Skannere og skanning

En skanner er en enhet som brukes til kontinuerlig å lese: et bilde, en strekkode eller magnetisk kode, radiobølger osv. i elektronisk form (vanligvis digital). Skanneren skanner de serielle informasjonsstrømmene, leser eller registrerer dem.

40-ies Den første enheten som kan kalles stamfaderen til faksen/skanneren ble utviklet i de tidlige XNUMX-årene av en skotsk oppfinner. Aleksandra Mensom først og fremst er kjent som oppfinneren av den første elektriske klokken.

Den 27. mai 1843 mottok Bain et britisk patent (nr. 9745) for en forbedring av produksjon og regulering. elektrisitet Oraz timer forbedringer, NS elektrisk tetning og, og gjorde deretter noen forbedringer til et annet patent utstedt i 1845.

I sin patentbeskrivelse hevdet Bain at enhver annen overflate, bestående av ledende og ikke-ledende materialer, kunne kopieres ved hjelp av disse midlene. Mekanismen ga imidlertid bilder av dårlig kvalitet og var uøkonomisk å bruke, hovedsakelig fordi senderen og mottakeren aldri ble synkronisert. Bain fakskonsept ble noe forbedret i 1848 av en engelsk fysiker Frederica Bakewellmen Bakewell-enheten (1) produserte også reproduksjoner av dårlig kvalitet.

1861 Den første praktisk talt fungerende elektromekaniske faksmaskinen kommersielt brukt kalles "strømavtaker'(2) ble oppfunnet av en italiensk fysiker Giovannigo Casellego. I XNUMXs var pantelegrafen en enhet for overføring av håndskrevet tekst, tegninger og signaturer over telegraflinjer. Det har blitt mye brukt som et signaturverifiseringsverktøy i banktransaksjoner.

En maskin laget av støpejern og mer enn to meter høy, for oss i dag er den klønete, men ganske effektiv på den tidenhan handlet ved at avsenderen skrev meldingen på et blikkark med ikke-ledende blekk. Dette arket ble deretter festet til en buet metallplate. Avsenderens penn skannet originaldokumentet og fulgte dets parallelle linjer (tre linjer per millimeter).

Signaler ble overført via telegraf til stasjonen, hvor meldingen ble merket med prøyssisk blått blekk, oppnådd som et resultat av en kjemisk reaksjon, siden papiret i mottaksapparatet var impregnert med kaliumferrocyanid. For å sikre at begge nålene skanner med samme hastighet, brukte designerne to ekstremt presise klokker som drev en pendel, som igjen var koblet til tannhjul og belter som kontrollerte nålenes bevegelse.

1913 reiser seg belinografsom kunne skanne bilder med en fotocelle. Idé Eduard Belin (3) tillot overføring over telefonlinjer og ble det tekniske grunnlaget for AT&T Wirephoto-tjenesten. Belinograf dette tillot bilder å bli sendt til fjerne steder over telegraf- og telefonnettverk.

I 1921 ble denne prosessen forbedret slik at fotografier også kunne overføres vha radiobølger. Når det gjelder en belinograf, brukes en elektrisk enhet for å måle lysintensiteten. Lysintensitetsnivåer overføres til mottakerenhvor lyskilden kan gjengi intensiteten målt av senderen ved å skrive dem ut på fotopapir. Moderne kopimaskiner bruker et veldig likt prinsipp der lys fanges opp av datastyrte sensorer og utskriften er basert på laserteknologi.

3. Eduard Belin med en belinograf

1914 Rotavlinger teknologi for optisk tegngjenkjenning (optisk tegngjenkjenning), brukt til å gjenkjenne tegn og hele tekster i en grafisk fil, punktgrafikkform, dateres tilbake til begynnelsen av første verdenskrig. Så dette Emanuel Goldberg i Edmund Fournier d'Albe uavhengig utviklet de første OCR-enhetene.

Goldberg oppfant en maskin som kan lese tegn og konvertere dem til kod telegrafisk. I mellomtiden utviklet d'Albe en enhet kjent som optofonen. Det var en bærbar skanner som kunne flyttes langs kanten av trykt tekst for å produsere distinkte og distinkte toner, som hver tilsvarer et bestemt tegn eller bokstav. OCR-metoden, selv om den er utviklet over flere tiår, fungerer i prinsippet på samme måte som de første enhetene.

1924 Richard H. Ranger oppfinnelse trådløst fotoradiogram (4). Han bruker den til å sende et bilde av presidenten Calvin Coolidge fra New York til London i 1924, det første fotografiet som ble fakset over radioen. Rangers oppfinnelse ble brukt kommersielt i 1926 og brukes fortsatt til å overføre værkart og annen værinformasjon.

