Tarayıcı (veri toplama)
Bir tarayıcı ( İngilizce'den scan , scan ') veya tarayıcı , bir nesneyi sistematik, düzenli bir şekilde tarayan veya kaçıran bir veri toplama cihazıdır. Tarama, opto-mekanik bir süreçtir.
Ana fikir, çok sayıda bireysel ölçüm yoluyla nesnenin genel bir resmini oluşturmak için nispeten sınırlı ölçüm aletleri kullanmaktır .
Tarayıcı, analog yardımıyla fiziksel orijinal veri sensörler ve çevirir içine dijital formda olan bir A / D dönüştürücüler . Böylece z yapabilirsiniz. B. Bilgisayarlarla işlenmiş, analiz edilmiş veya görselleştirilmiş .
Bir görüntü tarayıcı (veya görüntü sensörü ) durumunda, bir görüntü piksellere dönüştürülür, siyah beyaz değerler gri değerlere veya karşılık gelen bit desenlerine (bitmap grafikleri veya piksel grafikleri) dönüştürülür.
Öykü
NBS'den Russell Kirsch , dijital tarayıcıyı 1957'de geliştirmişti . Bu şekilde taranan ilk görüntü, yeni doğan oğlu Walden'ın 176 × 176 piksellik bir bebek fotoğrafıydı.
Tarayıcı türleri
3D tarayıcı
Üç boyutlu şablonlar yalnızca bir 3D tarayıcı ile okunabilir. Bu tür cihazlar çoğunlukla nesneleri kataloglamak veya arşivlemek için kullanılır. Dezavantajı, tarama cihazının genellikle kalıcı olarak monte edilmesi veya elde tutulan tarayıcılarda referans noktalarının nesneye yapıştırılması gerekmesidir.
Kitap tarayıcı
Bir kitap tarayıcı öncelikle ciltli yazılı belgeleri okumak için kullanılır. Özel tasarımlar ayrıca serbest belgelerin, sertifikaların ve haritaların taranmasına da olanak tanır.
Slayt tarayıcı
Tarayıcı tipi, profesyonel ve yarı profesyonel alanda kullanılır ve iki versiyonda sunulur: bir yandan slaytların ve negatiflerin özel cihazlar aracılığıyla tarayıcıya beslendiği saf bir film tarayıcısı ve üzerinde diğer yandan, düz yataklı bir tarayıcının özel bir saydam ekine sahip olduğu hibrit bir cihaz olarak. Her iki sürüm için de piksel yoğunluğu ve yoğunluk aralığı açısından büyük farklılıklar gösteren hem basit hem de yüksek kaliteli cihazlar vardır . Yüksek kaliteli cihazların optik çözünürlüğü yaklaşık 3000 ppi ile 4000 ppi arasındadır. Ayrıca, yüksek oranda yansıtıcı orijinalleri tararken olağan saçılma ve yan etkileri ortadan kaldırmak için özel bir aydınlatma işlemiyle çalışırlar. Ayrıca slayt taramasına bakın .
Belge tarayıcı
ADF'ye (Otomatik Belge Besleyici), besleyici tarayıcılara veya özel yüksek hızlı tarama hatlarına sahip düz yataklı tarayıcılar, daha büyük miktarlarda belgeleri yakalamak için belge tarayıcıları olarak kullanılır.
Asetat tarayıcı
Filmler, slaytlar, röntgen görüntüleri gibi saydam orijinaller için yarı saydam ışık tarayıcıları kullanılır . Entegre veya harici ışık kaynağına sahip cihazlar vardır.
Faks cihazları
Her faks makinesinin iletim yönü için bir besleme tarayıcısı vardır. Bir dizi ışığa duyarlı CCD sensörü (veya farklı bir teknolojiye sahip sensörler) cihaza kalıcı olarak yerleştirilmiştir. Şablon boyunca yönlendirilir. Fakslar için saf siyah beyaz modu kullanılır, yani ne renk ne de gri tonlama tanınmaz.
Besleyici tarayıcı
Besleme tarayıcısı tam olarak bir faks makinesi gibi yapılandırılmıştır (yukarıya bakın), ancak günümüzde gri seviyeleri ve renk tanıma özelliği de vardır. Besleyici tarayıcının bariz dezavantajı, tek tek belgelerin veya bunların yığınlarının özel olarak işlenmesidir. Kitaplar taranamaz. Ayrıca, düzgün orijinalleri beslerken, örneğin. B. Fotoğraflar, hoş olmayan kenar bozulmaları var. Esas olarak kurumsal sektörde belge tarayıcı olarak kullanılırlar.
