اسکنر

 استفاده از اسکنر در ساليان اخير در اغلب ادارات و موسسات متداول شده است . اسکنرها دارای مدل ها ی متفاوتی می باشند .

• اسکنرهای مسطح : اين نوع اسکنرها ، روميزی نيز ناميده می شوند. اسکنرهای فوق دارای قابليت های فراوانی بوده و از متداولترين اسکنرهای موجود می باشند.

• اسکنرهای Sheet-fed . اين نوع اسکنرها نظير يک چاپگر قابل حمل عمل می نمايند.در اسکنرهای فوق هد اسکنر ثابت بوده و در عوض سند مورد نظر برای اسکن ، حرکت خواهد کرد.

•  اسکنرهای Handheld . اسکنرهای فوق از تکنولوژی بکار گرفته شده در اسکنرهای مسطح استفاده می نمايند. در اسکنرهای فوق در عوض استفاده از يک موتور برای حرکت  از نيروی انسانی استفاده می گردد.

•  اسکنرهای استوانه ای . از اسکنرهای عظيم فوق ، مراکز انتشاراتی معتبر و بزرگ استفاده می نمايند. با استفاده از اسکنرهای فوق می توان تصاوير را با کيفيت و جرئيات بالا اسکن نمود.

ايده اوليه تمامی انواع اسکنرها ، تجزيه و تحليل يک تصوير و انجام پردازش های مربوطه است . در ادامه به بررسی اسکنرهای مسطح  که  متداولترين نوع  در اين زمينه  می باشند ، خواهيم پرداخت .

مبانی اسکنرها
يک اسکنر مسطح از عناصر زير تشکيل شده است :

• CCD(Charge-Coupled device Array)

• آينه ها

• هد مربوط به اسکن

• صفحه شيشه ای

• لامپ

• لنز

• فيلترها

• روکش

• موتور Stepper

• تثبيت کننده )Stablizer)

• تسمه

• منبع تغذيه

• پورت های اينترفيس

• مدار کنترل کننده

شکل زير CCD را از نمای نزديک نشان می دهد.

هسته اساسی يک اسکنر CCD است . CCD رايج ترين تکنولوژی برای اخذ تصاوير در اسکنرها است . CCD شامل مجموعه ای از ديودهای حساس نوری نازک بوده که عمليات تبديل تصاوير ( نور ) به الکترون ها ( شارژ الکتريکی ) را انجام می دهد. ديودهای فوق ،Photosites ناميده می شوند. هر يک از ديودهای فوق حساس به نور می باشند. تصوير اسکن شده از طريق مجموعه ای از آينه ها ، فيلتر ها و لنزها  به CCD خواهد رسيد  پيکربندی واقعی عناصر فوق به مدل اسکنر بستگی دارد ولی اصول اغلب آنها يکسان است .

 نحوه اسکن تصاوير
عمليات زير مراحل اسکن نمودن يک تصوير را توضيح می دهد : 

•  متن ( سند ) مورد نظر را بر روی سينی شيشه ای قرار داده و روکش مربوط را بر روی آن قرار دهيد. درون روکش در اغلب اسکنرها سفيد بوده و در برخی ديگر سياه رنگ است . روکش يک زمينه يکسان را فراهم کرده تا نرم افزار اسکنر قادر به استفاده از يک نقطه مرجع برای تشخيص انداز سندی باشد که اسکن می گردد. در اکثر اسکنرها می توان روکش فوق را در زمان اسکن يک شی حجيم نظير يک کتاب قطور ، استفاده نکرده و عملا" آن را کنار گذاشت . در شکل زير لامپ فلورسنت مشاهده می گردد.

•  يک لامپ بمنظور روشن نمودن ( نورانی کردن ) سند استفاده می گردد. در اسکنرهای قديمی لامپ فوق از نوع فلورسنت بوده و در اسکنرهای جديد از لامپ های زنون و يا لامپ های کاتدی فلورسنت استفاده می گردد.

• تمام مکانيزم ( آينه ها ، لنزها ، فيلتر و CCD) هد اسکن را تشکيل می دهند. هد اسکن توسط يک تسمه که به يک موتورStepper متصل است  به آرامی در طول سند مورد نظر برای اسکن ، حرکت خواهد کرد. هد اسکن به يک ميله " تثبت کننده " (Stabilizer) متصل بوده تا اين اطمينان بوجود آيد که در زمان اسکن هد مربوطه تکان نخواهد خورد. زمانيکه يک مرتبه بطور کامل سند ، اسکن گردد عملا" يک Pass ( فاز ) سپری  شده است .  شکل زير ميله تثبيت کننده را نشان می دهد.

•  تصوير موجود بر روی سند توسط يک آيينه زاويه ای  به آينه ديگر منعکس می گردد. در برخی اسکنرها صرفا" از دو آينه استفاده می گردد ، برخی ديگر از اسکنرها از سه آيينه استفاده می نمايند. هر يک از آيينه ها  خميده شده تا امکان نمرکز بهتر بر روی تصوير برای انعکاس  فراهم گردد .

• آخرين آيينه ، تصوير را بر روی يک لنز منعکس خواهد کرد. لنز از طريق يک فيلتر بر روی تصوير در CCD متمرکز خواهد شد. در شکل زير آيينه ها ( سه عدد) و لنز مربوطه نشان داده شده است .

