Photogrammétrie- (photos-lumière, gramma-record, mètreo-mesures) une discipline scientifique liée à la détermination de paramètres géométriques (formes, dimensions, position spatiale et autres propriétés des objets par leur image)

télédétection- obtenir des informations sur l'objet en fonction de mesures effectuées à distance de l'objet, c'est-à-dire sans contact direct avec celui-ci.

Avantage des données de télédétection :

Vue numérique des informations

Objectivité et fiabilité

Visibilité

Efficacité

Régularité et fréquence de réception des informations

Variété de résolution et de types de prise de vue

Possibilité d'étudier des processus lents et rapides

Inconvénients des données de télédétection :

La présence de distorsions géométriques, radiométriques et autres

Surcharge d'information

Présence de taches blanches

Méthodes DZ :

Passif

Le système d'imagerie capte soit l'énergie solaire réfléchie par l'objet, soit le propre rayonnement de l'objet.

Actif

Le système d'imagerie émet un signal à partir de sa propre source d'énergie, puis capte sa partie réfléchie par l'objet

Systèmes de tournage

Classification des systèmes de tournage :

Selon le récepteur, il y a :

image photographique

L'image est formée optiquement sur un film photographique, et l'image visible est obtenue après traitement photochimique (développement et impression)

Image digitale

Le récepteur de rayonnement est une matrice ou une ligne CCD (dispositifs à couplage de charge)

Selon la méthode d'acquisition d'images :

Passif

1. photographique

   Systèmes de scanner opto-mécaniques

   Systèmes de scanner optoélectroniques

Actif

1. Systèmes d'imagerie radar

   Systèmes d'imagerie laser

Systèmes de tournage photographique

Dans SS photographique, l'image se forme presque instantanément, selon les lois de la projection centrale.

Classement des caméras :

Mono-objectif

Multi-objectif

Panoramique

Selon l'angle de vue :

Angle étroit (τ< 50°)

normale (50°< τ < 90°)

Grand angle (90°< τ < 110°)

Super grand angle (τ > 110°)

Par focale :

Mise au point courte (f< 100 мм)

Normale (100 mm< f < 300мм)

Longue portée (f > 300 mm)

Systèmes de scanner opto-mécaniques

Scanner optique-mécanique- ne contient qu'un seul élément technique (capteur), qui permet de mesurer la luminosité d'une petite zone (pixel) de la surface terrestre

Un miroir rotatif balaye une bande de terrain, ce qui permet d'enregistrer la luminosité d'un certain nombre de pixels à la surface de la terre en un court laps de temps, c'est-à-dire de former une ligne d'image.

La ligne suivante de l'image est formée par le mouvement du support.

Si le capteur unique est remplacé par une règle, une image multicanal peut être obtenue.

La composante thermique du rayonnement peut être obtenue à l'aide d'un miroir semi-transparent.

Systèmes de scanner optoélectroniques

Une image construite à l'aide de scanners optoélectroniques est projetée sur un ensemble linéaire ou matriciel de CCD.

Systèmes de scanner de localisation radio

L'impulsion mutuelle de l'émetteur monté sur le support est rayonnée par une antenne directive formant un faisceau en éventail dans le plan vertical.

Une partie de l'énergie réfléchie est enregistrée par un récepteur installé au même endroit que l'émetteur. En conséquence, des signaux sont générés qui contrôlent la luminosité de la tache lumineuse du tube à rayons cathodiques. La totalité de ces spots forme une ligne de l'image radar, et le temps de propagation du signal détermine la distance à l'objet.

Gammes de longueurs d'onde :

Bande X (𝜆=2,4 - 3,8 cm)

Avec une bande (𝜆=3,8 - 7,5 cm)

Bande L (𝜆=15 – 30 cm)

Systèmes d'imagerie laser

Laser– l'amplification de la lumière par émission stimulée, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un dispositif qui convertit l'énergie de la pompe en l'énergie d'un flux de rayonnement monochromatique et étroitement dirigé.

Tirs uniques

E– plan objet (plan de terrain)- Un plan horizontal passant par n'importe quel point du terrain

S– point de prise de vue (centre de projection)

n– Meilleur plan d'image

Donc′ - faisceau principal

F – distance focale est la distance de S à o′

p– plans images

o- le désir principal de l'image

un, b– petite image des points A et B

O– Point au sol correspondant au point principal

Faisceau de poutres est la totalité de tous les rayons projetés

Faisceau principal- Faisceau coïncidant avec l'axe optique de la caméra

H F – photographier la hauteur- la distance du point photographique S au plan objet E.

–formule de mise à l'échelle de base

n– point nadir- le point d'intersection du fil à plomb passant par le point de photographie et le fil à plomb

N- un point au sol correspondant au point nadir

α° - angle d'inclinaison total de l'image

Avec -point de distorsion zéro– point d'intersection de la bissectrice de l'angle d'inclinaison de l'image et du plan de l'image

AVEC- un point au sol correspondant au point de distorsion zéro

tt– ligne de base- la ligne d'intersection du plan E et du plan p

Q – plan vertical principal- un plan vertical passant par le faisceau principal

vv – verticale principale– la ligne d'intersection du plan de la verticale principale et du plan de l'image

VV – ligne de direction de tir- la ligne d'intersection du plan objet et du plan de la verticale principale (Q et E)

E′ -plan d'horizon réel- un plan horizontal passant par le point de photographie

ii – ligne d'horizon réelle est la ligne d'intersection du plan de l'horizon réel et du plan p.

je – principal point de fuite– point d'intersection de l'horizon réel et de la VV verticale principale

qq – horizontale principale- une ligne droite dans le plan image passant par le point principal perpendiculaire à la verticale principale

h c h c – ligne de distorsion zéro– une droite dans le plan image passant par le point de distorsion nulle parallèle à l'horizontale principale qq.