Belge okuyucu
Çoğunlukla daha küçük belgeleri okumak için (örnek: elle çarpı işaretiyle doldurulmuş formlar), aksi takdirde belge tarayıcıları veya besleyici tarayıcılar gibi teknolojilerde.
Film tarayıcı
İletilen hafif düz yataklı tarayıcıların aksine , film negatifleri , slaytlar ve sinema filmleri gibi fotoğraf malzemelerinin televizyon ve sinema amaçlı film taraması için bir film tarayıcı kullanılır . Ayrıca bkz . film tarayıcı .
Düz yataklı tarayıcı
Günümüzde en yaygın görüntü yakalama cihazı olan düz yataklı tarayıcı , bir fotokopi makinesiyle aynı prensipte çalışır. Orijinal, bir cam panele yerleştirilir, her zaman aynı yerde kalır, ışığa duyarlı sensörler tarama sırasında cam panelin altına yönlendirilir. Bu yöntem, yalnızca fotoğraf ve görüntülerin değil, kitap gibi hacimli belgelerin de taranmasını mümkün kılar. Keskin bir görüntü elde etmek için orijinalin cam plaka üzerinde düz durması gerekir. Ancak bu, bazı şablonlarda sorunlara neden olur. Ucuz düz yataklı tarayıcılar, A4 boyutuna kadar olan belgeleri tarayabilir.
Geniş format tarayıcı
DIN A2'den daha büyük orijinal boyutlarıyla, çekmeceli , düz yataklı veya tamburlu tarayıcılar olarak sunulan geniş formatlı tarayıcılardan söz edilir. Kaydırmalı tarayıcılar için iki rakip sistem vardır, CCD ve CIS . CCD, birkaç küçük kamera sensörüyle çalışır (bu nedenle adı). Panorama görüntülerine benzer şekilde, kameralardan alınan görüntü, genel bir görüntü oluşturacak şekilde hesaplanır. Orijinalden yansıyan ışık, aynalar ve lensler aracılığıyla sensörde toplanır. CIS (Kontak Görüntü Sensörü), orijinalden yansıyan ışığın doğrudan çarptığı sensör şeritleriyle çalışır. Birkaç sensör şeridi CIS teknolojisinde tüm tarama genişliğini kapsadığından, lensleri kullanarak ışığı bir araya getirmek gerekli değildir ve daha az hata meydana gelir (kameralar arasında kayma olmaz, minimum bozulma ve renk kırılması olmaz). Öte yandan, tarama şablonu eşit değilse CIS teknolojisi bulanıklaşmaya eğilimlidir.
El tarayıcı
Adından da anlaşılacağı gibi, el tarayıcıyı şablon üzerinde elle sürüklemeniz gerekir . Tarayıcı orijinalin üzerine çok hızlı çekilmemelidir (çünkü aktarılan veri miktarı için belirli bir sınır değeri aşılamaz) ve düz hattan yanal sapmalar yapılmamalıdır, bu da (birine paralel olarak monte edilmiş silindirler nedeniyle). -boyutlu veya doğrusal) tarama hattı desteklenir.
Birinci nesil cihazlar, geleneksel tarayıcılara ucuz alternatiflerdi. Bir A4 sayfasını taramak için, birkaç kez taramanız ve aygıtlar çok dar olduğu için yazılımı kullanarak bir araya getirmeniz gerekir. Bir puls üreteci ile bağlantılı olarak, rol aynı zamanda şablon üzerinde kat edilen mesafeyi ve dolayısıyla ikinci boyutu da kaydetti. El tipi tarayıcılar 1990'ların başlarından ortalarına kadar popülerdi, ancak dezavantajları ve düz yataklı tarayıcıların fiyatlarındaki keskin düşüş nedeniyle uzun zaman önce piyasadan kayboldu.
Günümüzün cihazları, tüm A4 sayfalarının tek bir tarama hareketiyle taranmasına izin veriyor . Olası hız, renk ayarına bağlı olarak, yan başına 2 ila 4 saniyeye kadar önemli ölçüde artmıştır. Pille çalışırlar ve microSD'ye kaydedilirler veya verileri Bluetooth veya WLAN aracılığıyla istenen cihaza gönderirler . Mobil (belge) tarayıcılardan da bahsediyoruz , ancak buna küçük, mobil besleme tarayıcıları da dahildir; veya kitap tarayıcıların ayırt edici bir özelliği olarak bunlarla karşılaştırıldığında , çünkü yalnızca tek tek sayfaları işleyemezsiniz. Bugün, çoğunlukla hareket halindeyken çalışmak için ek cihazlardır.
