Skenery a skenování

Skener je zařízení sloužící k nepřetržitému čtení: obrázku, čárového kódu nebo magnetického kódu, rádiových vln atd. do elektronické podoby (obvykle digitální). Skener skenuje sériové toky informací, čte je nebo registruje.

40-s První zařízení, které lze nazvat progenitorem faxu/skeneru, bylo vyvinuto na počátku XNUMX skotským vynálezcem. Aleksandra Alekterý je primárně známý jako vynálezce prvních elektrických hodin.

27. května 1843 obdržel Bain britský patent (č. 9745) na zlepšení výroby a regulace. elektřina Oraz vylepšení časovače, w elektrické těsnění a poté provedl některá vylepšení dalšího patentu vydaného v roce 1845.

Ve svém popisu patentu Bain tvrdil, že pomocí těchto prostředků lze kopírovat jakýkoli jiný povrch, skládající se z vodivých a nevodivých materiálů. Jeho mechanismus však produkoval nekvalitní obraz a jeho použití bylo neekonomické, hlavně proto, že vysílač a přijímač nebyly nikdy synchronizovány. Bainův faxový koncept byl poněkud vylepšen v roce 1848 anglickým fyzikem Frederica Bakewellováale zařízení Bakewell (1) také produkovalo nekvalitní reprodukce.

1861 První prakticky fungující komerčně používaný elektromechanický fax se nazývá „pantograf„(2) byl vynalezen italským fyzikem Giovannigo Casellego. V XNUMX byl pantelegraf zařízení pro přenos ručně psaného textu, kreseb a podpisů přes telegrafní linky. Je široce používán jako nástroj pro ověřování podpisů v bankovních transakcích.

Stroj z litiny a vysoký více než dva metry, pro nás dnes neohrabaný, ale docela v té době efektivníjednal tak, že odesílatel napsal zprávu na plechový list nevodivým inkoustem. Tento list byl poté připevněn ke zakřivené kovové desce. Stylus odesílatele naskenoval původní dokument a sledoval jeho rovnoběžné čáry (tři čáry na milimetr).

Signály byly přenášeny telegraficky na stanici, kde byla zpráva označena inkoustem pruské modři, získaným jako výsledek chemické reakce, protože papír v přijímacím zařízení byl napuštěn ferrokyanidem draselným. Aby bylo zajištěno, že obě jehly snímají stejnou rychlostí, použili konstruktéři dvě extrémně přesné hodiny, které poháněly kyvadlo, které bylo zase spojeno s ozubenými koly a řemeny ovládajícími pohyb jehel.

1913 vychází belinografkdo uměl skenovat obrázky fotobuňkou. Nápad Edward Belin (3) umožnil přenos po telefonních linkách a stal se technickým základem pro službu AT&T Wirephoto. Belinograf to umožnilo posílat snímky na vzdálená místa přes telegrafní a telefonní sítě.

V roce 1921 byl tento proces vylepšen tak, že pomocí něj bylo možné přenášet i fotografie rádiové vlny. V případě belinografu slouží k měření intenzity světla elektrické zařízení. Úrovně intenzity světla jsou přenášeny do přijímačekde světelný zdroj může reprodukovat intenzitu naměřenou vysílačem jejich vytištěním na fotografický papír. Moderní kopírky využívají velmi podobný princip, kdy světlo zachycují počítačem řízené senzory a tisk je založen na laserová technologie.

3. Eduard Belin s belinografem

1914 Корнеплоды technologie optického rozpoznávání znaků (optické rozpoznávání znaků), sloužící k rozpoznávání znaků i celých textů v grafickém souboru, bitmapové podobě, pocházejí z počátku XNUMX. světové války. Pak tohle Emanuel Goldberg i Edmund Fournier d'Albe nezávisle vyvinul první OCR zařízení.

Goldberg vynalezl stroj schopný číst znaky a převádět je na telegrafní kód. Mezitím d'Albe vyvinul zařízení známé jako optofon. Jednalo se o přenosný skener, který bylo možné posouvat podél okraje tištěného textu a vytvářet zřetelné a zřetelné tóny, z nichž každý odpovídal určitému znaku nebo písmenu. Metoda OCR, i když se vyvíjela desítky let, funguje v principu podobně jako první přístroje.

1924 Richard H. Ranger vynález bezdrátový fotoradiogram (4). Používá ji k odeslání fotografie prezidenta Calvin Coolidge z New Yorku do Londýna v roce 1924, první fotografie, která byla faxována přes rádio. Rangerův vynález byl komerčně využit v roce 1926 a dodnes se používá k přenosu map počasí a dalších informací o počasí.

