45
彩色扫描仪原理及优化设计

河北科技大学 信息科学与工程学院 电子信息工程系
数字化测量技术省级精品课
学术交流
彩色扫描仪的原理及优化设计
0 引言
1 彩色扫描仪的产品分类及基本原理
2 单片彩色扫描仪的性能特点
3 单片彩色扫描仪的工作原理
4 单片彩色扫描仪的电路设计
5 结语
0 引言
扫描仪(Scanner)是一种光,电,机一体化的高科技产品,它是继键盘和鼠标之后又一代用途广泛的计算机输入设备.
扫描仪自20世纪80年代初问世以来,就以其独特的数字化"图像"采集能力,低廉的价格和优良的性能,深受人们的青睐,被誉为计算机的"眼睛".
1 彩色扫描仪的产品分类及基本原理
1.1 产品分类
a 按可扫描的图像类型分类
1)黑白扫描仪(亦称二值扫描仪)
只能扫描黑白二值图像,每个像素为1位(1bit),用0或1来代表黑或白.这是最简单的一种扫描仪,适合扫描工程图纸.
2)灰度扫描仪
将图像的明暗程度划分成256个灰度等级,并且用一个8位字节来表示一个像素.
3)彩色扫描仪
首先产生对应于红,绿,蓝三基色的三幅图像,然后合成为一幅彩色图像.彩色扫描仪也可通过参数设置来扫描黑白图像.
b. 按外形分类
1)平板式扫描仪(亦称台式扫描仪)
将待扫材料静止放置在平台玻璃板上,通过控制步进电机和移动光源(灯管)来完成扫描工作.采用冷阴极辉光放电灯管做光源.是目前应用最广泛的一种扫描仪.
2)滚筒式扫描仪
在扫描过程中光源保持静止,通过卷动待扫材料来完成扫描工作.采用光电倍增管作为光电转换器件.
3)手持式扫描仪(亦称掌上型扫描仪)
通过人工移动扫描仪(含光源)来完成扫描的.价格低廉,携带方便,使用灵活,扫描精度较低.
4)笔式扫描仪
笔式扫描仪因其外形像一支笔而得名,主要用于条形码的输入识别,可用在车站检票,大型超市的商品登记等领域.
c. 按所用传感器分类
1)CCD(电荷耦合器件)扫描仪
数码相机使用的是二维图像的面阵CCD,而扫描仪用的是一维图像的线阵CCD.CCD扫描仪具有一定的景深(约为3mm),对隆起的书脊甚至实物都可得到清晰的扫描效果.缺点是成本较高,扫描后对图像数据的处理也相对复杂.
2)CIS(接触式图像传感器)扫描仪
以发光二极管(LED)阵列作为光源,扫描光线直接被光耦合器接收.采用模块化结构,结构简单,不需要预热.缺点是扫描精度较低,景深小(约为0.3 mm,只有CCD景深的1/10)不能扫描实物,适合扫描文稿.
3) 光电倍增管(PMT)扫描仪
光电倍增管是一种电子管,其感光材料主要是由金属铯的氧化物构成的.在所有感光器件中,光电倍增管的性能最佳,其灵敏度,噪声系数,动态密度范围,温度特性等指标均优于CCD及CIS.最难能可贵的是它的输出信号能在很宽的范围内保持极高的线性度,几乎不用做任何修正即可获得准确的色彩还原.但其价格昂贵,少则几十万元,多则几百万元,仅用于专业扫描仪(滚筒式扫描仪) .

下一页