La principale méthode de conversion de documents papier en format électronique est balayage image graphique scanner.

Scanner

universel Et spécial.

Les scanners universels permettent de saisir des informations textuelles et graphiques en couleur ou en noir et blanc. Parmi les scanners universels, les types suivants se distinguent :

· scanner à main- le type de scanner le plus simple, donnant l'image la moins haute qualité. Un tel scanner n'a pas de pièces mobiles et la numérisation est effectuée en déplaçant manuellement le scanner sur la surface du document. Leur inconvénient est une bande de numérisation très étroite (une feuille de papier standard doit être numérisée en plusieurs passages), ainsi que exigences élevées au processus de numérisation.

· Numériseur de feuilles– vous permet de numériser une feuille de papier de format standard en une seule opération. La conception ressemble à un télécopieur : l'original est aspiré par des rouleaux spéciaux (comme dans une imprimante) et numérisé au fur et à mesure qu'il passe devant une matrice photosensible fixe. Fournissant une numérisation de haute qualité, ces scanners ne vous permettent pas de traiter des livres et des magazines sans les délier en pages séparées.

· Scanner à plat- la plupart appareil universel, adapté à la plupart des tâches et vous permet de numériser tous les documents (feuilles simples, livres, magazines, etc.). Sous le capot du scanner se trouve une base transparente sur laquelle le document est placé. L'unité de numérisation se déplace le long du document à l'intérieur du corps du scanner. Le temps de numérisation d'une feuille dactylographiée standard est de une à plusieurs secondes. Les scanners à plat fournissent meilleure qualité et une commodité maximale lorsque vous travaillez avec des documents papier.

De nombreux modèles de scanners à plat ont la possibilité d'installer un chargeur automatique de documents à partir d'un pack, ainsi que de connecter un module de diapositives qui "numérise" les diapositives et les films négatifs pour la photographie ou l'impression professionnelle.

Des types spéciaux de scanners sont conçus pour exécuter des fonctions spéciales. Il s'agit notamment des éléments suivants :

· Scanners à tambour offrent la résolution de numérisation la plus élevée. L'original est fixé sur le tambour avec des pinces spéciales ou à l'aide d'un lubrifiant, et le balayage est effectué en déplaçant la lentille ligne par ligne le long du tambour tournant à une vitesse d'environ 1000 tours par minute. L'utilisation d'une source lumineuse halogène, dont le flux lumineux est concentré sur une zone pointillée du tambour, élimine l'influence des interférences et traite toute la gamme d'originaux avec la plus haute qualité.

· Scanners de formulaires - scanners spéciaux pour saisir les informations des formulaires remplis. Il s'agit d'un type de scanner de feuilles. À l'aide de tels dispositifs, les données sont saisies à partir de questionnaires, de questionnaires et de bulletins de vote. Les scanners de ce type ne nécessitent pas une haute résolution, mais une très grande vitesse. En particulier, pour les scanners de ce type, des feuilles de papier sont automatiquement introduites dans le dispositif.

· Lecteurs de codes-barres - un type de scanner portatif conçu pour lire les codes-barres des étiquettes des produits dans les magasins. Les scanners de codes-barres vous permettent d'automatiser le processus de calcul du coût des achats. Ils sont particulièrement utiles dans les locaux de vente équipés de moyens de communication électronique et effectuant des règlements avec les clients utilisant des moyens de paiement électroniques ( cartes de crédit, cartes à puce, etc.).

· scanner de diapositives- une version spécialisée d'un scanner à plat conçu pour numériser des diapositives et des films négatifs pour la photographie ou l'impression professionnelle. La diapositive ou le film est inséré dans la fente de réception et déplacé entre le rétroéclairage et l'objectif. Les paramètres de l'image de sortie sont suffisants pour un album photo ou une reproduction polygraphique.

Malgré une telle variété de types de scanners, l'appareil et les principes de leur fonctionnement sont largement similaires. À titre d'exemple, considérez le fonctionnement d'un scanner à plat, simplifié schéma structurel qui est montré dans la Fig. dix.

Les principaux éléments d'un scanner à plat sont :

· substrat(couverture) - couvre l'original en cours de numérisation. Il est fabriqué à partir d'un matériau noir qui absorbe autant que possible la partie visible du spectre afin d'éviter l'apparition dans l'image résultante de toutes sortes d'éblouissements de lumière réfléchis par des objets placés derrière l'original ;

·
verre sur lequel l'original à numériser est placé ;

· matrice led- un ensemble de capteurs (éléments photosensibles) disposés sur une ligne pour une numérisation en noir et blanc ou sur trois lignes pour une numérisation en couleur en un seul passage. Les dispositifs à couplage de charge sont utilisés comme éléments photosensibles ( CCD - CCD -Dispositif à couplage de charge). Le but principal de la matrice CCD- diviser le flux lumineux en trois composantes (rouge, vert et bleu) et convertir le niveau d'éclairement en un niveau de tension ;

