Skeneri i skeniranje

Skener je uređaj koji se koristi za kontinuirano čitanje: slike, crtičnog ili magnetskog koda, radio valova, itd. u elektronički oblik (obično digitalni). Skener skenira serijske tokove informacija, čita ih ili registrira.

40-ih godina Prvi uređaj koji se može nazvati rodonačelnikom faksa/skenera razvio je u ranim XNUMX-ima škotski izumitelj. Aleksandra Alikoji je prvenstveno poznat kao izumitelj prvog električnog sata.

Dana 27. svibnja 1843. Bain je dobio britanski patent (br. 9745) za poboljšanje proizvodnje i regulacije. struja Oraz poboljšanja tajmera, NS električna brtva a zatim je napravio neka poboljšanja drugog patenta izdanog 1845. godine.

U svom opisu patenta, Bain je tvrdio da se bilo koja druga površina, koja se sastoji od vodljivih i nevodljivih materijala, može kopirati pomoću ovih sredstava. Međutim, njegov mehanizam stvarao je slike loše kvalitete i bio je neekonomičan za korištenje, uglavnom zato što odašiljač i prijemnik nikada nisu bili sinkronizirani. Koncept bain faksa donekle je poboljšao 1848. engleski fizičar Frederica Bakewellali je uređaj Bakewell (1) također proizveo reprodukcije loše kvalitete.

1861 Prvi praktički funkcionalni elektromehanički faks uređaj koji se komercijalno koristi zove se "pantograf'(2) izumio je talijanski fizičar Giovannigo Casellego. U XNUMX-ima, pantelegraf je bio uređaj za prijenos rukom pisanog teksta, crteža i potpisa preko telegrafskih linija. Široko se koristio kao alat za provjeru potpisa u bankovnim transakcijama.

Stroj od lijevanog željeza i visok više od dva metra, za nas danas je nespretan, ali prilično učinkovit u to vrijemedjelovao je tako što je pošiljatelj napisao poruku na limenom listu nevodljivom tintom. Ovaj list je zatim pričvršćen na zakrivljenu metalnu ploču. Olovka pošiljatelja skenirala je izvorni dokument, prateći njegove paralelne linije (tri retka po milimetru).

Signali su telegrafski odašiljani do postaje, gdje je poruka označena pruskom plavom tintom, dobivenom kao rezultat kemijske reakcije, budući da je papir u prijemnom uređaju bio impregniran kalijevim ferocianidom. Kako bi osigurali da obje igle skeniraju istom brzinom, dizajneri su koristili dva iznimno precizna sata koja su pokretala njihalo, koje je zauzvrat bilo povezano sa zupčanicima i remenima koji su kontrolirali kretanje igala.

1913 diže se belinografkoji bi mogao skenirati slike fotoćelijom. Ideja Eduard Belin (3) dopušta prijenos preko telefonskih linija i postaje tehnička osnova za AT&T Wirephoto uslugu. Belinograf to je omogućilo slanje slika na udaljena mjesta preko telegrafske i telefonske mreže.

Godine 1921. taj je proces poboljšan tako da se i fotografije mogu prenositi pomoću Radio valovi. U slučaju belinografa, za mjerenje intenziteta svjetlosti koristi se električni uređaj. Razine intenziteta svjetlosti se prenose na prijemnikgdje izvor svjetlosti može reproducirati intenzitet izmjeren odašiljačem ispisujući ih na fotografski papir. Moderni fotokopirni uređaji koriste vrlo sličan princip u kojem svjetlo hvataju kompjuterski kontrolirani senzori, a ispis se temelji na laserska tehnologija.

3. Eduard Belin s belinografom

1914 Корнеплоды tehnologija optičkog prepoznavanja znakova (optičko prepoznavanje znakova), koji se koristi za prepoznavanje znakova i cijelih tekstova u grafičkoj datoteci, bitmap obliku, datiraju još od početka Prvog svjetskog rata. Onda ovo Emanuel Goldberg i Edmund Fournier d'Albe samostalno razvio prve OCR uređaje.

Goldberg izumio stroj sposoban čitati znakove i pretvarati ih u telegrafski kod. U međuvremenu, d'Albe je razvio uređaj poznat kao optofon. Bio je to prijenosni skener koji se mogao pomicati duž ruba ispisanog teksta kako bi proizveo jasne i jasne tonove, od kojih svaki odgovara određenom znaku ili slovu. OCR metoda, iako se razvijala desetljećima, u principu funkcionira slično kao i prvi uređaji.

1924 Richard H. Ranger izum bežični fotoradiogram (4). Koristi ga za slanje fotografije predsjednika Calvin Coolidge iz New Yorka u London 1924., prva fotografija koja je poslana faksom preko radija. Rangerov izum komercijalno je korišten 1926. godine i još uvijek se koristi za prijenos vremenskih karata i drugih vremenskih informacija.

