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1、多媒体外部设备以及使用自进入九十年代以来，多媒体技术迅速兴起、蓬勃发展，其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落，正在对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。特别是由于多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影象这样的特点，所以能提供最理想的教学环境，它必然会对教育、教学过程产生深刻的影响。随之而来的,就是各种多媒体外部设备的普及以及应用.1.扫描仪1.1采用光电耦合器(CCD)为光电转换元件的扫描仪原理多数平板式扫描仪使用光电耦合器(CCD)为光电转换元件，它在图像扫描设备中最具代表性。其形状像小型化的复印机，在上盖板的下面是放置原稿的稿台玻璃。扫描时，将扫描原稿朝下放置到稿台玻璃上
2、，然后将上盖盖好，接收到计算机的扫描指令后，即对图像原稿进行扫描，实施对图像信息的输入。与数字相机类似，在图像扫描仪中，也使用CCD作图像传感器。但不同的是，数字相机使用的是二维平面传感器，成像时将光图像转换成电信号，而图像扫描仪的CCD是一种线性CCD，即一维图像传感器。扫描仪对图像画面进行扫描时，线性CCD将扫描图像分割成线状，每条线的宽度大约为10 m。光源将光线照射到待扫描的图像原稿上，产生反射光(反射稿所产生的)或透射光(透射稿所产生的)，然后经反光镜组反射到线性CCD中。CCD图像传感器根据反射光线强弱的不同转换成不同大小的电流，经AD转换处理，将电信号转换成数字信号，即产生一行图
3、像数据。同时，机械传动机构在控制电路的控制下，步进电机旋转带动驱动皮带，从而驱动光学系统和CCD扫描装置在传动导轨上与待扫原稿做相对平行移动，将待扫图像原稿一条线一条线的扫入，最终完成全部原稿图像的扫描.（如图1.1）图1.1光电耦合器扫描仪的原理1.2采用光电倍增管的扫描仪的原理(PMT)与采用线性CCD为图像传感器的平板式扫描仪不同，光电倍增管(PMT)为滚筒式扫描仪采用的光电转换元件。在各种感光器件中，光电倍增管是性能最好的一种，无论在灵敏度、噪声系数还是动态范围上都遥遥领先于其他感光器件，而且它的输出信号在相当大范围内保持着高度的线性输出，使输出信号几乎不用做任何修正就可以获得准确的色
4、彩还原。光电倍增管实际是一种电子管，其感光材料主要是由金属铯的氧化物及其他一些活性金属(一般是镧系金属)的氧化物共同构成。这些感光材料在光线的照射下能够发射电子，经栅极加速后冲击阳电极，最后形成电流，再经过扫描仪的控制芯片进行转换，就生成了物体的图像。在所有的扫描技术中，光电倍增管是性能最为优秀的一种，其灵敏度、噪声系数、动态密度范围等关键性指标远远超过了CCD及CIS等感光器件。同样，这种感光材料几乎不受温度的影响，可以在任何环境中工作。但是这种扫描仪的成本极高，一般只用在最专业的滚筒式扫描仪上。（如图1.2）图1.2 光电倍增管扫描仪的原理1.3扫描仪的种类1.3.1手持式扫描仪手持式扫描
5、仪诞生于1987年，是当年使用比较广泛的扫描仪品种，最大扫描宽度为105mm，用手推动，完成扫描工作，也有个别产品采用电动方式在纸面上移动，称为自动式扫描仪。手持式扫描仪绝大多数采用CIS技术，光学分辨率为200dpi，有黑白、灰度、彩色多种类型，其中彩色类的一般为18位彩色，也有个别高档产品采用CCD用为感光器件，可以实现24位真彩色，扫描效果较好。这类扫描仪广泛使用的时候，平板式扫描仪价格还非常昂贵，而手持式扫描仪由于价格低廉，获得了广泛的应用.图1.3手持式扫描仪1.3.2平板式扫描仪 平板式扫描仪又称为平台式扫描仪、台式扫描仪，这种扫描仪诞生于1984年，是目前办公用扫描仪的主流产品。
