Scanner工作原理及其测试要点课件

Scanner工作原理及其测试要点

Scanner工作原理

扫描仪是图像信号输入设备。它对原稿进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换成为数字电信号，最后通过计算机接口送至计算机中。

扫描仪扫描图像的步骤是:

将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上，原稿可以是文字稿件或者图纸照片启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件，扫描仪光源为长条形，并沿y方向扫过整个原稿;

照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。

至此，反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号，最后通过串行或者并行等接口送至计算机。扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息，随着沿y方向的移动，在计算机内部逐步形成原稿的全图。

在扫描仪获取图像的过程中，有两个元件起到关键作用。一个是CCD，它将光信号转换成为电信号;另一个是A/D变换器，它将模拟电信号变为数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标，同时也关系到我们选购和使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。

什么是CCD

CCD是ChargeCoupleDevice的缩写，称为电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能。

CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵CCD，即包括x、y两个方向用于摄取平面图像，而扫描仪中使用的是线性CCD，它只有x一个方向，y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。

CCD芯片上有许多光敏单元，它们可以将不同的光线转换成不同的电荷，从而形成对应原稿光图像的电荷图像。如果我们想增加图像的分辨率，就必须增加CCD上的光敏单元数量。实际上，CCD的性能决定了扫描仪的x方向的光学分辨率。

什么是A/DA/D变换器是将模拟量(Analog)转变为数字量(Digital)的半导体元件。从CCD获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号，就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同电平来表示，它们是连续变化的，即所谓模拟量。A/D变换器的工作是将模拟量数字化，例如将0至1V的线性电压变化表示为0至9的10个等级的方法是:0至小于0.1V的所有电压都变换为数字0、0.1至小于0.2V的所有电压都变换为数字1……0.9至小于1.0V的所有电压都变换为数字9。实际上，A/D变换器能够表示的范围远远大于10，通常是2^8=256、2^10=1024或者2^12=4096。

如果扫描仪说明书上标明的灰度等级是10bit，则说明这个扫描仪能够将图像分成1024个灰度等级，如果标明色彩深度为30bit，则说明红、绿、蓝各个通道都有1024个等级。显然，该等级数越高，表现的彩色越丰富。

扫描仪的性能

扫描仪的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率(色彩位数)、扫描幅面和接口方式等。各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。

最大分辨率

最大分辨率又叫做内插分辨率，它是在相邻像素之间求出颜色或者灰度的平均值从而增加像素数的办法。内插算法增加了像素数，但不能增添真正的图像细节，因此，我们应更重视光学分辨率。

接口方式

接口方式(连接界面)是指扫描仪与计算机之间采用的接口类型。常用的有USB接口、SCSI接口和并行打印机接口。SCSI接口的传输速度最快，而采用并行打印机接口则更简便。OCR分辨率要求:10磅以上的字采用300dpi,一般的标准字体是10,12,14,18磅.10磅以下的文字,可以考虑用400dpi或更高的分辨率进行扫描.实际上我们常遇到的情况是：对于西方字符多采用300dpi，CCJK等文字多采用400dpiWIAWIA，是WindowsImageAcquisition的缩写，可直接翻译为：Windows图像采集系统。这是windowsXP加入的一个新功能，该功能主要包括了WindowsXP对图像设备的支持以及对图像信息的处理编辑等功能windows中的画笔程序，在windowsxp中，对这个程序进行了修改，可以利用它来直接从WIA设备中得到图像或照片。

TWAIN

TWAINscan我们使用第三方提供的driver进行scan的形式MicrosoftWord中就可以启动扫描仪，方法是打开菜单栏的“插入”→“图片”→“来自扫描仪”。AdobePhotoshop也可以做到这一点，方法是打开“File”→“Import”→“SelectTWAIN_32Source”ScannerFW测试侧重点scan的基本功能，软硬件的交互、连接是否可用，以及各个按键的使用扫描过程中各个状态的转变过程，包括各种提示信息是否正确，与UES相对照。质量：

A：扫描区域是否与所选区域对应

B：扫描图片中是否有不被接受的条纹、压缩或者色彩变化等

C：查看扫描图片属性：包括文件类型、大小、分辨率、色深、长宽等

D:扫描文档/字符的清晰程度，能否实现准确的OCR识别。

了解当扫描被到wordpad文件时，无论设置的分辨率为多少，结果都是300dpi，而且，wordpad文件只支持1bit色深。同时在扫描过程中也要注意各种文件格式的原理，了解其支持的分辨率、色深等参数的大小范围，以免浪费时间报不必要的bug.

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