4. Reprodukce prvního fotoroentgenogramu od Richarda H. Rangera.

1950 Navrhl Benedikt Kassen lékařský přímočarý skener předcházel úspěšný vývoj směrového scintilačního detektoru. V roce 1950 Cassin sestavil první automatizovaný skenovací systém, sestávající z motorem poháněný scintilační detektor připojené k reléové tiskárně.

Tento skener byl použit k zobrazení štítné žlázy po podání radioaktivního jódu. V roce 1956 Kuhl a jeho kolegové vyvinuli skener Cassin, který zlepšil jeho citlivost a rozlišení. S rozvojem orgánově specifických radiofarmak byl komerční model tohoto systému široce používán od konce 50. do počátku 70. let XNUMX. století ke skenování hlavních orgánů těla.

1957 vychází bubnový skener, první navržený pro práci s počítačem pro provádění digitálního skenování. Byl postaven v americkém Národním úřadu pro standardy týmem pod vedením Russell A. Kirsch, při práci na prvním americkém interně naprogramovaném (uloženém v paměti) počítači, Standard Eastern Automatic Computer (SEAC), který umožnil Kirschově skupině experimentovat s algoritmy, které byly předchůdci zpracování obrazu a rozpoznávání vzorů.

Russellův Kirsch ukázalo se, že k simulaci mnoha logik rozpoznávání znaků, které byly navrženy k implementaci do hardwaru, lze použít počítač pro všeobecné použití. To bude vyžadovat vstupní zařízení, které dokáže obrázek převést do příslušné podoby. uložit do paměti počítače. Tak se zrodil digitální skener.

Skener CEAC použil rotující buben a fotonásobič k detekci odrazů od malého obrazu namontovaného na buben. Maska umístěná mezi obrazem a fotonásobičem byla mozaiková, tzn. rozdělil obrázek do polygonální sítě. Prvním obrázkem naskenovaným na skeneru byla fotografie 5×5 cm Kirschova tříměsíčního syna Waldena (5). Černobílý obrázek měl rozlišení 176 pixelů na stranu.

60.-90. léta dvacáté století První technologie 3D skenování vznikla v 60. letech minulého století. První skenery používaly světla, fotoaparáty a projektory. Kvůli hardwarovým omezením přesné skenování objektů často zabralo spoustu času a úsilí. Po roce 1985 je nahradily skenery, které dokázaly k zachycení daného povrchu využít bílé světlo, lasery a stínování. Pozemní laserové skenování středního dosahu (TLS) byl vyvinut z aplikací v kosmických a obranných programech.

Hlavním zdrojem financování těchto špičkových projektů byly americké vládní agentury, jako je Agentura pro pokročilé obranné výzkumné projekty (DARPA). To pokračovalo až do 90. let XNUMX. století, kdy byla tato technologie uznána jako cenný nástroj pro průmyslové a komerční aplikace. Průlom, pokud jde o komerční implementaci 3D laserové skenování (6) byl vznik systémů TLS založených na triangulaci. Revoluční zařízení vytvořil Xin Chen pro Mensi, který v roce 1987 založili Auguste D'Aligny a Michel Paramitioti.

5. První obrázek naskenovaný skenerem SEAC

6. Vizualizace pozemního skenovacího laseru TLS

1963 Německý vynálezce Rudolf Ad představuje další průlomovou inovaci, chromograf, ve studiích označovaný jako „první skener v historii“ (ačkoli je třeba jej chápat jako první komerční zařízení svého druhu v polygrafickém průmyslu). V roce 1965 vynalezl stavebnici první elektronický psací systém s digitální pamětí (počítačová sada) způsobil revoluci v polygrafickém průmyslu po celém světě.. Ve stejném roce byl představen první „digitální sazeč“ – Digiset. Komerční skener DC 300 Rudolfa Helly z roku 1971 byl oslavován jako přelomový skener světové třídy.

7. Vynálezce Kurzweilova čtecího stroje.

1974 začátek OCR zařízeníjak ho známe dnes. Tehdy to bylo založeno Počítačové produkty Kurzweil, Inc. Později známý jako futurista a propagátor „technologické singularity“, vynalezl revoluční aplikaci techniky skenování a rozpoznávání znaků a symbolů. Jeho nápad byl stavba čtecího automatu pro nevidomé, která umožňuje lidem se zrakovým postižením číst knihy prostřednictvím počítače.

