机械传动装置。它们的巧妙结合构成了扫描仪独特的工作方式。 第3页/共49页第三页，共49页。扫描仪的组成(z chn)结构第4页/共49页第四页，共49页。扫描仪的组成(z chn)结构 1上盖 2原稿台 3光学(gungxu)成像部分 4光电转换部分 5机械传动装置第5页/共49页第五页，共49页。上盖 上盖主要是将要扫描的原稿压紧，以防止扫描灯光线泄露。 目前随着三维实物扫描功能的逐渐普及，为了能够更加方便、更高质量地扫描三维实物，许多(xdu)扫描仪在上盖的设计上都“绞尽脑汁” 。 第6页/共49页第六页，

3、共49页。原稿(yungo)台 原稿台主要是用来放置扫描原稿的地方，中间为透明玻璃，称为(chn wi)稿台玻璃。 稿台玻璃的损坏会影响扫描仪内部的其他器件(如成像部件)，尤其是稿台玻璃的破损会使灰尘及杂质直接侵入扫描仪内部，使扫描品质下降，严重时会造成扫描仪的损坏。第7页/共49页第七页，共49页。光学(gungxu)成像部分 光学成像部分俗称扫描(somio)头，即图像信息读取部分，是扫描(somio)仪的核心部件。包括部件：灯管、反光镜、镜头以及电荷藕合器件（CCD）。第8页/共49页第八页，共49页。光电转换(zhunhun)部分 光电转换部分是指扫描仪内部的主板，虽然扫描仪的光电转换

4、部分主板就这么一小块，但它却是扫描仪的心脏。主要完成光信号的处理，以及控制各部件(bjin)协调一致地工作。第9页/共49页第九页，共49页。机械( jxi)传动装置 机械传动部分主要包括步进电机、驱动皮带、滑动(hudng)导轨和齿轮组如图。 第10页/共49页第十页，共49页。扫描仪的工作(gngzu)原理 扫描仪的原理就跟我们平时照镜子一样，当它扫描图像时，光线从物体(wt)反射回来，通过透镜射进感光元件，将光线转换成模拟信号，再将模拟电压信号转换为数字信号，最后传输到计算机里。第11页/共49页第十一页，共49页。扫描仪的分类(fn li)(fn li) 按扫描原理分：以CCDCCD为

5、核心(hxn)(hxn)的平板式扫描仪、手持式扫描仪、光电倍增管为核心(hxn)(hxn)的滚筒式扫描仪 按扫描图像幅面的大小分：小幅面的手持式扫描仪、中等幅面的台式扫描仪、大幅面的工程图扫描仪 按扫描图稿的介质分：反射式（纸材料）扫描仪、透射式（胶片）扫描仪、可扫反射稿又可扫透射稿多用途扫描仪 按用途分：用于各种图稿输入的通用型扫描仪、用于特殊图像输入的专用型扫描仪、加条码读入器、卡片阅读机等等。扫描仪有很多种，按不同的标准可分成(fn chn)不同的类型第12页/共49页第十二页，共49页。各类扫描仪手持式扫描仪诞生于1987年，手持式扫描仪扫描幅面窄，难于操作和捕获精确图像，扫描效果也差

6、。96年后相继停产。馈纸式扫描仪诞生于20世纪90年代初，随着平板式扫描仪价格的下降，这类产品也于1997年后退出了历史舞台。鼓式扫描仪又称滚筒式扫描仪，在专业印刷排版领域应用最广泛，其感光器件是光电倍增管,性能远远高于CCD类扫描仪。平板式扫描仪又称平台式扫描仪，这种扫描仪诞生于1984年，是目前办公用扫描仪的主流产品，扫描幅面一般为A4或者A3大幅面扫描仪一般指扫描幅面为A1、A0幅面的扫描仪，又称工程图纸扫描仪。底片扫描仪又称胶片扫描仪，英寸甚至更大，光学分辨率一般可以达到2700dpi的水平，更高精度的产品则属于专业级产品。 第13页/共49页第十三页，共49页。各类扫描仪的特点(td