4. Reproduksjon av det første fotoroentgenogrammet av Richard H. Ranger.

1950 Designet av Benedict Cassin medisinsk rettlinjet skanner forut for den vellykkede utviklingen av en retningsscintillasjonsdetektor. I 1950 satte Cassin sammen det første automatiserte skanningssystemet, bestående av motordrevet scintillasjonsdetektor koblet til reléskriver.

Denne skanneren ble brukt til å visualisere skjoldbruskkjertelen etter administrering av radioaktivt jod. I 1956 utviklet Kuhl og kollegene hans et Cassin-skannerkameratilbehør som forbedret følsomheten og oppløsningen. Med utviklingen av organspesifikke radiofarmaka ble en kommersiell modell av dette systemet mye brukt fra slutten av 50-tallet til begynnelsen av 70-tallet for å skanne de viktigste organene i kroppen.

1957 reiser seg trommelskanner, den første designet for å fungere med en datamaskin for å utføre digital skanning. Den ble bygget ved US National Bureau of Standards av et team ledet av Russell A. Kirsch, mens han jobbet på USAs første internt programmerte (lagret i minnet) datamaskin, Standard Eastern Automatic Computer (SEAC), som tillot Kirschs gruppe å eksperimentere med algoritmer som var forløpere til bildebehandling og mønstergjenkjenning.

Russell og Kirshovi det viste seg at en generell datamaskin kunne brukes til å simulere mange tegngjenkjenningslogikker som ble foreslått implementert i maskinvare. Dette vil kreve en inndataenhet som kan konvertere bildet til riktig form. lagre i datamaskinens minne. Dermed ble den digitale skanneren født.

CEAC skanner brukte en roterende trommel og en fotomultiplikator for å oppdage refleksjoner fra et lite bilde montert på trommelen. Masken plassert mellom bildet og fotomultiplikatoren ble tessellert, dvs. delte bildet inn i et polygonalt rutenett. Det første bildet som ble skannet på skanneren var et 5×5 cm fotografi av Kirschs tre måneder gamle sønn, Walden (5). Svart-hvitt-bildet hadde en oppløsning på 176 piksler per side.

60-90-tallet Det tjuende århundre Første 3D-skanningsteknologi ble opprettet på 60-tallet av forrige århundre. Tidlige skannere brukte lys, kameraer og projektorer. På grunn av maskinvarebegrensninger tok det ofte mye tid og krefter å skanne objekter nøyaktig. Etter 1985 ble de erstattet av skannere som kunne bruke hvitt lys, lasere og skyggelegging for å fange en gitt overflate. Terrestrisk mellomdistanselaserskanning (TLS) ble utviklet fra applikasjoner i rom- og forsvarsprogrammer.

Hovedkilden til finansiering for disse banebrytende prosjektene kom fra amerikanske offentlige etater som Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Dette fortsatte til 90-tallet, da teknologien ble anerkjent som et verdifullt verktøy for industrielle og kommersielle applikasjoner. Gjennombrudd når det kommer til kommersiell implementering 3D laserskanning (6) var fremveksten av TLS-systemer basert på triangulering. Den revolusjonerende enheten ble skapt av Xin Chen for Mensi, grunnlagt i 1987 av Auguste D'Aligny og Michel Paramitioti.

5. Det første bildet skannet av SEAC-skanneren

6. Visualisering av TLS bakkebasert skanningslaser

1963 Tysk oppfinner Rudolf Ad representerer en annen banebrytende innovasjon, kromograf, beskrevet i studier som "den første skanneren i historien" (selv om den bør forstås som den første kommersielle enheten av sitt slag i trykkeribransjen). I 1965 oppfant han settet første elektroniske skrivesystem med digitalt minne (datasett) revolusjonerte trykkeribransjen over hele verden.. Samme år ble den første «digitale komponisten» introdusert – Digiset. Rudolf Hellas DC 300 kommersielle skanner fra 1971 har blitt hyllet som et skannergjennombrudd i verdensklasse.

7. Oppfinner av Kurzweil-lesemaskinen.

1974 start OCR-enheterslik vi kjenner det i dag. Den ble etablert da Kurzweil datamaskinprodukter, Inc. Senere kjent som en futurist og pådriver for den "teknologiske singulariteten", oppfant han en revolusjonerende anvendelse av teknikken for skanning og gjenkjennelse av tegn og symboler. Ideen hans var bygge en lesemaskin for blinde, som lar synshemmede lese bøker gjennom en datamaskin.