· Système optique- se compose d'une lentille et de miroirs (ou d'un prisme) et est conçu pour projeter le flux lumineux réfléchi par l'original numérisé sur une matrice LED qui sépare les informations de couleur. En règle générale, un seul objectif de focalisation (ou lentille) est utilisé qui projette toute la largeur de la zone de balayage sur toute la largeur du réseau CCD;

· lampe- une source lumineuse située sur un chariot mobile et éclairant la page numérisée. DANS modèles modernes des lampes à cathode froide sont utilisées Lampe à cathode froide), fournissant un flux lumineux d'une intensité donnée et présentant des caractéristiques de durabilité accrues. Axés sur le travail professionnel avec la couleur, les scanners contiennent des circuits d'auto-étalonnage pour l'intensité du flux lumineux de la lampe et maintiennent la stabilité du flux lumineux lorsque la température change ;

· moteur pas à pas- donne du mouvement bloc optique, qui comprend une lampe, un système optique et une matrice LED ;

· unité d'amplification du signal– amplifie les tensions analogiques des sorties de la matrice CCD, effectue leur correction et leur traitement;

· Convertisseur analogique-numérique (ADC) - convertit les tensions analogiques en un code numérique ;

· contrôleur de scanner- permet de recevoir des commandes de l'ordinateur et de lui émettre des codes numériques reçus.

Le processus de numérisation est assez simple. L'original (une feuille d'un document, un livre ouvert, etc.) est placé sur un verre fixe transparent et fermé par un couvercle. Lorsqu'une commande est donnée par l'ordinateur pour numériser, la lampe s'allume et le chariot de numérisation avec l'unité optique commence à se déplacer le long de la feuille. La lumière vive de la lampe tombe sur l'original numérisé, puis, réfléchie par celui-ci, le flux lumineux est focalisé par le système optique et pénètre dans le récepteur de signal - une matrice CCD, qui perçoit séparément les composants rouge, vert et bleu du spectre . Les tensions analogiques obtenues en sortie de la matrice CCD, qui sont proportionnelles aux composantes spectrales, sont amplifiées et introduites dans un convertisseur analogique-numérique, qui effectue un codage numérique. Avec l'ADC, les informations sortent dans un ordinateur "familier" forme binaire et, après traitement dans le contrôleur du scanner, via l'interface avec l'ordinateur, il entre dans le pilote du scanner - généralement c'est ce qu'on appelle TWAIN- un module avec lequel les programmes d'application interagissent déjà.

! Pour voir comment fonctionne un scanner à plat, mettez vos écouteurs et double-cliquez sur cette image :

Principaux paramètres et caractéristiques des scanners :

1. Résolution de numérisation (Résolution de numérisation) caractérise la taille des moindres détails de l'image transmise lors de la numérisation sans distorsion. Il est généralement mesuré en ppp (point par pouce) - numéroter séparément points visibles par pouce d'image. Il existe plusieurs types de résolution spécifiés par le fabricant du scanner.

· Résolution optique est déterminé par la densité d'éléments dans le réseau CCD et est égal au nombre d'éléments du réseau CCD divisé par sa largeur. C'est le paramètre le plus important du scanner, qui détermine le détail des images obtenues avec celui-ci. Dans les modèles de masse des scanners à plat, elle est généralement égale à 600 ou 1200 dpi. La numérisation doit toujours être effectuée à une résolution qui est un multiple de la résolution optique, tandis que la distorsion d'interpolation sera minimale.

· Résolution mécanique détermine la précision de positionnement du chariot avec la règle CCD lors du déplacement le long de l'image. La résolution mécanique est généralement 2 fois supérieure à la résolution optique.

· Résolution d'interpolation est obtenu par grossissement logiciel 16x de l'image. Il ne porte absolument aucun Informations Complémentaires sur l'image par rapport à la résolution réelle, et dans les packages spécialisés, l'opération de mise à l'échelle et d'interpolation est souvent mieux effectuée que par le pilote du scanner.

2. la profondeur de la couleur, ou peu profond (La profondeur de la couleur) caractérise le nombre de bits utilisés pour stocker des informations sur la couleur de chaque pixel. Les scanners noir et blanc ont un bit, les scanners monochromes ont généralement 8 bits et les scanners couleur ont au moins 24 bits (8 bits pour stocker chacune des composantes de couleur RVB d'un pixel). Le nombre de couleurs reproduites par un scanner 24 bits (8 bits par canal) est de 224 = 16777216. Des scanners plus avancés peuvent avoir une profondeur de bits de 30 ou 36 (10 ou 12 bits par canal). Dans le même temps, leur profondeur de bits interne peut être supérieure à celle externe : des bits "supplémentaires" sont utilisés pour effectuer une correction des couleurs de l'image avant de la transférer sur un ordinateur, bien que cette pratique soit principalement typique des modèles bon marché. Les scanners professionnels et semi-professionnels ont également une profondeur de bits externe de 30, 36, 42 bits ou plus.

3. Plage de densité (Plage de densité optique) est la plage dynamique du scanner, qui est largement déterminée par sa profondeur de bits. Il caractérise la capacité du scanner à transmettre correctement des images avec une grande ou une très petite dispersion de luminosité (capacité à scanner une « photo d'un chat noir dans une pièce sombre »). Calculé comme le dixième logarithme du rapport de l'intensité de la lumière incidente sur l'original à l'intensité de la lumière réfléchie, et est mesuré en OD(Densité optique) ou simplement D: 0.0 D convient parfaitement couleur blanche, 4.0 D - noir parfait. Pour un scanner, cette plage dépend de la profondeur de bits : pour un scanner 36 bits, elle ne dépasse pas 3,6 D, pour un scanner 30 bits, elle est de 3,0 D. Les images numérisées ont généralement une plage allant jusqu'à 2,5 D pour les photographies et 3,5 D pour les diapositives . Les scanners à plat 24 bits bon marché ont une plage dynamique de 1,8 à 2,3 D, les bons scanners 36 bits - jusqu'à 3,1 à 3,4 D.