6、从指标上看，这类扫描仪光学分辨率在3008000dpi之间，色彩位数从24位到48位，部分产品可安装透明胶片扫描适配器用于扫描透明胶片，少数产品可安装自动进纸实现高速扫描。扫描幅面一般为A4或是A3。从原理上看，这类扫描仪分为CCD技术和CIS技术两种，从性能上讲CCD技术是优于CIS技术的，但由于CIS技术具有价格低廉，体积小巧等优点，因此也在一定程度上获得了广泛的应用。图1.4平板式扫描仪1.3.3小滚筒式扫描仪鼓式扫描仪又称为滚筒式扫描仪，当然这种滚筒扫描仪与上面民说的滚筒式扫描仪不是一回事。 鼓式扫描仪是专业印刷排版领域应用最为广泛的产品，他使用的感光器件是光电倍增管，是一种电子管，性
7、能远远高于CCD类扫描仪，这些扫描仪一般光学分辨率在1000-8000dpi，色彩位数24位-48位，尽管指标与平板式扫描仪相近，但实际上效果不可同日而语，当然价格也高得惊人，低档的也在10万元以上，高档的可达数百万元。图1.5小滚筒式扫描仪1.3.4其他扫描仪文件扫描仪， 文件扫描仪具有高速度、高质量、多功能等优点，可广泛用于各类型工作站及计算机平台。并能与二百多种图像处理软件兼容.图1.6文件扫描仪名片扫描仪，名片扫描仪顾名思义能够扫描名片的扫描仪，以其小巧的体积和强大的识别管理功能，成为许多人办公人士最能干的商务小助手.图1.7名片扫描仪胶片扫描仪， 胶片扫描仪又称底片扫描仪或接触式扫描
8、仪，其扫描效果是平板扫描仪+透扫不能比拟的，主要任务就是扫描各种透明胶片，扫描幅机从135底片到4*6英寸甚至更大，光学分辨率最低也在1000dpi以上，一般可以达到2700dpi水平，更高精度的产品则属于专业级产品。图1.8胶片扫描仪1.4扫描仪的使用1.4.1扫描仪的清洁扫描仪内如果有灰尘或污痕，就会影响扫描时的反射光线的强弱，从而直接影响扫描的效果。1.4.2选择正确的原稿类型在扫描仪驱动程序的用户界面扫描原稿类型的选择菜单中，“文件”适用于白纸黑字的原稿，“杂志和书籍”则适用于既有图片又有文字的图文混排稿样，“照片”适用于扫描彩色照片。适当的选择可以在满足要求的情况下节省磁盘空间和扫描
9、时间。1.4.3选择扫描分辨率分辨率低了则输出效果就会不好，但也不是分辨率越高越好，所以应该考虑到你的输出设备的分辨率，与你的输出设备的分辨率相当，才能既省时又获得满意的效果。1.4.4利用扫描仪的原稿调整功能 在很多时候，使用系统预设值时的扫描效果不太好，而许多扫描仪都提供了原稿调整的功能，你可以根据春色原稿的情况对其中的一些参数进行调整。 （1）、调整图像的伽玛（Gamma）曲线通过对Gammma曲线进行调整，可以改变图像的艳丽程度。Gammma曲线表示原图像与处理结果之间的中间像素亮度变化情况，当输出图像的色彩不够艳丽时，调整Gammma曲线是一种有效的方法。 （2）、调整图像的亮度、对
10、比度和曝光程度当扫出的图像看上去发白时，是亮度太高，如果发黑，则是亮度太低；而对比度过高则会使图像没有层次感，对比度过低则图像显得比较暗淡；曝光量刚关系到图像细节的表现程度，曝光量大，则输出的图像较亮，细节表现丰富，曝光量小，则输出的图像较暗，而一些细节被忽略。可以调整选择合适的三个参数，改善我们所得的图像输出效果。 （3）、调整原图像的色调和饱和度当原图像中有某种颜色偏色时，可以通过调整色调使图像变得更自然，而通过调整选择适当的饱各度，可以使所有的色调得到加强。1.4.5利用扫描仪的去网纹功能扫描印刷品时易出现网纹，在图片的后期处理中再去掉网纹是一件很麻烦的事。现在很多扫描仪都提供了去除网纹
