Szkennerek és szkennelés

A szkenner olyan eszköz, amellyel folyamatosan elektronikus (általában digitális) formába olvasnak: képet, vonalkódot vagy mágneses kódot, rádióhullámokat stb. A szkenner átvizsgálja a soros információfolyamokat, beolvassa vagy regisztrálja azokat.

40-es években Az első készüléket, amely a fax/szkenner elődjének nevezhető, az XNUMX-es évek elején fejlesztette ki egy skót feltaláló. Aleksandra Butamelyet elsősorban úgy ismerünk az első elektromos óra feltalálója.

27. május 1843-én Bain brit szabadalmat kapott (9745. sz.) a gyártás és szabályozás fejlesztésére. elektromos áram Oraz időzítő fejlesztések, NS elektromos tömítés majd néhány javítást végzett egy másik, 1845-ben kiadott szabadalmon.

Szabadalmi leírásában Bain azt állította, hogy ezekkel az eszközökkel bármilyen más felület, amely vezető és nem vezető anyagokból áll, másolható. Mechanizmusa azonban rossz minőségű képeket produkált, és nem volt gazdaságos a használata, főként azért, mert az adó és a vevő soha nem volt szinkronban. Bain fax koncepció 1848-ban egy angol fizikus némileg javított Frederica Bakewellde a Bakewell készülék (1) is rossz minőségű reprodukciókat produkált.

1861 Az első, gyakorlatilag működő, kereskedelemben használt elektromechanikus fax a "áramszedő„(2) egy olasz fizikus találta fel Giovannigo Casellego. Az XNUMX-ban a pantelegráf kézírásos szövegek, rajzok és aláírások távíróvonalakon történő továbbítására szolgáló eszköz volt. Széles körben használták aláírás-ellenőrző eszközként banki tranzakciókban.

Öntöttvasból készült, több mint két méter magas gép, nekünk ma esetlen, de eléggé akkoriban hatékonyúgy járt el, hogy a feladó nem vezető tintával egy bádoglapra írta fel az üzenetet. Ezt a lapot azután egy hajlított fémlemezhez rögzítették. A feladó ceruzája beszkennelte az eredeti dokumentumot, annak párhuzamos vonalait követve (három sor milliméterenként).

A jeleket távírón továbbították az állomásra, ahol az üzenetet poroszkék tintával jelölték, amely kémiai reakció eredményeként jött létre, mivel a vevőkészülékben lévő papírt kálium-ferrocianiddal impregnálták. Annak biztosítására, hogy mindkét tű azonos sebességgel pásztázzon, a tervezők két rendkívül precíz órát használtak, amelyek egy ingát hajtottak, amely viszont a tűk mozgását szabályozó fogaskerekekhez és szíjakhoz volt csatlakoztatva.

1913 emelkedik belinográfaki fotocellával tudott képeket beolvasni. Ötlet Eduard Belin (3) lehetővé tette a telefonvonalon keresztüli átvitelt, és az AT&T Wirephoto szolgáltatás műszaki alapjává vált. Belinográf ez lehetővé tette a képek távoli helyekre küldését távíró- és telefonhálózatokon keresztül.

1921-ben ezt az eljárást továbbfejlesztették, hogy a fényképek segítségével is továbbítható legyen rádióhullámok. Belinográf esetében a fény intenzitásának mérésére elektromos készüléket használnak. A fényintenzitás szintjei továbbítják a vevőtahol a fényforrás képes reprodukálni az adó által mért intenzitást fotópapírra nyomtatva. A modern fénymásolók nagyon hasonló elvet alkalmaznak, amelyben a fényt számítógéppel vezérelt érzékelők rögzítik, és a nyomtatás lézer technológia.

3. Eduard Belin belinográfussal

1914 Корнеплоды optikai karakterfelismerő technológia (optikai karakterfelismerés), amelyet karakterek és teljes szövegek felismerésére használtak grafikus fájlban, bittérképes formában, az első világháború elejétől származnak. Akkor ezt Emanuel Goldberg i Edmund Fournier d'Albe önállóan fejlesztette ki az első OCR eszközöket.

Goldberg feltalált egy gépet, amely képes karaktereket olvasni és azokká alakítani távíró kód. Eközben d'Albe kifejlesztett egy optofon néven ismert eszközt. Ez egy hordozható szkenner volt, amely a nyomtatott szöveg széle mentén mozgatható, hogy különálló és megkülönböztethető tónusokat hozzon létre, amelyek mindegyike egy-egy karakternek vagy betűnek felel meg. Az OCR módszer, bár évtizedek óta fejlődött, elvileg hasonlóan működik, mint az első eszközök.

1924 Richard H. Ranger találmány vezeték nélküli fotoradiogram (4). Arra használja, hogy fényképet küldjön az elnökről Calvin Coolidge New Yorkból Londonba 1924-ben, az első rádión faxon elküldött fénykép. A Ranger találmányát 1926-ban használták kereskedelmi forgalomba, és még mindig használják időjárási térképek és egyéb időjárási információk továbbítására.