4. Taille de la zone de numérisation. Pour les scanners à plat, les formats les plus courants sont A4 et A3, pour les scanners à rouleau - A4, et pour les scanners portables, la zone de numérisation est généralement une bande de 11 cm de large.

5. Correspondance des couleurs de l'image originale de sa copie numérique. Aujourd'hui, l'un des systèmes de contrôle de la précision des couleurs les plus courants est celui basé sur les profils. Consortium international des couleurs (CPI), qui décrit les fonctionnalités de rendu des couleurs divers appareils. Le processus de création d'un profil ICC est basé sur la numérisation d'un graphique de test spécialement conçu et la comparaison des résultats avec une norme. Sur la base des résultats, les caractéristiques de l'appareil, prises en compte par le pilote et les applications, sont déterminées. Dans les modèles coûteux de scanners, des systèmes logiciels et matériels spéciaux sont utilisés pour l'étalonnage des couleurs.

6. Qualité du pilote. Tous les scanners modernes communiquent avec les applications Windows à l'aide d'une interface de programmation TWAIN, cependant, l'ensemble des fonctions fournies par le pilote peut être différent, il doit absolument être clarifié lors du choix d'un scanner. Parmi eux, les plus importants sont :

· opportunité Aperçu images avec un choix de zone de numérisation et de nombre de couleurs ;

Possibilité de régler la luminosité, le contraste et la correction des couleurs non linéaires ;

· la possibilité de suppression du moiré lors de la numérisation d'images avec une trame imprimée ;

Possibilité de transformations d'images simples (inversion, rotation, etc.) ;

Possibilité de numérisation en réseau ;

Possibilité de modes de correction automatique du contraste et de la reproduction des couleurs ;

· possibilité de travail du scanner (en combinaison avec l'imprimante) en mode du copieur ;

Possibilités d'étalonnage des couleurs du scanner et de l'ensemble du système ;

Capacités de numérisation par lots

Possibilité d'affiner les filtres et les paramètres de correction des couleurs.

7. La quantité et la qualité des logiciels inclus avec le scanner. Traditionnellement, les scanners sont livrés avec un logiciel de traitement d'image ( Adobe PhotoDeluxe ou Photoshop LE, ULLead Photo Impact etc.) et un programme de reconnaissance optique de texte ( ROC - Reconnaissance optique de caractères). Le progiciel comprend généralement deux programmes de ce type : anglais ( Xerox TextBridge ou Caere OmniPage Pro) et le programme OCR conçu pour la reconnaissance des textes russes - l'une des versions Bon lecteur production Logiciel ABBY.

Des scanners à plat professionnels et semi-professionnels de haute qualité sont produits par des entreprises Afa, L'enfer de la linotype, microtechnique(un certain nombre de modèles sont connus sous le logo OEM NeuHouse), Umax; les équipements conçus pour le grand public sont produits par des entreprises Artec, Epson, Génie, Hewlett-Packard, Mustek, Plustec, Primax et etc.

Pour différents types de scanners dans le tableau. 3 montre les valeurs typiques de ces paramètres.

Tableau 3 Valeurs des paramètres des principaux types de scanners

Les interfaces suivantes sont actuellement utilisées pour connecter les scanners :

· propre (Propriétaire) interface de développement de scanner, utilisée dans les premiers modèles de scanners à plat et portables et qui était une carte spécialisée sur le bus EST UN, qui nécessitait un chauffeur ;

· Avec Port parallèle EPP (TPL, ou ECP) sont les modèles les plus récents des familles de scanners à plat de différents fabricants. Les scanners dotés de cette interface ont généralement des performances médiocres et sont conçus pour effectuer des tâches simples ;

· Interface SCSI est la norme pour la connexion d'appareils de haute qualité et hautes performances, offre une compatibilité multiplateforme du scanner et sa faible dépendance au changement système opérateur. Les scanners SCSI sont généralement livrés avec une carte SCSI sur le bus EST UN, bien qu'un tel scanner puisse également être connecté à des contrôleurs SCSI complets sur le bus PCI. La plupart des scanners 30 bits et 36 bits à 600 dpi et plus sont livrés avec cette interface ;

· interface USB est une interface de connexion de scanners activement recommandée par le cahier des charges PC98 Et PC99. La commodité d'une interface unique pour différents appareils et assez haut débit conduit au fait que la plupart des scanners à usage non professionnel sont produits avec cette interface.

Pour la saisie de données en modélisation 3D et conception assistée par ordinateur (CAO, ou CAO/FAO - Conception/Modélisation Assistée par Ordinateur) est utilisé Tablette graphique (Numériseur – numériseur)- un encodeur qui vous permet de saisir une image bidimensionnelle, y compris multicolore, dans un ordinateur sous la forme d'une image raster.