11、的功能，所以在扫描一些印刷品时，我们可以利用扫描仪的这一功能直接得到无网纹的扫描图像。1.4.6正确使用文字识别功能OCR(光学字符识别)是扫描仪在日常使用中的一个重要功能，在OCR识别过程中，往往会出现许多识别错误的情况，其实如果我们在使用扫描仪的这一功能时，如果有正确有效的方法，是能够大幅提高其识别的正确率的。我们应该注意以下几点：（1）、选择适当的分辨率分辨率太高，会加长扫描所用时间，并且会因为一些非文字的细节被捕获反而造成识别不正确，分辨率太低，OCR软件因为信息量不足，也会造成识别率不高。一般大多普通五号印刷体选择黑白模式下300dpi进行扫描比较合适，当然，如果所扫描的字体较大或较
12、小，则可相应降低或提高扫描分辨率。 （2）、选择适当的亮度选择适当的亮度可使扫描原稿显得黑白分明，扫描亮度的设定以扫描所得图像中汉字的笔划较细但不断开为佳，如果扫描所得的汉字轮廓残缺较多，应该增加亮度，如果有一些黑点或黑斑，则应减小亮度。 （3）、放正欲扫描的原稿虽然一些OCR软件允许文稿有一定的倾斜，还可以通过识别软件进行倾斜校正，但这种校正效果并不是很令人满意的。1.5扫描仪的选购和其他任何高科技产品一样，扫描仪的规格并不能说明一切。但是你能根据价格、分辨率、色深和其他规格指标来排除那些你不想要的扫描仪。尤其对扫描仪而言，更高的价格意味着更好的配置，因此真正是一分钱一分货。当读取分辨率数字
13、（resolution figures）时，会有两个数字，较小的那个数字显示在扫描头的每线性英寸内扫描仪能抓取的点数（称为光学分辨率）。较大的那个数字是扫描头扫描每英寸照片或文件时扫描头抓取的行数。 一般来说，要忽略以内插值替换的分辨率（interpolated resolution），以内插值替换的分辨率使用软件向图像增加更多的信息。这种优化图像（sharpen images）的努力通常并不是很有用。2.数码相机2.1数码相机的原理与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心，也
14、是最关键的技术。数码相机的发展道路，可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。 电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。互补性氧化金属半导体CMOS（Complementary Metal-Oxide Semicondu
15、ctor）和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点， 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。（如图2.1）图2.1数码相机的原理图2.2数码相机的种类2.2.1单反相机单反就是指单镜头反光，即SLR(Single Lens Reflex)，这是当今最流行的取景系统，大多数35mm照相机都采用这种取景器。在这种系统中，反光镜和棱镜的独到设计使得摄影者可以从取景器中直接观察到通过镜头的影像。因此，可以准确地看见胶片即将“看见”的相同影像。该系统的心脏是一块活动的反光镜(如图浅蓝色部分)，它呈45角安放在胶片平面的前面。进入镜头的光线由反光镜向上反射到一块毛玻璃上。早期的SLR照相机必须以腰平的方式把握照相机并俯视毛玻璃取景。毛玻璃上的影像虽然是正立的，但左右是颠倒的。为了校正这个缺陷，现在的眼平式SLR照相机在毛玻璃的上方安装了一个五棱镜。这种棱镜将光线多次反射改变光路，将影像其送至目镜，这时地影像就是上下正立且左右校正的了