4. Richard H. Ranger első fotorentgenogramjának reprodukciója.

1950 Tervezte Benedict Cassin orvosi egyenes vonalú szkenner megelőzte az irányított szcintillációs detektor sikeres fejlesztése. 1950-ben a Cassin összeállította az első automatizált szkennelő rendszert, amely a motoros szcintillációs detektor közvetítő nyomtatóhoz csatlakozik.

Ezt a szkennert a pajzsmirigy vizualizálására használták radioaktív jód beadása után. 1956-ban Kuhl és munkatársai kifejlesztettek egy Cassin szkennert, amely javította érzékenységét és felbontását. A szervspecifikus radiofarmakonok kifejlesztésével ennek a rendszernek a kereskedelmi modelljét széles körben alkalmazták az 50-es évek végétől az 70-es évek elejéig a test főbb szerveinek szkennelésére.

1957 emelkedik dobszkenner, az első, amelyet számítógéppel való együttműködésre terveztek digitális szkennelés végrehajtására. Az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi Hivatalában építette egy csapat által vezetett Russell A. Kirsch, miközben Amerika első belsőleg programozott (memóriában tárolt) számítógépén, a Standard Eastern Automatic Computeren (SEAC) dolgozott, amely lehetővé tette Kirsch csoportja számára, hogy olyan algoritmusokkal kísérletezzen, amelyek a képfeldolgozás és a mintafelismerés előfutárai voltak.

Russell és Kirshovi kiderült, hogy egy általános célú számítógéppel számos olyan karakterfelismerő logika szimulálható, amelyeket hardverben javasoltak megvalósítani. Ehhez egy beviteli eszközre lesz szükség, amely képes a képet a megfelelő formára konvertálni. tárolja a számítógép memóriájában. Így született meg a digitális szkenner.

CEAC szkenner forgó dobot és fénysokszorozót használt a dobra szerelt kis kép tükröződéseinek érzékelésére. A kép és a fotosokszorozó közé helyezett maszk tesszellált, azaz. sokszögű rácsra osztotta a képet. A szkennerrel beolvasott első kép Kirsch három hónapos fiának, Waldennek (5) 5×5 cm-es fényképe volt. A fekete-fehér kép felbontása oldalanként 176 pixel volt.

60-90-es évek Huszadik század Az első 3D szkennelési technológia a múlt század 60-as éveiben jött létre. A korai szkennerek lámpákat, kamerákat és projektorokat használtak. A hardveres korlátok miatt az objektumok pontos beolvasása gyakran sok időt és erőfeszítést igényel. 1985 után felváltották azokat a szkennereket, amelyek fehér fényt, lézereket és árnyékolást tudtak használni egy adott felület rögzítésére. Földi közepes hatótávolságú lézerszkennelés (TLS) az űrben és védelmi programokban használt alkalmazásokból lett kifejlesztve.

Ezeknek az élvonalbeli projekteknek a fő finanszírozási forrása az Egyesült Államok kormányzati szerveitől származott, mint például a Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA). Ez egészen az 90-es évekig tartott, amikor is a technológiát az ipari és kereskedelmi alkalmazások értékes eszközeként ismerték el. Áttörés a kereskedelmi megvalósítás terén 3D lézeres szkennelés (6) a háromszögelésen alapuló TLS rendszerek megjelenése volt. A forradalmi eszközt Xin Chen készítette a Mensi számára, amelyet 1987-ben Auguste D'Aligny és Michel Paramitioti alapított.

5. A SEAC szkenner által beolvasott első kép

6. A TLS földi pásztázó lézer megjelenítése

1963 német feltaláló Rudolf Ad egy újabb áttörést jelentő innováció, kromográf, amelyet a tanulmányok "a történelem első szkennereként" írnak le (bár ez az első ilyen típusú kereskedelmi eszköz a nyomdaiparban). 1965-ben ő találta fel a készletet az első elektronikus gépelési rendszer digitális memóriával (számítógép készlet) forradalmasította a nyomdaipart világszerte.. Ugyanebben az évben bemutatták az első "digitális kompozitort" - a Digiset. Rudolf Hella DC 300 kereskedelmi szkennerét 1971-ben világszínvonalú szkenner áttörésként emlegették.

7. A Kurzweil olvasógép feltalálója.

1974 indul OCR eszközökahogy ma ismerjük. Akkor jött létre Kurzweil számítógépes termékek, Inc. Később a futuristaként és a "technológiai szingularitás" hirdetőjeként ismerték fel, ő találta fel a jelek és szimbólumok szkennelésének és felismerésének technikájának forradalmi alkalmazását. Az ő ötlete az volt olvasógép építése vakok számára, amely lehetővé teszi a látássérültek számára, hogy számítógépen keresztül olvassanak könyveket.