La tablette graphique comprend un pointeur spécial (stylo) avec un capteur. Son propre contrôleur envoie des impulsions le long d'une grille de conducteurs située sous la surface de la tablette. Après avoir reçu deux de ces signaux, le contrôleur les convertit en coordonnées transmises au PC. L'ordinateur traduit ces informations en coordonnées d'un point sur l'écran du moniteur, correspondant à la position du pointeur sur la tablette. Les tablettes conçues pour le dessin sont sensibles à la pression du stylet, convertissant ces données en épaisseur de trait ou en teinte.

Un port série est généralement utilisé pour connecter une tablette. Les paramètres communs sont une résolution d'environ 2400 dpi et une sensibilité élevée aux niveaux de pression (256 niveaux). Les tablettes graphiques et les numériseurs sont produits par des entreprises CalComp, Mutoh, WacomComment et d'autres.

Pour les appareils écriture les informations sont caractérisées par le même schéma de travail, seules les images de lettres saisies sont en outre converties en lettres à l'aide programme spécial reconnaissance, et la taille de la zone de saisie est plus petite. Les périphériques d'entrée à stylet sont plus couramment utilisés dans les ordinateurs subminiatures. PDA (Agenda electronique personnel) ou CHP (PC de poche), qui n'ont pas de clavier complet.

CONCLUSION

1. Clavier est le principal périphérique d'entrée d'informations dans le PC. C'est un ensemble de capteurs mécaniques qui perçoivent la pression sur les touches et ferment un certain circuit électrique. Les deux types de claviers les plus courants sont : mécanique et avec interrupteurs à membrane.

Toutes les touches sont divisées en groupes : touches alphanumériques, destiné à la saisie de textes et de chiffres ; touches de curseur(ce groupe de touches peut également être utilisé pour saisir des données numériques, afficher et modifier du texte à l'écran) ; touches de contrôle spéciales(changer de registre, interrompre le programme, imprimer le contenu de l'écran, redémarrer le système d'exploitation du PC, etc.) ; les touches de fonction, largement utilisé dans les programmes de service comme touches de contrôle.

La norme la plus courante pour la disposition des touches de caractères est la disposition du clavier. qwerty (YZUKEN), qui, si vous le souhaitez, peut être reprogrammé à un autre.

2. Un outil pratique pour contrôler le curseur est un appareil appelé souris. La grande majorité des souris d'ordinateur utilisent principe optico-mécanique du codage des mouvements. Dans les PC portables, au lieu d'une souris, ils utilisent un trackball, un pavé tactile, un trackpoint.

3. Pour l'affichage visuel des informations est utilisé système vidéo ordinateur, y compris moniteur(afficher), adaptateur vidéo Et logiciel(pilotes du système vidéo). Moniteur (affichage)- Il s'agit d'un dispositif d'affichage visuel d'informations textuelles et graphiques sur un écran de kinéscope (tube cathodique - CRT) ou un écran à cristaux liquides (écran LCD).

À paramètres de base des moniteurs comprennent : la fréquence d'images du moniteur, la fréquence de ligne, la bande passante du signal vidéo, la méthode d'imagerie, la taille du grain de phosphore de l'écran du moniteur, la résolution du moniteur, la taille de l'écran du moniteur.

Adaptateur vidéo(carte vidéo, contrôleur vidéo) est un périphérique PC interne conçu pour stocker des informations vidéo et les afficher sur l'écran du moniteur. Il contrôle directement le moniteur, ainsi que le processus d'affichage des informations sur l'écran en modifiant les signaux de balayage horizontal et vertical. moniteur CRT, la luminosité des pixels et les options de mélange des couleurs.

4. Imprimantes (dispositifs d'impression)- dispositifs de sortie de données d'un ordinateur qui convertissent les informations des codes ASCII en leurs correspondants symboles graphiques(lettres, chiffres, signes, etc.) et fixer ces caractères sur papier.

Les imprimantes diffèrent les unes des autres de différentes manières : chromaticité- noir et blanc et couleur ; Par la façon dont les personnages sont formés- impression et synthèse de signes ; Par principe de fonctionnement– matriciel, thermique, jet d'encre, laser ; Par méthode d'impression- choc, non stressé; Par façons de former des chaînes- série, parallèle ; Par largeur du chariot- avec un chariot large (375-450 mm) et étroit (250 mm); Par longueur de la ligne d'impression- 80 et 132-136 caractères ; Par jeu de caractères- jusqu'à ensemble complet caractères ASCII ; Par vitesse d'impression; Par résolution.

5. La principale méthode de conversion des documents papier en format électronique est balayage - processus technologique, ce qui crée image graphique document papier, comme s'il s'agissait d'une "photographie numérique". La numérisation est effectuée à l'aide d'un appareil spécial appelé scanner.

Scanner est un dispositif optique-électronique-mécanique conçu pour convertir l'image visuelle d'un document papier en fichier graphique, qui enregistre une image bitmap du document d'origine et la transfère sur un ordinateur pour un traitement ultérieur (reconnaissance, édition, etc.).

Selon leur objectif, les scanners sont divisés en universel(manuel, feuille et à plat) et spécial(tambour, scanners de formulaires, scanners à barres, scanners de diapositives).

Les principales caractéristiques des scanners : résolution de numérisation (optique, mécanique et interpolation), profondeur de couleur (profondeur de bits), plage de densité optique, taille de la zone de numérisation, correspondance des couleurs de l'image originale de sa copie numérique, qualité des pilotes et joints logiciel.

NUMÉRISATION OPTIQUE - SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES D'IMAGE (SCANNERS)

Les systèmes d'imagerie à balayage (scanners) diffèrent des autres principalement par le principe de construction d'une image, qui est construite par balayage ligne par ligne (visualisation) de la zone.

