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1、扫描仪的基本知识黄亮 上海中晶科技有限公司色彩基础加色系统模式- RGB 色光相加R + G + B = W R + G = YR + B = MG + B = C数字图像所使用的色彩空间直射光的三原色：红、绿、蓝RedGreenBlue印刷油墨的三原色：青、洋红、黄CyanMagentaYellow数字图像主要分为两类 光栅图(点阵图) 与矢量图光栅图像的特点 光栅图是由彼此相邻的彩色像素所组成 。最大的优点是非常适合于表现连续调 变化的各种景色、人物等自然模拟信息 ，并能够做到从颜色和层次的各个方面 来完美的再现它们。 每个点称为Pixel,如果采用RGB分三个字 节来分别代表这个像素的颜
2、色值，其数 据量是很大的。光栅图像的参数 每个点称为Pixel,所采用的记录方式 黑白：1 bit = 2 阶 灰度：8 bit = 256 阶 256色：8 bit Index Mode ( 需 Color Table ) RGB真彩：RGB三个通道,每通道用 8bit表示 共 24 bit = 1677 万色 CMYK：打印、印刷时一般采用 32bit矢量图的特点 矢量图是由一个一个相互独立的图形对 象组合而成。这些图形对象又是由标记 点、线条、面、体等几何元素和填充色 、填充图案所构成。 矢量图的特点在于文件容量可以很小。 一般矢量图显示在计算机上或者打印出 来，都是存在一个矢量到光栅的
3、转化过 程。由于矢量图在输出的最后时刻，进 行光栅化，则输出图像 的边缘会很清晰 和光滑。什么是扫描仪及扫描仪的分类 扫描仪是用于将照片、幻灯片或手 绘原稿转换为能被计算机处理的数据的 输入设备。 三大类： 点扫 - 滚筒扫描仪，采用PMT（光电倍 增管） ，精度高、质量好，工作效率低。 线扫 - 平台扫描仪，采用CCD（电荷耦 合器件），工作效率高、精度质量可以。 面扫 - 数码相机采用CCD、CMOS，精 度低，色彩差。扫描仪工作原理框图稿件光源CCD滤色镜CCDCCD Analog-to-DigitalAnalog-to-Digital ConverterConverterPixelPi
4、xel8K x 3 Color CCDBlueGreenRed图像传感器CCD (Charge Coupled Device光电 耦合器)结构接触式图像传感器-CIS CIS -Contact Image Sensor 图像传感组件，内置LED光源，柱形透镜 ，和传感元件CIS 与 CCD差别CIS 内置光源（彩色CIS内置 R、G、B三色光源） 1：1直接感应图像信息 彩色扫描需要三次曝光 正焦的成像的景深短， 改善的方法是加强光源 的强度。CCD 由外部提供全光谱光源 通过由反射镜条和透镜将图 像信息缩小后传递到CCD上 。 彩色CCD采用三线阵镀膜技 术扫描可以一次曝光。 正焦的成像的景
5、深长，可扫 描立体物。分辨率 分辨率用于测量一台设备能记录或生成的 空间细节精度。分辨率越高，细节越精细 。分辨率单位为单位长度内的元素数，例 如：每英寸像素是显微镜、扫描仪和屏幕 的分辨率单位 每英寸激光元素是打印机 和激光照排机的分辨率单位。 光学分辨率 (Optical Resolution)是扫描 仪内部器件CCD在原稿上能取得的元素数。扫描仪的光学分辨率扫描宽度 = 8.0具有具有 8000 8000 点元素的点元素的 CCDCCDLens扫描仪之光学分辨率扫描仪之光学分辨率= =扫描仪采用的扫描仪采用的 CCD CCD 点数点数扫描仪的最大扫描宽度扫描仪的最大扫描宽度 ( ( 英寸
6、英寸 ) )8000 pixels8000 pixels8.0“8.0“= 1000 = 1000 ppippi考大家一个问题 SM3830，1200DPI，A4幅面是8.5英寸 那么CCD有多少个像素点？正确答案： 1200X8.5=10200pixel扫描仪横向分辨率与纵向分辨率 扫描仪的横向分辨率由扫描仪所采用的 CCD元件的像素数与扫描幅面宽度之比 所决定。 扫描仪的纵向分辨率由扫描仪所采用的 传动机构所实现的步数与扫描幅面长度 之比所决定。 由于传动机构可以通过一些措施来实现 更微小的步距，所以一般扫描仪的纵向 分辨率比横向分辨率高一倍， 如 12002400DPI，24004800
7、DPI光学分辨率与最高分辨率 光学分辨率为扫描仪硬件设计上真正能达到的扫描分辨率 最高分辨率为经过软件插值运算后扫描仪所提供的分辨率600600DPIDPI 光学精度光学精度直接直接12001200 DPIDPI应用应用12001200DPIDPI 插值精度插值精度12001200DPIDPI 光学精度光学精度光学分辨率与插值分辨率 比较 光学分辨率扫描意味着 扫描的结果中每一个图 素信息都是实际的信息. 光学分辨率取决于扫描 仪结构,是扫描仪关键技 术指标. 相同的分辨率条件下,由 实际光学分辨率扫描的 图像具有更多的细节. 插值分辨率扫描意味着 扫描的结果中有某些图 素的信息不是实际的信
8、息. 插值分辨率是根据光学 分辨率通过运算而得到 的. 插值分辨率在某些场合 使用低精度的图像时,有 利于消除应用中的马赛 克现象.但是图像中没有 更多的细节.一个大家容易疏忽的问题扫描仪的分辨率越高，扫描的品质就越好？纠正错误观念 扫描仪的分辨率越高，扫描的品质就越好？ 不正确 扫描仪的分辨率高或低，与扫描品质无关 扫描仪的分辨率越高，表示其放大倍率越高 好的扫描仪要有好的影像解析能力，扫描品质 才会提高 好的扫描品质决定于扫描仪的动态密度和扫 描人员的专业经验何时才会真正用到高分辨率扫描 使用黑白模式扫描文字稿件，而直 接要用来印刷时，用 1200 dpi 或 600 dpi 扫描。 扫描