Arada, tek tek hatları tarayabilen ve entegre OCR yazılımına sahip el tipi tarayıcılar geliştirildi . Ayrıca dijital vurgulayıcılar olarak da adlandırılırlar ve hala mevcutturlar. Yerleşik çeviri yazılımına sahip benzer cihazlar var.
radar
Panoramik bir radarın dönen, yatay olarak güçlü bir şekilde demetlenen antenine bazen tarayıcı denir. Radar, vektör odaklı ekranlarda gösterimle birlikte görüntüleme işlemlerinden biridir .
Reseau tarayıcı
réseau tarayıcıları gibi fotogrametri uygulamaları için tarayıcılar
Tıpta tarayıcılar
Tıpta çeşitli tarayıcılar vardır, örneğin B.
- bilgisayarlı tomografi ,
- PET ,
- röntgen tarayıcı ,
- Ağız içi tarayıcı ,
- Çene modelleri için tarayıcılar
Davul tarayıcı
Bu, en eski tarayıcı türlerinden biridir, ancak bugün hala en doğru sonuçları vermektedir. Çözünürlük (yaklaşık 12.000 ppi), hız ve kalite, diğer cihaz türleri ile karşılaştırılamaz. Eski dünya pazar lideri Heidelberger Druckmaschinen'in davul tarayıcıları , özel SilverFast yazılımı ile modern bilgisayar sistemlerinde hala kullanılabilir. Tambur tarayıcı ile orijinal, üzerinde aydınlatma ve tarama sisteminin doğrusal olarak hareket ettiği dönen bir tambura takılır, böylece orijinal, sarmal bir şekilde taranır. Işık kaynağı ve tarama sistemi kağıda göre her zaman aynı konumda olduğundan, basit yöntemlerle mükemmel kalite elde edilebilir. Ek olarak, normal CCD sensörleri yerine, tambur tarayıcılar , verileri okumak için oldukça hassas fotoçoğaltıcılara sahiptir . Dezavantajı, çok pahalı olmaları ve çok büyük olmalarıdır. Görüntü telgrafı, tambur tarayıcıların erken bir uygulamasıydı .
Mobil veri toplama
Bu arada, piyasada belgelerin dijital olarak yakalanmasını bir tarama uygulaması biçiminde (bazen temel belge yönetimiyle birlikte ) devralan giderek daha fazla akıllı telefon uygulaması var .
Tarayıcı nasıl çalışır?
Tarayıcılar genellikle aşağıdaki prensibe göre çalışırlar: Orijinal görüntü aydınlatılır ve yansıyan ışık , yansıyan ışığı demetlemesi ve başıboş ışığı ortadan kaldırması beklenen bir çubuk mercek aracılığıyla bir optoelektronik hat sensörüne (hızlı tarama ) yönlendirilir . Analog ışık sinyalleri vardır dönüştürülmüş içine dijital sinyalleri piksel tarafından piksel ile analog-dijital dönüşümü aynı zamanda özgün veya sensör optiği ya sensör uzantı (dik adım adım hareket ederken, yavaş tarama ).
Bir alan sensörü ile tarama yaparken , orijinalin tamamı veya düz kısımları aynı anda taranabilir.
Alt piksel alanındaki sensörler hareket ettirildikten sonra yenilenen tarama ile görüntü çözünürlüğü ve belirli durumlarda fotoğraf çözünürlüğü artırılabilir.
Renk filtreleriyle tarama
Belirli renk değerleri, yukarı akış renk filtreleri kullanılarak temel renklerin (çoğunlukla kırmızı, yeşil ve mavi) ayrı ayrı taranması ve gerekirse yazılım tabanlı, eklemeli renk karıştırma ile belirlenir . Bu filtreleme işlemi, tarama için tüm sensör öğeleri kullanılıyorsa, her ana renk için bir tarama geçişi gerektirir. Alternatif olarak, tüm sensör elemanlarının belirli bir renk dizisinde sabit bir renk filtresiyle donatıldığı Bayer sensörleri veya diğer renk sensörleri de kullanılır. Bu, taramanın tek geçişte gerçekleştirilebileceği anlamına gelir (ayrıca bkz . CCD ).