Différents types de récepteurs de rayonnement électromagnétique sont utilisés dans les systèmes de balayage : thermique (thermoélectrique) et photonique (photoélectrique). Les systèmes thermiques fonctionnent sur la base de la conversion de l'énergie thermique en un signal électrique ; dans les systèmes photoniques, le niveau du signal est déterminé par le nombre de photons absorbés. Les scanners, dans lesquels les lignes CCD (dispositifs à mélange de charges) servent de récepteurs, ont été les plus utilisés. Différents types de capteurs ont une sensibilité spectrale différente et couvrent la gamme spectrale allant de la zone visible à la zone infrarouge lointaine. Le choix d'un récepteur de rayonnement et sa sensibilité spectrale dépendent de la gamme spectrale du levé.

Structurellement, le scanner se compose d'un système optique, de convertisseurs photoélectroniques, d'un dispositif de réception et d'enregistrement d'images. À l'aide de scanners, une image est formée, composée de nombreux éléments d'image séparés et obtenus séquentiellement - pixels dans les bandes (lignes, balayages). La taille des pixels détermine le détail (résolution territoriale) de l'image.

Le balayage du terrain est effectué dans une direction en raison du mouvement de l'avion (satellite) vers l'avant et dans l'autre (perpendiculaire à la ligne de vol) - en raison de la rotation ou de l'oscillation du prisme (miroir). Le mouvement oscillatoire du prisme (miroir) en combinaison avec le mouvement de l'avion (satellite) fournit une couverture séquentielle continue d'une certaine bande de terrain, dont la taille dépend de l'ouverture (l'ouverture effective du système optique de la lentille ) du scanner et l'altitude de vol de l'avion ou du satellite. La largeur de la bande de terrain étudiée est déterminée par l'angle de balayage du scanner, et la résolution linéaire sur le terrain (largeur de balayage, taille de pixel) est déterminée par l'angle de vue instantané. Pour les scanners d'arpentage, l'angle de balayage atteint, pour les scanners très informatifs (détaillés) - et moins. En conséquence, l'angle de vue instantané est réglé de quelques degrés à quelques dixièmes de minute. L'angle de balayage et l'angle de vue instantané, respectivement la bande de sondage et la résolution au sol, sont des grandeurs interdépendantes. Plus la résolution est élevée, plus la bande est étroite. Ainsi, lors de la prise de vue depuis l'espace à une résolution de 1-2 km. Ils tirent sur une bande de terrain de plusieurs milliers de kilomètres, et avec une résolution de 20-50 m, la largeur de la bande de tir ne dépasse pas 100-200 km.

Les scanners optiques et mécaniques sont monocanaux et multicanaux (2 ou plus). Habituellement, des scanners fonctionnant dans les gammes visible et infrarouge (0,5 à 12 microns) sont utilisés pour étudier la surface de la terre. Le résultat de l'enregistrement du rayonnement lors de la prise de vue par la méthode de balayage optique-mécanique est une matrice de vecteurs multidimensionnels. Chaque vecteur affiche une certaine zone élémentaire (pixel) sur la Terre, et chacune de ses composantes correspond à l'un des canaux spectraux.

Lors de la prise de vue dans les plages IR visible et proche (0,4 - 3 microns), des capteurs photoélectriques sont utilisés, et dans les plages IR moyen et lointain (3 -12 microns) - des détecteurs de rayonnement thermoélectrique. Les récepteurs photoélectriques comprennent des dispositifs électroniques dont le fonctionnement est basé sur des effets photoélectriques externes (photocellules à électrovide, multiplicateurs photoélectroniques) et internes (photorésistances semi-conductrices, photodiodes, etc.). Les récepteurs thermoélectriques sont basés sur l'émission thermionique, ils répondent au rayonnement absorbé par le chauffage de l'élément sensible, ce qui permet d'enregistrer le rayonnement IR - thermique dans une large gamme spectrale. Les récepteurs thermoélectriques comprennent les bolomètres, les thermoéléments de rayonnement (thermocouples), etc. L'imagerie thermique est réalisée par des radiomètres à balayage de nuit et de jour.

Plusieurs capteurs sont installés dans les scanners, ce qui permet d'obtenir une image simultanément dans différents canaux spectraux. Les informations obtenues lors du processus de numérisation sont transmises sous forme d'image numérique via un canal radio à un point de réception ou enregistrées à bord sur un support magnétique. Les matériaux de prise de vue sont transférés aux consommateurs sous la forme d'un enregistrement sur un support magnétique, par exemple sur des CD - disques, avec visualisation ultérieure sur les lieux de traitement d'image.

En termes de propriétés géométriques et de résolution au sol, les images scanner obtenues par les systèmes de prise de vue de première génération étaient inférieures aux photographies. Cependant, la sensibilité élevée des récepteurs de rayonnement scanner permet d'effectuer des relevés dans des intervalles spectraux étroits (plusieurs dizaines de nanomètres), à l'intérieur desquels les différences entre certains objets naturels sont plus prononcées. Dans les données numériques obtenues à l'aide de scanners, il n'y a pas de «bruits» qui apparaissent inévitablement lors du traitement de la photographie et du laboratoire photo des matériaux de tournage.