4. Reprodukcija prvog fotoroentgenograma Richarda H. Rangera.

1950 Je dizajnirao Benedict Cassin medicinski pravolinijski skener kojem je prethodio uspješan razvoj usmjerenog scintilacijskog detektora. 1950. Cassin je sastavio prvi automatizirani sustav za skeniranje koji se sastojao od scintilacijski detektor na motorni pogon spojen na relejni pisač.

Ovaj skener je korišten za vizualizaciju štitnjače nakon davanja radioaktivnog joda. Godine 1956. Kuhl i njegovi kolege razvili su dodatak za kameru za skener Cassin koji je poboljšao njegovu osjetljivost i rezoluciju. S razvojem radiofarmaceutika specifičnih za organe, komercijalni model ovog sustava bio je naširoko korišten od kasnih 50-ih do ranih 70-ih za skeniranje glavnih organa tijela.

1957 diže se bubanj skener, prvi dizajniran za rad s računalom za obavljanje digitalnog skeniranja. Izgrađen je u američkom Nacionalnom uredu za standarde od strane tima pod vodstvom Russell A. Kirsch, dok je radio na prvom američkom interno programiranom (pohranjenom u memoriji) računalu, Standard Eastern Automatic Computer (SEAC), koje je Kirschevoj skupini omogućilo eksperimentiranje s algoritmima koji su bili prethodnici obrade slika i prepoznavanja uzoraka.

Russell i Kirshovi pokazalo se da se računalo opće namjene može koristiti za simulaciju mnogih logika prepoznavanja znakova za koje je predloženo da se implementiraju u hardver. To će zahtijevati ulazni uređaj koji može pretvoriti sliku u odgovarajući oblik. pohraniti u memoriju računala. Tako je rođen digitalni skener.

CEAC skener koristio rotirajući bubanj i fotomultiplikator za detekciju refleksije male slike postavljene na bubanj. Maska postavljena između slike i fotomultiplikatora bila je teselirana, tj. podijelio sliku u poligonalnu mrežu. Prva slika skenirana na skeneru bila je fotografija 5×5 cm Kirschovog tromjesečnog sina Waldena (5). Crno-bijela slika imala je rezoluciju od 176 piksela po strani.

60-90-e dvadeseto stoljeće Prva tehnologija 3D skeniranja nastala je 60-ih godina prošlog stoljeća. Rani skeneri su koristili svjetla, kamere i projektore. Zbog hardverskih ograničenja, precizno skeniranje objekata često je oduzimalo puno vremena i truda. Nakon 1985. zamijenili su ih skeneri koji su mogli koristiti bijelo svjetlo, lasere i sjenčanje za snimanje određene površine. Zemaljsko lasersko skeniranje srednjeg dometa (TLS) razvijen je iz aplikacija u svemirskim i obrambenim programima.

Glavni izvor financiranja za ove vrhunske projekte dolazi iz američkih vladinih agencija kao što je Agencija za napredne obrambene projekte (DARPA). To se nastavilo sve do 90-ih, kada je tehnologija prepoznata kao vrijedan alat za industrijsku i komercijalnu primjenu. Proboj kada je u pitanju komercijalna implementacija 3D lasersko skeniranje (6) bila je pojava TLS sustava temeljenih na triangulaciji. Revolucionarni uređaj kreirao je Xin Chen za Mensi, koji su 1987. osnovali Auguste D'Aligny i Michel Paramitioti.

5. Prva slika koju je skenirao SEAC skener

6. Vizualizacija TLS lasera za skeniranje na zemlji

1963 njemački izumitelj Rudolf Ad predstavlja još jednu revolucionarnu inovaciju, kromograf, opisan u studijama kao "prvi skener u povijesti" (iako ga treba shvatiti kao prvi komercijalni uređaj te vrste u tiskarskoj industriji). 1965. izumio je komplet prvi elektronički sustav tipkanja s digitalnom memorijom (kompjuterski komplet) revolucionirao je tiskarsku industriju diljem svijeta.. Iste godine predstavljen je i prvi "digitalni kompozitor" - Digiset. Komercijalni skener DC 300 Rudolfa Helle iz 1971. pozdravljen je kao skener svjetske klase.

7. Izumitelj stroja za čitanje Kurzweil.

1974 početi OCR uređajikakvu danas poznajemo. Tada je ustanovljeno Računalni proizvodi Kurzweil, Inc. Kasnije poznat kao futurist i promicatelj "tehnološke singularnosti", izumio je revolucionarnu primjenu tehnike skeniranja i prepoznavanja znakova i simbola. Njegova ideja je bila izrada stroja za čitanje za slijepe, koji osobama s oštećenjem vida omogućuje čitanje knjiga putem računala.