Ray Kurzweil og teamet hans opprettet Kurzweils lesemaskin (7) og Omni-Font OCR-teknologi programvare. Denne programvaren brukes til å gjenkjenne tekst på et skannet objekt og konvertere det til data i tekstform. Hans innsats førte til utviklingen av to teknikker som senere var og fortsatt er av stor betydning. Apropos ordsynthesizer i flatbed skanner.

Kurzweil flatbed-skanner fra 70-tallet. hadde ikke mer enn 64 kilobyte minne. Over tid har ingeniører forbedret skannerens oppløsning og minnekapasitet, slik at disse enhetene kan ta bilder opp til 9600 dpi. Optisk bildeskanning, текст, håndskrevne dokumenter eller objekter og konvertere dem til et digitalt bilde ble allment tilgjengelig på begynnelsen av 90-tallet.

På 5400-tallet ble flatbedskannere rimelige og pålitelige deler av utstyr, først for kontorer og senere for hjem (oftest integrert med faksmaskiner, kopimaskiner og skrivere). Det kalles noen ganger reflekterende skanning. Det fungerer ved å belyse det skannede objektet med hvitt lys og lese intensiteten og fargen på lyset som reflekteres fra det. Designet for å skanne utskrifter eller andre flate, ugjennomsiktige materialer, har de en justerbar topp, noe som betyr at de enkelt kan romme store bøker, magasiner, etc. Når bilder av gjennomsnittlig kvalitet, produserer mange flatbed-skannere nå kopier opptil XNUMX piksler per tomme. .

1994 3D Scanners lanserer en løsning kalt RESPONS. Dette systemet gjorde det mulig å raskt og nøyaktig skanne objekter og samtidig opprettholde et høyt detaljnivå. To år senere tilbød det samme selskapet ModelMaker-teknikk (8), utpekt som den første så nøyaktige teknikken for å "fange ekte XNUMXD-objekter".

2013 Apple blir med Touch ID-fingeravtrykkskannere (9) for smarttelefonene den produserer. Systemet er svært integrert med iOS-enheter, slik at brukere kan låse opp enheten, samt foreta kjøp fra ulike Apple digitale butikker (iTunes Store, App Store, iBookstore) og autentisere Apple Pay-betalinger. I 2016 kommer Samsung Galaxy Note 7-kameraet på markedet, utstyrt ikke bare med en fingeravtrykkskanner, men også med en irisskanner.

8. Jeden z modeli scanera 3D ModelMaker

9. Trykk på ID-skanner på iPhone

Skannerklassifisering

En skanner er en enhet som brukes til kontinuerlig å lese: et bilde, en strekkode eller magnetisk kode, radiobølger osv. i elektronisk form (vanligvis digital). Skanneren skanner de serielle informasjonsstrømmene, leser eller registrerer dem.

Så det er ikke en vanlig leser, men en trinn-for-trinn-leser (for eksempel fanger ikke en bildeskanner hele bildet på et øyeblikk slik et kamera gjør, men skriver i stedet påfølgende linjer av bildet - så skanneren leser hodet beveger seg eller mediet som skannes under).

optisk skanner

Optisk skanner i datamaskiner en perifer inngangsenhet som konverterer et statisk bilde av et virkelig objekt (for eksempel et blad, jordoverflaten, den menneskelige netthinnen) til en digital form for videre databehandling. Datafilen som er et resultat av skanning av et bilde kalles en skanning. Optiske skannere brukes til bildebehandlingsforberedelse (DTP), håndskriftgjenkjenning, sikkerhets- og tilgangskontrollsystemer, arkivering av dokumenter og gamle bøker, vitenskapelig og medisinsk forskning, etc.

Typer optiske skannere:

• håndholdt skanner
• flatbed skanner
• trommelskanner
• lysbildeskanner
• filmskanner
• Strekkode skanner
• 3D-skanner (romlig)
• bokskanner
• speilskanner
• prisme skanner
• fiberoptisk skanner

Magnetisk

Disse leserne har hoder som leser informasjon som vanligvis er skrevet på en magnetstripe. Slik lagres informasjon for eksempel på de fleste betalingskort.

Digital

Leseren leser informasjonen som er lagret på anlegget gjennom direkte kontakt med systemet på anlegget. Dermed er blant annet databrukeren autorisert ved bruk av digitalkort.

Radio

Radioleseren (RFID) leser informasjonen som er lagret i objektet. Vanligvis er rekkevidden til en slik leser fra noen få til flere centimeter, selv om lesere med en rekkevidde på flere titalls centimeter også er populære. På grunn av sin brukervennlighet erstatter de i økende grad magnetiske leserløsninger, for eksempel i adgangskontrollsystemer.