7、in)(tdin)笔式扫描仪外形与一支笔相似，扫描宽度约四号汉字大小，使用时贴在纸上一行一行的扫描，主要用于文字识别。 条码扫描仪又称为条码阅读器，其中一种与笔式扫描仪外形相似，主要用于条码的扫描识别，不能用来扫描文字和图像。实物扫描仪其结构原理类似于数码相机，它拥有支架和扫描平台，分辨率远远高于市场上常见的数码相机，只能拍摄静态物体，扫描一幅图像所花费的时间与扫描仪相当。3D扫描仪结构原理也与传统的扫描仪完全不同,生成的文件是能够精确描述物体三维结构的一系列坐标数据，输入3DMAX中即可完整地还原出物体的3D模型,无彩色和黑白之分。 第14页/共49页第十四页，共49页。各类扫描仪第15页/

8、共49页第十五页，共49页。各类扫描仪第16页/共49页第十六页，共49页。各类扫描仪第17页/共49页第十七页，共49页。扫描仪的连接(linji) 扫描仪与计算机之间采用的接口类型 EPP接口。 就是我们常说的打印口（并口）。扫描仪速度较慢，扫描质量稍差，但安装方便，兼容性好，大多采用EPP接口的扫描仪后部(hu b)都有两个接口，一个接计算机，另一个接其他的并口设备（一般是打印机）。 第18页/共49页第十八页，共49页。扫描仪的分类(fn li) 2、SCSI接口。SCSI接口的扫描仪需要一块SCSI卡将扫描仪与计算机相连接（所需的SCSI卡一般在扫描仪中自带） 优点(yudin)是传

9、输速度较快，扫描质量高； 缺点是需要开机箱安装一块SCSI卡，要占用一个ISA或PCI槽以及相应的中断，安装相对复杂，有可能和其他配件发生冲突。 第19页/共49页第十九页，共49页。扫描仪的分类(fn li) 3、USB接口( ji ku)。现在普遍采用的接口( ji ku)形式，现在的主板都带有USB接口( ji ku)。 优点是速度较EPP快，可带电插拔，即插即用，较新的USB扫描仪可直接由USB口取电，无须另加电源。 第20页/共49页第二十页，共49页。扫描仪的技术指标 1、扫描精度 就是我们常说的分辨率，是衡量一台扫描仪档次高低的重要参数，它所体现的是扫描仪在扫描时所能达到的精细程

10、度。 扫描精度通常以DPI（分辨率）表示，DPI值越大，则扫描仪扫描的图象越精细。 扫描分辨率分为光学分辨率和最大分辨率两类，前者是硬件形式的，后者是软件形式的。 光学分辨率是指扫描仪的光学系统可以(ky)采集的实际信息量，也就是扫描仪的感光元件-CCD的分辨率。它的表示方式是用垂直分辨率和水平分辨率相乘表示。 DPI（dot per inch）意思是每英寸的象素点数。第21页/共49页第二十一页，共49页。扫描仪的技术指标 2、色彩位数 色彩位数表明了扫描仪在识别色彩方面的能力和能够描述的颜色(yns)范围，它决定了颜色(yns)还原的真实程度，色彩位数越大，扫描的效果越好、越逼真，扫描过程

11、中的失真就越少。从24位（bit）到48位不等，它决定了颜色(yns)还原的真实程度。24位的色深就是通常所说的“真彩色”。 3、灰度级 扫描仪的灰度级水平反映了扫描时提供由暗到亮层次范围的能力，具体说就是扫描仪从纯黑到纯白之间平滑过渡的能力。灰度级位数越大，相对来说扫描结果的层次就越丰富、效果越好。常见有8、10、12位（bit）3种灰阶度。第22页/共49页第二十二页，共49页。扫描仪的技术指标 感光元件是扫描图像的拾取设备，相当于人的眼球，其重要性不言而喻. 目前扫描仪所使用的感光器件有三种：光电倍增管，电荷偶合器（CCD），接触式感光器件（CIS或LIDE）。 CCD(Charge C

12、oupled Device，电荷耦合器件)：是一种半导体芯片(xn pin)。使用CCD作为感光元件的扫描仪，需要通过由一系列透镜、反射镜等组成的光学系统将图像传送到CCD芯片(xn pin)上，所以体积一般较大。分辨率可以达到300 1200 或更高. CIS（Contact Image Sensor，接触式传感器件）：是一种光电转换器件，它采用一列内置的LED发光二极管照明，直接接触在原稿表面读取图像数据。采用CIS技术的扫描仪没有附加的光学部件，移动部分又轻又小，整个扫描仪可以做得非常轻薄。分辨率为300 600. 第23页/共49页第二十三页，共49页。扫描仪的技术指标 4、扫描幅面。