Ray Kurzweil és csapata létrehozta Kurzweil olvasógépe (7) és Omni-Font OCR technológia szoftver. Ez a szoftver a beolvasott objektumon lévő szöveg felismerésére és szöveges formátumú adattá alakítására szolgál. Erőfeszítései két olyan technika kifejlesztéséhez vezettek, amelyek később és ma is nagy jelentőséggel bírnak. Apropó szószintetizátor i síkágyas szkenner.

Kurzweil síkágyas szkenner a 70-es évekből. nem volt több 64 kilobájtnál. Az idő múlásával a mérnökök javították a szkenner felbontását és memóriakapacitását, így ezek az eszközök akár 9600 dpi felbontású képeket is rögzíthetnek. Optikai képszkennelés, a szöveg, kézzel írt dokumentumokat vagy tárgyakat, és digitális képpé konvertálásuk széles körben elérhetővé vált a 90-es évek elején.

Az 5400. században a síkágyas szkennerek olcsó és megbízható berendezésekké váltak, először az irodákban, majd később az otthonokban (leggyakrabban faxokkal, fénymásolókkal és nyomtatókkal integrálva). Néha reflektív szkennelésnek is nevezik. Úgy működik, hogy a beolvasott tárgyat fehér fénnyel világítja meg, és leolvassa a róla visszaverődő fény intenzitását és színét. Nyomatok vagy más lapos, átlátszatlan anyagok beolvasására tervezték, állítható tetejük van, ami azt jelenti, hogy könnyen elférnek bennük nagy könyvek, folyóiratok és egyebek. Az egykor átlagos minőségű képek sok síkágyas lapolvasója immár akár XNUMX képpont/hüvelyknyi másolatot is készíthet. .

1994 nevű megoldást dob ​​piacra a 3D Scanners VÁLASZ. Ez a rendszer lehetővé tette az objektumok gyors és pontos szkennelését, miközben megőrizte a magas szintű részletességet. Két évvel később ugyanez a cég felajánlotta ModelMaker technika (8), amely az első ilyen precíz technika "valódi XNUMXD objektumok rögzítésére".

2013 Az Apple csatlakozik Touch ID ujjlenyomat-leolvasók (9) az általa gyártott okostelefonokra. A rendszer nagymértékben integrálva van az iOS-eszközökkel, így a felhasználók feloldhatják az eszköz zárolását, valamint vásárolhatnak különböző Apple digitális boltokban (iTunes Store, App Store, iBookstore) és hitelesíthetik az Apple Pay fizetéseket. 2016-ban megjelenik a piacra a Samsung Galaxy Note 7 kamera, amely nemcsak ujjlenyomat-szkennerrel, hanem íriszszkennerrel is fel van szerelve.

8. A ModelMaker 3D szkenner egyik modellje

9. Érintse meg az ID Scanner elemet az iPhone készüléken

Szkenner besorolás

A szkenner olyan eszköz, amellyel folyamatosan elektronikus (általában digitális) formába olvasnak: képet, vonalkódot vagy mágneses kódot, rádióhullámokat stb. A szkenner átvizsgálja a soros információfolyamokat, beolvassa vagy regisztrálja azokat.

Tehát ez nem egy normál olvasó, hanem egy lépésről lépésre leolvasó (például egy képszkenner nem rögzíti a teljes képet egy pillanatban, mint egy kamera, hanem egymás után sorokat ír a képből - így a szkenner beolvassa a fej mozog, vagy az alatta lévő adathordozót szkenneljük).

optikai szkenner

Optikai szkenner számítógépekben olyan perifériás beviteli eszköz, amely egy valós tárgy (például levél, földfelszín, emberi retina) statikus képét digitális formává alakítja további számítógépes feldolgozás céljából. A kép beolvasásából származó számítógépes fájlt szkennelésnek nevezzük. Az optikai szkennereket képfeldolgozás előkészítésére (DTP), kézírás-felismerésre, biztonsági és beléptető rendszerekre, dokumentumok és régi könyvek archiválására, tudományos és orvosi kutatásra stb.

Az optikai szkennerek típusai:

• kézi szkenner
• síkágyas szkenner
• dobszkenner
• diaszkenner
• filmszkenner
• Vonalkód olvasó
• 3D szkenner (térbeli)
• könyvszkenner
• tükörszkenner
• prizma szkenner
• száloptikai szkenner

Mágneses

Ezeknek az olvasóknak olyan fejük van, amelyek általában mágnescsíkra írt információkat olvasnak. Így tárolódnak az információk például a legtöbb fizetési kártyán.

Digitális

Az olvasó a létesítményben tárolt információkat a létesítmény rendszerével való közvetlen érintkezés útján olvassa be. Így többek között a számítógép-felhasználó egy digitális kártya segítségével is jogosultságot kap.

rádió

A rádió olvasó (RFID) beolvassa az objektumban tárolt információkat. Az ilyen olvasók hatótávolsága jellemzően néhány centimétertől több centiméterig terjed, bár népszerűek a több tíz centiméteres hatótávolságú olvasók is. Könnyű kezelhetőségük miatt egyre inkább felváltják a mágneses olvasómegoldásokat, például a beléptető rendszerekben.