Pour les tâches au bureau et à la maison, ainsi que pour la plupart des travaux sur infographie les mieux adaptés sont les soi-disant scanners à plat. Divers modèles de ce type sont plus larges que d'autres en vente. Par conséquent, commençons par examiner les principes de construction et de fonctionnement des scanners de ce type particulier. La compréhension de ces principes vous aidera à mieux comprendre le sens Caractéristiques, qui sont pris en compte lors du choix des scanners.

Le scanner à plat est un boîtier en plastique rectangulaire avec un couvercle. Sous le capot se trouve une surface en verre sur laquelle est placé l'original à numériser. À travers cette vitre, vous pouvez voir certains des entrailles du scanner. Le scanner comporte un chariot mobile sur lequel sont installés une lampe d'éclairage et un système de miroirs. Le chariot est déplacé au moyen de ce qu'on appelle moteur pas à pas. La lumière de la lampe est réfléchie par l'original et à travers un système de miroirs et de lentilles de focalisation pénètre dans la soi-disant matrice, composée de capteurs qui génèrent des signaux électriques, dont l'amplitude est déterminée par l'intensité de la lumière qui leur tombe dessus. Ces capteurs sont basés sur des éléments photosensibles appelés appareils à couplage de charge(CCD, Couple Charged Device - CCD). Plus précisément, à la surface du CCD se forme charge électrique proportionnelle à l'intensité de la lumière incidente. Ensuite, il vous suffit de convertir la valeur de cette charge en une autre grandeur électrique - la tension. Plusieurs CCD sont situés côte à côte sur la même règle.

Le signal électrique à la sortie du CCD est une valeur analogique (c'est-à-dire que son changement est similaire au changement de la valeur d'entrée - intensité lumineuse). Ensuite, le signal analogique est converti en forme numérique, suivi d'un traitement et d'un transfert vers un ordinateur pour une utilisation ultérieure. Cette fonction est réalisée dispositif spécial appelé Convertisseur analogique-numérique(ADC, convertisseur analogique-numérique - ADC). Ainsi, à chaque étape du mouvement du chariot, le scanner lit une bande horizontale de l'original, divisée en éléments discrets (pixels), dont le nombre est égal au nombre de CCD sur la règle. L'image numérisée entière se compose de plusieurs de ces bandes.

Riz. 119. Schéma de l'appareil et fonctionnement d'un scanner à plat basé sur un CCD (CCD): la lumière de la lampe est réfléchie par l'original et à travers le système optique pénètre dans la matrice d'éléments photosensibles, puis dans l'analogique à- convertisseur numérique (ADC)

Les scanners couleur utilisent maintenant, en règle générale, un CCD à trois rangées et éclairent l'original avec une lumière blanche calibrée. Chaque ligne de la matrice est conçue pour percevoir l'une des composantes de couleur de base de la lumière (rouge, vert et bleu). Pour séparer les couleurs, on utilise soit un prisme qui décompose un faisceau de lumière blanche en composants de couleur, soit un revêtement de filtre CCD spécial. Cependant, il existe également des scanners couleur avec une matrice CCD à une rangée, dans lesquels l'original est éclairé à tour de rôle par trois lampes de couleurs primaires. La technologie à une rangée avec triple éclairage est considérée comme obsolète.

Ci-dessus, nous avons décrit les principes de construction et de fonctionnement des scanners dits à passage unique, qui numérisent l'original en un seul passage de chariot. Cependant, il existe encore, bien qu'ils ne soient plus disponibles dans le commerce, des scanners à trois passages. Ce sont des scanners avec une matrice CCD à une rangée. Dans ceux-ci, à chaque passage du chariot le long de l'original, l'un des filtres de couleur de base est utilisé : pour chaque passage, les informations sont extraites de l'un des trois canaux de couleur de l'image. Cette technologie est également obsolète.

En plus des scanners CCD basés sur une matrice CCD, il existe des scanners CIS (Contact Image Sensor) qui utilisent la technologie des cellules photoélectriques.

Les matrices photosensibles réalisées à l'aide de cette technologie perçoivent le chant réfléchi par l'original directement à travers la vitre du scanner sans l'utilisation de systèmes de mise au point optique. Cela a permis de réduire de plus de deux fois la taille et le poids des scanners à plat (jusqu'à 3-4 kg). Cependant, ces scanners ne conviennent que pour les originaux exceptionnellement plats qui s'adaptent parfaitement à la surface en verre de la zone de travail. Dans le même temps, la qualité de l'image résultante dépend de manière significative de la présence de sources lumineuses étrangères (le couvercle du scanner CIS doit être fermé pendant la numérisation). Dans le cas d'originaux volumineux, la qualité laisse à désirer, tandis que les scanners CCO donnent de bons résultats pour les objets volumineux (jusqu'à plusieurs cm de profondeur).

Les scanners à plat peuvent être équipés de dispositifs supplémentaires, tels qu'un adaptateur de diapositives, un chargeur automatique de documents, etc. Certains modèles sont fournis avec ces dispositifs, tandis que d'autres ne le sont pas.

Un adaptateur de diapositives (Transparency Media Adapter, TMA) est un accessoire spécial qui vous permet de numériser des originaux transparents. Les matériaux transparents sont scannés en utilisant la lumière transmise et non la lumière réfléchie. En d'autres termes, l'original transparent doit se trouver entre la source lumineuse et les éléments photosensibles. L'adaptateur de diapositives est un module enfichable équipé d'une lampe qui se déplace en synchronisation avec le chariot du scanner. Parfois, ils éclairent simplement uniformément une certaine section du champ de travail afin de ne pas déplacer la lampe. Ainsi, le but principal de l'utilisation d'un adaptateur coulissant est de changer la position de la source lumineuse.