13、是指扫描仪所能扫描的范围，也就是纸张的大小，一般有A4、A4+、A3等。 5、兼容性。几乎所有的扫描仪都可用于PC，很多SCSI和USB扫描仪标明(biomng)兼容MAC（苹果）。 6、系统环境。扫描仪工作是需要驱动程序的，这些驱动程序能在哪些系统下使用，比如WIN98、WIN2000、WINNT、XP等，另外有些SCSI和USB扫描仪还有FOR MAC （苹果）OS的驱动。 第24页/共49页第二十四页，共49页。扫描仪品牌(pn pi)第25页/共49页第二十五页，共49页。第26页/共49页第二十六页，共49页。古籍(gj)专用扫描仪零边距扫描仪第27页/共49页第二十七页，共49页。

14、古籍(gj)专用扫描仪零边距扫描仪第28页/共49页第二十八页，共49页。扫描仪的应用(yngyng)光学(gungxu)字符识别 （OCR）第29页/共49页第二十九页，共49页。 第30页/共49页第三十页，共49页。 OCR是“光学字符识别”（Optical Character Recognition）的英文缩写。扫描仪等光学输入设备可以将各种报刊、书籍、文稿、票据及其它印刷品的文字转化为图像信息，它要依赖扫描仪等硬件。而利用OCR文字识别技术却可以将图像信息转化为可以进行编辑的文字，是一种计算机输入技术，主要是通过软件实现。 OCR文字识别软件是与扫描仪配套的主要软件，属于(shy)非

15、键盘输入范畴。近几年随着扫描仪逐渐普及和OCR技术的日趋完善，OCR己成为大多数扫描仪用户的得力助手，扫描仪厂商现在已把专业的OCR软件搭配自己生产的扫描仪出售。 中文OCR是针对汉字信息高速输入计算机的问题，致力于解决困扰汉字使用者低速信息输入与高速信息处理的矛盾，从而提高整个计算机系统的效率，比手工输入要快几十倍。此时，用户只需要用扫描仪将整页的文本或图像扫描输入到计算机，OCR软件就会自动产生可以编辑的文本文件。 一、OCR 简介(jin ji)第31页/共49页第三十一页，共49页。二、OCR 的基本原理和工作(gngzu)流程（一） OCR 的基本原理 简单地说，就是通过扫描仪将一份

16、文稿的图像输入给计算机（或者说是计算机通过扫描仪获取图像），然后由OCR软件取出每个文字的图像，并将其转换成文字的编码(bin m)。其具体工作过程是，计算机OCR软件接受文稿的数字图像，然后利用各种模式识别算法分析文字形态特征，判断出文字的标准编码(bin m)，并按通用格式存储为计算机的文本文件格式。其中文字识别是OCR的核心技术。第32页/共49页第三十二页，共49页。（二） OCR 的工作(gngzu)流程二、OCR 的基本原理和工作(gngzu)流程第33页/共49页第三十三页，共49页。 常用的OCR软件(run jin) 尚书OCR 方正OCR 紫光OCR 汉王OCR三、常用(c

17、hn yn)OCR 软件第34页/共49页第三十四页，共49页。 现在几乎所有的平板式扫描仪都捆绑了OCR 软件，多数机型的随机软件中不仅有中文版OCR 还有英文版OCR，其实大部分中文版OCR 都兼有识别英文的功能。目前市场比较成熟的中文版OCR 软件有清华文通、尚书、蒙恬、汉王等。这里以清华TH-OCR XP为例，介绍OCR软件的使用。 清华TH-OCR XP 能够适应超过一百种Windows字体，识别全部简体国标一二级6763个字符，繁体13000多字符。在文档识别过程中，对于每个区域可以设定不同的字体，例如一篇文档中的大段(d dun)英文可以设为英文识别，以提高识别率。TH-OCR

