模块二图像的采集

模块二：图像的采集

《数字图像处理与制版技术》精品课程信息工程系2008模块二：图像的采集目标：图像的扫描应知：原稿类型、密度范围、扫描仪的分类、扫描仪的工作过程、扫描仪的使用应会：扫描仪的安装、调试、维护、相关参数设置、图像的扫描操作、图像尺寸变化、图像像素改变、图像裁切一、原稿类型：印刷原稿一般有三类：以纸张、感光材料等为载体的绘画、摄影和印刷品；立体实物；心磁盘、光盘为载体的数字化原稿。在实际应用中心以第一类原稿最多。

原稿的类型原稿类型透射片正片（反转片）负片反射片照片画稿印刷品数码照片数码相机照片、网上图片实物类产品、零件等原稿类型多种多样，其输入途径和方法也不完全相同，应根据不同的原稿选用合适的方法进处理。彩色胶片可以分成两大类型，即正片（反转片）和负片。彩色反转片可以用幻灯机直接投射到屏幕上或在观片灯箱上观赏，还可以直接冲洗照片。通常利用正片作为原片，用电分进行印刷效果比较好。彩色负片主要是供印发彩色照片的感光片。在拍摄并经过冲洗之后，获得的片子明暗与被摄体相反，色彩与被摄体互为补色的彩色底片。

二、图像扫描仪的基本性能和工作原理

１、图像扫描设备的性能参数

扫描分辨率

色彩位数

动态密度范围

成像面积（1）

扫描分辨率指在扫描过程中扫描仪对图像细节的分辨能力。常用单位ppi和dpi，ppi指每英寸的像素数，dpi指第英寸的点数。制造厂家常用光学分辨率和内插分辨率两种方法来定义最后分辨率1）光学分辨率：又称物理分辨率，是指一个设备的光学系统可以采样的实际信息量。

A．线阵CCD的光学分辨率水平方向取决于光敏单元的集成度，垂直方向由扫描步进电机步长确定。f=l/(L+d)垂直分辨率由扫描仪步进电机步长确定，它可以高于水平分辨率。B．面阵CCD的光学分辨率数字摄像机和数码像机一般都采用面阵CCD，它使得在水平和垂直两个方向上像素的捕获总是固定的。

C．滚筒扫描仪的光学分辨率由旋转速度、光源的亮度、步进电机，镜头孔径大小等的组合来确定最高光学分辨率

分为主扫描方向分辨率和副扫描方向分辨率主扫描方向分辨率取决于扫描光斑尺寸，副扫描方向分辨率由水平方向扫描线数L确定。

2）内插分辨率表示在处理器或软件算法的帮助下可以捕获的视觉信息量。它可以是光学分辨率的二倍甚至更高。图像进行灰度内插可选择最近邻域（速度快，精度低）、线性内插法（能基本满足要求）和三次内插法（精度最高、质量最好）

（2）

色彩位数色彩位数表示扫描设备可以捕获的每个像素上检测出的最大颜色或灰度级，包括“位深度”和“色深度”两个不同的含义。色彩位数越高，图像捕捉的细节数量就越多。24位RGB彩色被认为是扫描和图像编辑的一种标准。在采用CCD作为光电转换器件的设备中，其色彩位数的高2位是无用的，不能提供精确的颜色信息，只有前6位是可靠的，因此目前有些图像采集设备的色彩位数为10位、12位或16位。目前计算机只能处理8位即256级阶调，多余的位数通常被舍弃。

扫描动态密度范围：扫描动态密度范围是指扫描仪在正常状态下识别原稿信号的最大值与最小值以及所得扫描信号的线性范围。它决定了扫描仪对原稿图像层次还原能力，是图像再现的基础与关键。扫描仪的动态范围分为：反射稿扫描动态范围与透射稿扫描动态范围。扫描仪扫描动态范围可由扫描动态范围曲线表述。如图扫描信号原稿信号DminDaDbDmaxdDFmaxFmin图像采集和输入就是将印刷品设计制作需要的图片（彩色、灰度、黑白等）信息通过各种渠道输入到电脑中，形成可处理的数字信息。三、扫描参数的计算与调整1、扫描参数的设定扫描参数设定是图片扫描的重要步骤，关系着扫描图像质量的优劣。对于不同档次的扫描仪由于功能配置不同，扫描参数的设定也不相同，但一般增色有以下几方面的设定：扫描颜色模式，扫描分辨率，扫描幅面，扫描层次曲线、图像调节等，同时还有预扫描和正式扫描等功能。