Ray Kurzweil a jeho tým vytvořili Kurzweilův čtecí stroj (7) a Software technologie Omni-Font OCR. Tento software se používá k rozpoznání textu na skenovaném objektu a jeho převodu na data v textové podobě. Jeho úsilí vedlo k vývoji dvou technik, které byly později a stále mají velký význam. Když už mluvíme o syntezátor řeči i plochý skener.

Plochý skener Kurzweil ze 70. let. neměl více než 64 kilobajtů paměti. Postupem času inženýři zlepšili rozlišení skeneru a kapacitu paměti, což těmto zařízením umožňuje zachytit obrázky až do rozlišení 9600 dpi. Optické skenování obrazu, текст, ručně psané dokumenty nebo objekty a jejich převod do digitální podoby se staly široce dostupné na počátku 90. let.

Ve století 5400 se ploché skenery staly levným a spolehlivým zařízením, nejprve pro kanceláře a později pro domácnosti (nejčastěji integrované s faxy, kopírkami a tiskárnami). Někdy se tomu říká reflexní skenování. Funguje to tak, že naskenovaný objekt nasvítíte bílým světlem a odečtete intenzitu a barvu světla od něj odraženého. Jsou navrženy pro skenování výtisků nebo jiných plochých, neprůhledných materiálů, mají nastavitelnou horní část, což znamená, že se do nich snadno vejdou velké knihy, časopisy atd. Mnoho plochých skenerů, které byly dříve obrazy průměrné kvality, nyní produkuje kopie až XNUMX pixelů na palec. .

1994 Společnost 3D Scanners uvádí na trh řešení s názvem REPLICA. Tento systém umožnil rychle a přesně skenovat objekty při zachování vysoké úrovně detailů. O dva roky později nabídla stejná společnost Technika ModelMaker (8), propagovaný jako první tak precizní technika pro „zachycení skutečných XNUMXD objektů“.

2013 Apple se přidává Snímače otisků prstů Touch ID (9) pro chytré telefony, které vyrábí. Systém je vysoce integrován se zařízeními iOS a umožňuje uživatelům odemykat zařízení, stejně jako nakupovat v různých digitálních obchodech Apple (iTunes Store, App Store, iBookstore) a ověřovat platby Apple Pay. V roce 2016 přichází na trh fotoaparát Samsung Galaxy Note 7 vybavený nejen snímačem otisků prstů, ale také snímačem oční duhovky.

8. Jeden z modelů skeneru 3D ModelMaker

9. Touch ID Scanner na iPhone

Klasifikace skeneru

Skener je zařízení sloužící k nepřetržitému čtení: obrázku, čárového kódu nebo magnetického kódu, rádiových vln atd. do elektronické podoby (obvykle digitální). Skener skenuje sériové toky informací, čte je nebo registruje.

Nejde tedy o běžnou čtečku, ale o čtečku krok za krokem (například skener obrázků nezachytí celý obrázek v jednom okamžiku jako fotoaparát, ale místo toho zapíše po sobě jdoucí řádky obrázku – takže skener čte hlava se pohybuje nebo médium je snímáno pod ním).

optický skener

Optický skener v počítačích periferní vstupní zařízení, které převádí statický obraz skutečného předmětu (například listu, povrchu země, lidské sítnice) do digitální podoby pro další počítačové zpracování. Počítačový soubor, který je výsledkem skenování obrázku, se nazývá sken. Optické skenery se používají pro přípravu zpracování obrazu (DTP), rozpoznávání rukopisu, systémy zabezpečení a kontroly přístupu, archivaci dokumentů a starých knih, vědecký a lékařský výzkum atd.

Typy optických skenerů:

• ruční skener
• plochý skener
• bubnový skener
• skener diapozitivů
• filmový skener
• Čtečka kódů
• 3D skener (prostorový)
• knižní skener
• zrcadlový skener
• hranolový skener
• optický skener

Magnetický

Tyto čtečky mají hlavy, které čtou informace obvykle zapsané na magnetickém proužku. Takto se ukládají informace například na většině platebních karet.

Digitální

Čtečka čte informace uložené v zařízení prostřednictvím přímého kontaktu se systémem v zařízení. Uživatel počítače je tedy mimo jiné autorizován pomocí digitální karty.

rádio

Rádiová čtečka (RFID) čte informace uložené v objektu. Typicky je dosah takové čtečky od několika do několika centimetrů, i když oblíbené jsou také čtečky s dosahem několika desítek centimetrů. Vzhledem ke snadnému použití stále častěji nahrazují řešení magnetických čteček, například v systémech kontroly vstupu.