سازماندهی فيلتر و لنزها ، متفاوت بوده و بستگی به نوع اسکنر  دارد. برخی از اسکنرها برای اسکن يک سند از سه فاز استفاده می نمايند. در هر فاز از يک فيلتر متفاوت ( قرمز ، سبز ، آبی ) بين لنز و CCD   استفاده می گردد.  در نهايت نرم افزار مربوطه نتايج بدست آمده در هر فاز را با يکديگر ترکيب تا تصوير تمام رنگی نهائی بوجود آيد. در اکثر اسکنرهای جديد ، سندهای  مورد نظر در يک فاز اسکن می گردند. لنز تصوير ( سند ) مورد نظر را به سه بخش تقسيم می نمايد. هر يک ازبخش های فوق از طريق يک فيلتر ( قرمز ، آبی ، سبز ) اسکن و در يک ناحيه مجزا در CCD مستقر می گردند. در ادامه اسکنر داده های هر بخش را با يکديگر ترکيب و تصوير تمام رنگی نهائی ايجاد خواهد شد.

وضوح تصوير و درون يابی
اسکنرها دارای مدل های متفاوت با توجه به دقت وضوح تصوير و شفافيت می باشند. اکثر اسکنرهای مسطح دارای حداقل وضوح تصوير 300 * 300 Dpi )Dot per inch) می باشند . Dpi مربوط به اسکنر توسط تعدادی از سنسورهای موجود  در يک سطر ( جهت X نرخ نمونه برداری ) از CCD با دقت مضاعف موتور Stepper ( جهت Y نرخ نمونه برداری )  مشخص می گردد.  مثلا" اگر دقت 300*300 dpi باشد ، و اسکنر يک صفحه A4  را اسکن نمايد ، CCD دارای 2550 سنسور بوده که در هر سطر افقی سازماندهی می گردند. يک اسکنر تک فازه دارای سه سطر از سنسورهای فوق و در مجموع 1650 سنسور را دارا خواهد بود. موتور Stepper در مثال فوق قادر به حرکت در گام هائی به اندازه يک سيصدم  ، اينچ خواهد بود . يک اسکنر با دقت 300 * 600 دارای يک آرايه CCD به ميزان 5100 سنسور در هر سطر خواهد بود. شکل زير موتور stepper را نشان می دهد.

ميزان شفافيت  ارتباط مستقيم با کيفيت لنز و منبع نور دارد. اسکنری که از لامپ زنون و لنزهای با کيفيت بالا استفاده می نمايد ، قطعا" يک تصوير با کيفيت و شفاف تر نسبت به اسکنری که از لامپ های فلورسنت و لنزهای معمولی استفاده می کند ، ايجاد خواهد کرد.
درون يابی (InterPolation) ، فرآيندی است که نرم افزارهای اسکن استفاده تا از طريق آن آگاهی ودانش خود را نسبت به دقت و وضوح تصوير افزايش دهند. بدين متظور از پيکسل های اضافه ای استفاده می گردد. پيکسل های اصافه معدل پيکسل های همجوار می باشند. مثلا" اگر اسکنری از بعد سخت افزاری دارای دقت 300*300 باشد ، دقت درون يابی معادل 300 * 600 خواهد بود. در اين حالت نرم افزار يک پيکسل را بين هر پيکسلی که اسکن می گردد توسط يک سنسور CCD انجام خواهد داد.
Bit Depth ، يکی ديگر از اصطلاحاتی است که در رابطه با اسکنر مطرح می شود. واژه فوق به تعداد رنگ هائی که اسکنر قادر به توليد آنها می باشد ، اطلاق می گردد. هر پيکسل بمنظور توليد رنگ های استاندارد (True color) به 24 بيت نياز دارد.

ارسال تصوير
پس از اسکن يک تصوير ، می بايست تصوير اسکن شده به کامپيوتر منتقل گردد. برای اتصال اسکنر به کامپيوتر سه گزينه متفاوت وجود دارد :

• استفاده از پورت موازی ( کندترين روش ارسال تصوير خواهد بود )

• استفاده از SCSI .اسکنرها  از  يک کارت اختصاصی SCSI که بر روی برد اصلی نصب می گردد، استفاده می نمايند.

• استفاده از پورت USB . اسکنرمی بايست دارای يک کانکتور از نوع USB باشد.

شکل زير نمونه اتصالات يک اسکنر را نشان می دهد.

بمنظور استفاده از اسکنر ، می بايست درايور مربوطه نصب گردد. درايور فوق مسئول تبين نحوه ارتباط با اسکنر خواهد بود. اکثر اسکنرها از زبان TWAIN برای صحبت کردن استفاده می نمايند. درايور TWAIN نظير يک اينترفيس بين برنامه ها( برنامه هائی که استاندارد TWAIN  را حمايت می نمايند ) و اسکنر عمل می نمايد. در اين راستا  برنامه ها نيازی به آگاهی از جزئيات عملکرد يک اسکنر بمنظور ايجاد ارتباط با آن نخواهند داشت. مثلا" با استفاده از برنامه فتوشاپ ( نرم افزار فوق استاندارد TWAIN را حمايت می نمايد) می توان بسادگی فرمان اسکن يک تصوير را صادر و از نتايج بدست آمده در محيط فتوشاپ استفاده  کرد.