18、XP 支持多任务，可以在识别一篇文章的同时扫描或编辑其它文档。 四 、清华(qn hu) TH-OCR XP 软件的使用（一）OCR 软件(run jin)简介 第35页/共49页第三十五页，共49页。 在所购买紫光扫描仪的随机光盘中，有清华 TH-OCR XP 的安装程序。打开相应(xingyng)的文件夹，双击 setup.exe 文件开始安装，首先进行语言设置，如下图所示（实际安装）。四 、清华 TH-OCR XP 软件(run jin)的使用（二）清华 TH-OCR XP 软件(run jin)的安装第36页/共49页第三十六页，共49页。 清华TH-OCR XP的窗口如其他Windo

19、ws程序窗口一样，简洁明快、布局合理、容易上手。窗口分为标题栏、菜单栏、工具栏、工程管理区、图像和识别操作区、状态栏，如下(rxi)图所示（结合实际窗口介绍）。 四 、清华(qn hu) TH-OCR XP 软件的使用（三）清华(qn hu) TH-OCR XP 的窗口第37页/共49页第三十七页，共49页。 完整的文字识别操作过程包括：设置(shzh)、扫描、版面处理、识别、编辑修改、输出六个基本步骤，如下图所示。四 、清华(qn hu) TH-OCR XP 软件的使用（四）清华 TH-OCR XP 软件(run jin)使用的基本流程第38页/共49页第三十八页，共49页。 说明：为了方便

20、，这里使用已经扫描好的图片(tpin)供OCR 。实际操作时，也可以在OCR软件中扫描文稿并直接加载扫描获得的图片(tpin)，然后进行识别。四 、清华(qn hu) TH-OCR XP 软件的使用（五）实际使用(shyng)清华 TH-OCR XP 软件（处理几个文件）1 打开清华 TH-OCR XP 软件，并装入要识别的图片（或通过扫描获得）。2 进行版面处理，包括倾斜校正、版面处理等。3 进行识别。4 后处理。5 导出。第39页/共49页第三十九页，共49页。 在使用OCR软件进行文字识别时，必须认真学习OCR有关知识和理论，特别是系统设置、版面处理和编辑修改的理解和具体操作，并结合实践

21、不断积累经验，摸索出切实可行的解决方案。下面是一些有价值的提示，要认真理解和体会。 1在扫描仪中一定要放正原稿，不能位置倾斜，否则扫描出来的原稿也会是倾斜的，从而造成OCR软件无法正确识别。另外，在放置扫描原稿时，把扫描的文字材料一定要摆放在扫描起始线正中，以最大限度地减小由于光学透镜导致的失真。 2选择适当的分辨力也是很重要的，一般来说，使用200300dpi的分辨力进行扫描比较合适，如果分辨力太高也没有太大意义，只会增加扫描时间和文件的大小。 3在扫描识别报纸或其他半透明文稿时，背面(bimin)的文字透过纸张混淆文字字形，对识别会造成很大的障碍。遇到该类扫描，可以在扫描原稿的背面(bim

22、in)附盖一张黑纸，并增加扫描对比度，即可减少背面(bimin)模糊字体的影响，提高识别正确率。四 、进行文字(wnz)识别时的注意事项第40页/共49页第四十页，共49页。 4对扫描后生成的图像，用图像处理软件擦掉图像污点，包括原来版面中的不需要识别的插图、分隔线等，使文字图像中除了文字没有一点多余的东西，这可以大提高识别率并减少识别后的修改工作。 5版面分析。如果需要识别的原稿包含多种字号、多种字体的文字、多个文本(wnbn)区块、图文混排等复杂版面，就需要进行版面分析，将要识别的内容划分为一个块，这样OCR软件才能正确识别。 6多页批识别功能 。若需识别的文章有多页组成，使用OCR的批量识别功能十分方便。首先将多页文件以TIF的格式按页面顺序依次扫描后存盘。而后再打开它们，一次性进行批量识别，好处是速度快，效率高。一般来说，批量识别的文件版面不要太过复杂，文件页数也要根据计算机配置适量控制。另外，在进行大批量文稿扫描时，必须对原稿进行测试，找到最佳的阀值百分比。 四 、进行文字(wnz)识别时的注意事项第41页/共49页第四十一页，共49页。数字图像的文件