Renkli ışık kaynaklarıyla tarayın
Birkaç renkli ve değiştirilebilir ışık kaynağı kullanırken , renk ışık kaynaklarının kendileri tarafından ayrıldığından yalnızca bir tarama gereklidir. Bir ölçüm sırasında, sensörler yalnızca belirli bir dalga boyundaki ışığı ölçer , örneğin pahalı olmayan ışık yayan diyotlarla yapılan aydınlatma ile (ayrıca bkz . CIS ). Alternatif olarak, sürekli ışık spektrumlu renkli ışık kaynakları da kullanılabilir.
Beyaz ışık kaynağıyla tarayın
Prizmatik işlemde orijinal beyaz ışıkla aydınlatılır . Yansıyan ışık, renk bileşenlerini ayıran bir prizmadan yönlendirilir. Bunlar bitişik optik sensörler tarafından kaydedilir. Bu teknikte de sadece bir tarama işlemi gereklidir.
Tarayıcı özellikleri
Uygulamaya bağlı olarak, bir tarayıcının kalitesi şunlara bağlıdır:
- Örnekleme çözünürlüğü (genellikle: spi = inç başına örnek sayısı , dpi = inç başına nokta veya ppi = inç başına piksel ), ayrıca örnekleme frekansı veya uzamsal frekans
- ekran frekansı
- Çıkış frekansı (çıkış çözünürlüğü)
- Yoğunluk aralığı (dinamik)
- Ton aralığı (gri tonlamalı)
- Renk derinliği
- Tarama hızı
Tek sayfa besleyicili basit tarayıcılar dakikada yaklaşık on sayfa işliyor. Sayfa çevirme mekanizmasına sahip yüksek performanslı tarayıcılar, dakikada 40 sayfa kitap yakalar.
Kaliteli özellikler
Tarayıcıların kalitesi genellikle kavite etkisi olarak adlandırılan (İngiliz kavite etkisi tahmin edilebilir) vasıtasıyla olabilir. Burada, bir tarafında yaklaşık dört inç ve delik tarafında taranan çapı yaklaşık beş milimetre olan bir delik bulunan siyah karton küpler . Delik tarafı, dış tarafı beyaz kartondan yapılarak değiştirilebilir . Delik yaklaşık olarak neredeyse hiç görünür ışık yaymayan bir kavite radyatörünü temsil eder . Bu nedenle taramada deliğin bulunduğu yerde sinyal olmamalıdır.
Ancak pratikte, iki ana nedeni olan sinyaller hala ortaya çıkıyor:
Sonuncusu, deliğin etrafındaki alandan gelen ışığın tarayıcının görüntü dönüştürücüsüne dağılmasından kaynaklanır ve boşluk etkisini temsil eder.Gürültü esasen konumdan bağımsızdır ve bu nedenle sabit bir seviyeye sahiptir .
Aşağıdaki sekiz örnek resim bu etkileri göstermektedir. İlk dördü orijinal ölçümlerdir, sonraki dört görüntü ise gama düzeltmesi ile sağlanır . Solda iyi bir tarama, sağda ise kötü bir tarama gösterilir. Üstteki resimler tamamen siyah kartondan yapılmış delikli bir küpü ve alttaki beyaz delikli dış yüzeye sahip olan bir küpü göstermektedir.
| ile iyi tarama | Kötü tarama |
|---|---|
| ile iyi tarama | Kötü tarama |
|---|---|
Sağ alttaki iki resimde net görüntü hataları görülebilir. Siyah karton ile taranan sağ üst görüntüde, delikte görüntü gürültüsü net bir şekilde görülebilmektedir. Sağ alttaki görüntüde, bu gürültü görüntünün merkezinde hala görülebilmektedir, ancak deliğin merkezine doğru zayıflayan sahte ışık tarafından gölgede bırakılmaktadır.
İnternet linkleri
- Fotoğraf tarayıcı teknolojisinin açıklaması (İngilizce)
- Bağlantı katalog tarayıcılar konusunda en curlie.org (eski DMOZ )
Bireysel kanıt
- ↑ Hans F. Ebel , Claus Bliefert : Doğa bilimleri, teknoloji ve tıp dersleri. 1991; 2., düzenlenmiş baskı 1994, VCH, Weinheim ISBN 3-527-30047-3 , sayfa 302.
- ↑ Marc Pitzke: İlk dijital kamera: Geleceği icat eden adam. İçinde: Spiegel Çevrimiçi . 27 Ekim 2015, 4 Ocak 2017'de erişildi .