１）预扫描预扫描的主分目的是为扫描操作人员设定扫描参数提供方便，预扫描是以较低的分辨率扫描整个原稿平台，将原稿显示出来，操作人员在此基础上可以设定扫描区域，区域设定好后就可以进行扫描参数的设定，主要有分辨率、层次曲线、图像调节等。参数设定好后就可以正式扫描了。下面介绍一下扫描参数的设定。

２）扫描参数的设定（１）

原稿类型：反射稿或透射稿（２）

扫描模式：

i.

文字

ii.

黑白相片：256色灰阶扫描

iii.

16位黑白相片：超过65000色灰阶，重现黑白图像的真实感

iv.

彩色照片：百万色素扫描，一般选择此模式扫描彩色照片或图片

v.

48位彩色照片：上亿色素扫描，适用于高品质的专业图像3(3）

分辨率设定扫描分辨率可以根据需要设定为不同的分辨率。在理论上分辨率越高越好，但过高的分辨率会导致文件存储空间过大，因此应该选择最合适的分辨率是最明智的选择。一般来讲，如果图像不放大，可以按以下推荐来设定分辨率：文字（打印用）300文字（OCR用）300黑白或灰阶图像300彩色图片或照片300如果图片需放大，分辨率也需按倍数增加

（4）

阶调曲线（tonecurve）阶调曲线是扫描原始信息和输出信息之间的线性和非线性映射关系，可以用来调节图像的亮度、对比度等。（5）

锐化处理锐化处理的本质是使相邻的图像细节之间增强对比度，对于扫描图像而言是一个必要的处理过程，因为图像扫描本身就是一个使图像模糊的过程，锐化可以加以补偿。

（(6）

去网纹处理（descreen）这项设定只针对于印刷原稿而言（照片等其它原稿是不须设定的），其作用是消除印刷原稿上的网点痕迹，但操作人员要正确设定印刷原稿的加网线数，否则对扫描的结果有效大影响。

2、扫描参数的计算与调整1)

扫描分辨率的设定使用普通网屏技术的挂网输出ppi=lpi×Q×KＱ＝1.5---2K放大倍数使用调频加网方式挂网输出ppi=lpi×K连续色调打印机ppi=dpi×K

线条图的扫描分辨率ppi=dpi×K

基于计算机的多媒体和其他演示方式的扫描分辨率ppi=pixel/lm2)

曝光量的调整与摄影相似，扫描也需设定曝光量。合理也使用曝光量可以整体地移动原稿的密谋范围，通过调整曝光量将原稿的密度范围调整到扫描仪密度范围中线性性能最好、信噪比最低的密度区段，或将最重要的密度层次区调整到上述区段中。在调整曝光量时有几条原则可循：

（１）

最暗部分不应低于14—30(RGB模式中)，最亮部分不要超过240-250，否则会丢失细微层次，但小面积的高光部分是允许的（眼神光、金属的反光可达255）。（２）

对原稿要分析其内容，判定是以亮调、中间调或暗调为主，设定曝光量以强调主要阶高部分。（３）

通过曝光量的调整可以纠正图像中整体的色偏，判定色偏主要以原稿中白色或中性灰部分的值做为依据。3、扫描仪的工作过程介绍

1扫描输入1.1扫描仪简介普通型扫描仪：其光学分辨率较低，一般在600~1200dpi之间，CCD光电耦合管灵敏度窄，操作方便，功能简单，操作时不需要有很专业的技术。其主要用途在于办公室文件

高档专业平面扫描仪：其光学分辨率在5000~6000dpi之间，彩色位图为36位以上，最大密度范围在4.0~4.5D（光密度单位）之间1.2扫描仪的使用方法打开MiraScan6：

在扫描之前，建议您先进行图像预览点击重新预