9、影像图形而需放大打印时 例如扫描分辨率 600 dpi，放大倍率 200%；则实际上扫描仪本身是用 1200 dpi 在扫描色彩位数与色彩表达范围的关系2 21 12 22 22 23 32 24 42 28 82 216161 bit1 bit2 bit2 bit3 bit3 bit4 bit4 bit8 bit8 bit16 bit16 bit2 2阶阶4 4阶阶8 8阶阶1616阶阶256256阶阶65,53665,536阶阶彩色是由RGB三色构成，一个36位的彩色图是由12bit的蓝色红色绿色组合而成，构成2 X 2 X 2 =2 种色彩12121236扫描仪的色彩位数 扫描仪的色彩位
10、数取决于扫描仪的模拟数字转换 器的位数。如A/D转换的位数是16BIT，则扫描 仪的色彩位数是48BIT。 为何需要高比特的色彩位数？ 目前显示卡采用的色彩位数最多的16位、24位。 一般操作中也只是在用百万色，亿万色有何好处 ？图像的阶调分布图 阶调分布图是一种统计图：表现出在一幅图像上 ，不同的亮度值的分布情况。（在photoshop图像菜单下的直方图项）色阶色阶 ( (亮度亮度 ) )点数点数由阶调分布图观察色阶是否连续有许多亮度的点数为有许多亮度的点数为 0 0 表示色调不连续表示色调不连续 实际上并不足实际上并不足256 256 阶阶色调连续色调连续 完整的完整的256 256 阶阶
11、由阶调分布图观察色阶uu影像中没有一个图素影像中没有一个图素 的亮度超过的亮度超过 230230 uu表示实际只有表示实际只有230230阶阶 uu可能是扫描仪偏暗或可能是扫描仪偏暗或 原稿偏暗原稿偏暗uu影像中没有一个图素影像中没有一个图素 的亮度低于的亮度低于2525 uu表示实际只有表示实际只有 230 230阶阶 uu可能是扫描仪偏亮或可能是扫描仪偏亮或 原稿偏亮原稿偏亮图像的分析工具-直方图分析高调照片，在直方图工具中明显看出高光部位的图像信息高调照片，在直方图工具中明显看出高光部位的图像信息 很多。很多。图像的分析工具-直方图分析低调照片，在亮度通道内，在接近黑色的情况下，有很低调
12、照片，在亮度通道内，在接近黑色的情况下，有很 大比例的图像信息存在于接近暗部的地方大比例的图像信息存在于接近暗部的地方图像的分析工具-直方图分析图像在高光、暗调的部分信息分布比较均匀。所以此幅图像在高光、暗调的部分信息分布比较均匀。所以此幅 图片是一幅中调的图片。图片是一幅中调的图片。高比特扫描的优点Source imageSource image24-bit scan24-bit scan36-bit scan36-bit scan 下方的图表显示同一稿件经由 24 比特与 36比特扫描的结果 图中可看出图像由最暗至最亮之 间的层次分布曲线修正 ( Curve )修正前亮度修正前亮度修正前亮
13、度修正前亮度修修 正正 后后 亮亮 度度 修修 正正 后后 亮亮 度度修修 正正 前前 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5 6 7 8 9 修正后修正后修正前修正前9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 0 00 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5 6 7 8 9 修正后修正后曲线修正 ( Curve )由阶调分布图看曲线修正后的损失修正前修正前 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4
14、 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5 6 7 8 9 修正后修正后修正前修正前 修正后修正后考大家一个问题 scanwizard驱动软件中，曲线修正 可以提高亮度，还有亮度栏也可以提高亮度，两个方法有什么不同呢？ 是不是一样的呢？图片层次的调整层次未动层次未动暗部提高暗部提高 表现重点表现重点 在下方的在下方的 草原草原图片层次的调整层次未动层次未动高光压低高光压低 表现重点表现重点 在上方的在上方的 雪山雪山48-bit 扫描仪的优点 48-bit 为 R / G / B 各16-bit 所组成，也 就是说红绿蓝三色的层次都可区分为 2 = 65536 阶 影像修正时当然也会造成色彩层
15、次上的损失 ，但由于原始资料高达 65536 阶，而最后输 出时只需 256 阶，因此在转换为 256 阶之 前，即使做极大的修正，所剩余的阶数仍超 过256 ，在最后转换为 256 阶时都仍可得到 完整的 256 阶色彩层次 注意photoshop支持256 阶色彩层次最好，即24位1616扫描仪的接口方式-SCSI SCSI，是Small Computer Standard Interface的缩写，优点： 允许多个读写请求同时进行而无须排队等候，从而让总 线更有效率，整体性能高。 传输速度高，工作稳定。最新标准的传输速度已经达到 40MB/S。 同一主控设备可以连接7个设备，每个设备拥有一个独 立的SCSI ID（范围0-6）。 MICROTEK扫描仪配置的SCSI卡有： 标准：AVA1505(ISA)，AVA2903(PCI)、ADVSYS 3902(PCI)。 MICROTEK目前有X12usl为SCSI和USB1.1双接口，还有 9600xl，再就是高端扫描仪。扫描仪的接口方式-EPP EPP，增强型并行口，Enhanced Parallel Port ，优点是： 并口的传输速度是原标准并口SPP的四倍以上 ，达900KB/S。 在