Si vous avez un appareil photo numérique ( appareil photo numérique), vous n'avez probablement pas besoin d'un adaptateur de diapositive.

Si vous numérisez des originaux transparents sans utiliser d'adaptateur pour diapositives, vous devez comprendre que lorsque l'original est irradié, les quantités de lumière réfléchie et transmise ne sont pas égales. Ainsi, l'original manquera une partie de la couleur incidente, qui se reflétera alors sur le revêtement blanc du couvercle du scanner et traversera à nouveau l'original. Une partie de la lumière sera réfléchie par l'original. Le rapport entre les parties de lumière transmise et réfléchie dépend du degré de transparence de la zone d'origine. Ainsi, les éléments photosensibles de la matrice du scanner recevront la lumière qui a traversé deux fois l'original, ainsi que la lumière réfléchie par l'original. Le passage répété de la lumière à travers l'original l'affaiblit et l'interaction des faisceaux de lumière réfléchis et transmis (interférences) provoque une distorsion et des effets secondaires vidéo.

L'ADF est un dispositif qui alimente les originaux dans le scanner, ce qui est très pratique à utiliser lors de la numérisation en continu du même type d'images (lorsque vous n'avez pas besoin de reconfigurer fréquemment le scanner), par exemple, des textes ou des dessins d'environ la même qualité .

Outre les scanners à plat, il existe d'autres types de scanners : manuel, feuille à feuille, à tambour, à glissière, pour scanner les codes-barres, à grande vitesse pour le streaming de documents.

Scanner portable - un scanner portable dans lequel la numérisation est effectuée en le déplaçant manuellement sur l'original. Selon le principe de fonctionnement, un tel scanner est similaire à un scanner à plat. La largeur de la zone de numérisation ne dépasse pas 15 cm. Les premiers scanners à usage général sont apparus sur le marché dans les années 1980. Ils étaient tenus à la main et permettaient de numériser des images en niveaux de gris. Maintenant, ces scanners ne sont pas faciles à trouver.

Scanner à feuilles ou à rouleaux(Scanner feuille à feuille) - un scanner dans lequel l'original est tiré au-delà d'une matrice linéaire fixe CCD ou CIS, un type d'un tel scanner est un télécopieur.

Scanner à tambour(Scanner à tambour) - un scanner dans lequel l'original est fixé sur un tambour rotatif et des photomultiplicateurs sont utilisés pour la numérisation. Cela numérise une zone pointillée de l'image et la tête de numérisation se déplace le long du tambour très près de l'original.

scanner de diapositives(Film-scanner) - un type de scanner à plat conçu pour numériser des matériaux transparents (diapositives, films négatifs, rayons X, etc.). Habituellement, la taille de ces originaux est fixe. Notez que certains scanners à plat ont un accessoire spécial (adaptateur de diapositive) conçu pour numériser des matériaux transparents (voir ci-dessus).

Lecteur de code-barres(Bar-code Scanner) - un scanner conçu pour scanner les codes-barres des marchandises. Selon le principe de fonctionnement, il s'apparente à un scanner portatif et est connecté à un ordinateur ou à un système de trading spécialisé. Avec le logiciel approprié, n'importe quel scanner peut reconnaître les codes-barres.

Scanner de documents à grande vitesse(Scanner de documents) - un type de scanner à alimentation feuille à feuille conçu pour une entrée multipage hautes performances. Les scanners peuvent être équipés de bacs d'entrée et de sortie d'une capacité de plus de 1000 feuilles et d'informations d'entrée à une vitesse de plus de 100 feuilles par minute. Certains modèles de cette classe offrent une numérisation recto verso (duplex), mettant en évidence l'original avec différentes couleurs pour couper l'arrière-plan coloré, compensation de l'hétérogénéité de l'arrière-plan, ont des modules traitement dynamique différents types d'originaux.

Ainsi, pour la maison et le bureau, un scanner à plat est le mieux adapté. Si vous souhaitez faire de la conception graphique, il est préférable de choisir un scanner CCD (basé sur une matrice CCD), car il vous permet également de numériser des objets 3D. Si vous envisagez de numériser des diapositives et d'autres documents transparents, vous devez choisir un scanner doté d'un adaptateur de diapositives. Généralement, le scanner lui-même et l'adaptateur de diapositives correspondant sont vendus séparément. Si vous ne pouvez pas acheter un adaptateur de diapositives en même temps que votre scanner, vous pouvez l'acheter plus tard si nécessaire. Il est également nécessaire de déterminer les tailles maximales des images numérisées. A l'heure actuelle, le format A4 est typique, correspondant à une feuille de papier à lettres ordinaire. La plupart des scanners grand public se concentrent sur ce format. La numérisation de plans et d'autres documents de conception nécessite généralement un format A3, correspondant à deux feuilles A4 jointes sur le côté long. Actuellement, les prix d'un même type de scanners pour les formats A4 et A3 convergent. On peut supposer que les originaux plus petits que A4 seront mieux traités par un scanner orienté A3.

Les paramètres listés ci-dessus sont loin d'épuiser toute la liste, mais à ce stade de notre réflexion, nous ne pouvons que les utiliser pour l'instant. Lors du choix d'un scanner, trois aspects sont décisifs : un interface matérielle(méthode de connexion), système optoélectronique Et interface logicielle c (le soi-disant module TWAIN). Ensuite, nous les examinerons plus en détail.