Ray Kurzweil i njegov tim su stvorili Kurzweilov stroj za čitanje (7) i Omni-Font OCR tehnološki softver. Ovaj softver se koristi za prepoznavanje teksta na skeniranom objektu i pretvaranje u podatke u tekstualnom obliku. Njegovi napori doveli su do razvoja dviju tehnika koje su bile kasnije i još uvijek su od velike važnosti. Govoreći o sintisajzer riječi i ravni skener.

Kurzweil ravni skener iz 70-ih. nije imao više od 64 kilobajta memorije. Tijekom vremena, inženjeri su poboljšali razlučivost skenera i kapacitet memorije, omogućujući ovim uređajima snimanje slika do 9600 dpi. Optičko skeniranje slike, tekst, rukom pisani dokumenti ili objekata i njihovo pretvaranje u digitalnu sliku postalo je široko dostupno početkom 90-ih.

U 5400. stoljeću, ravni skeneri postali su jeftin i pouzdan komad opreme, prvo za urede, a kasnije i za domove (najčešće integrirani s faks uređajima, fotokopirnim uređajima i pisačima). Ponekad se naziva reflektivnim skeniranjem. Djeluje tako da skenirani objekt osvjetljava bijelim svjetlom i očitava intenzitet i boju svjetlosti koja se odbija od njega. Dizajnirani za skeniranje otisaka ili drugih ravnih, neprozirnih materijala, imaju podesiv vrh, što znači da mogu lako smjestiti velike knjige, časopise i još mnogo toga. Nekada prosječne kvalitete slike, mnogi ravni skeneri sada proizvode kopije do XNUMX piksela po inču. .

1994 3D Scanners lansira rješenje tzv REPLIKA. Ovaj je sustav omogućio brzo i precizno skeniranje objekata uz održavanje visoke razine detalja. Dvije godine kasnije ponudila se ista tvrtka ModelMaker tehnika (8), reklamiran kao prva takva precizna tehnika za "hvatanje stvarnih XNUMXD objekata".

2013 Apple se pridružuje Touch ID skeneri otiska prsta (9) za pametne telefone koje proizvodi. Sustav je visoko integriran s iOS uređajima, što korisnicima omogućuje otključavanje uređaja, kao i kupovinu u raznim Appleovim digitalnim trgovinama (iTunes Store, App Store, iBookstore) i autentifikaciju Apple Pay plaćanja. 2016. godine na tržište izlazi kamera Samsung Galaxy Note 7, opremljena ne samo skenerom otiska prsta, već i skenerom šarenice.

8. Jeden z modeli scanera 3D ModelMaker

9. Dodirnite ID Scanner na iPhoneu

Klasifikacija skenera

Skener je uređaj koji se koristi za kontinuirano čitanje: slike, crtičnog ili magnetskog koda, radio valova, itd. u elektronički oblik (obično digitalni). Skener skenira serijske tokove informacija, čita ih ili registrira.

Dakle, to nije obični čitač, već čitač korak po korak (na primjer, skener slika ne hvata cijelu sliku u jednom trenutku kao što to čini kamera, već umjesto toga piše uzastopne retke slike - tako da skener čita glava se pomiče ili se medij skenira ispod).

optički skener

Optički skener u računalima periferni ulazni uređaj koji pretvara statičnu sliku stvarnog objekta (na primjer, list, površina zemlje, ljudska mrežnica) u digitalni oblik za daljnju računalnu obradu. Računalna datoteka koja nastaje skeniranjem slike naziva se skeniranjem. Optički skeneri se koriste za pripremu obrade slike (DTP), prepoznavanje rukopisa, sustave sigurnosti i kontrole pristupa, arhiviranje dokumenata i starih knjiga, znanstvena i medicinska istraživanja itd.

Vrste optičkih skenera:

• ručni skener
• ravni skener
• bubanj skener
• skener slajdova
• filmski skener
• Skener barkoda
• 3D skener (prostorni)
• skener knjiga
• skener ogledala
• skener prizme
• optički skener

magnetski

Ovi čitači imaju glave koje čitaju informacije koje su obično napisane na magnetskoj traci. Tako se, primjerice, pohranjuju podaci na većini platnih kartica.

Digitalni

Čitač čita informacije pohranjene u objektu putem izravnog kontakta sa sustavom u objektu. Tako se, između ostalog, korisnik računala autorizira korištenjem digitalne kartice.

Radio

Radio čitač (RFID) čita informacije pohranjene u objektu. Obično je raspon takvog čitača od nekoliko do nekoliko centimetara, iako su popularni i čitači s dometom od nekoliko desetaka centimetara. Zbog svoje jednostavnosti korištenja sve više zamjenjuju rješenja magnetskih čitača, primjerice u sustavima kontrole pristupa.