Scanner de imagem - Image scanner

Um scanner de mesa. Documentos ou imagens são colocados com a face para baixo sob a capa (mostrada fechada aqui).

Um scanner de imagem - muitas vezes abreviado para apenas scanner - é um dispositivo que digitaliza opticamente imagens, texto impresso, manuscrito ou um objeto e os converte em uma imagem digital . Comumente usados ​​em escritórios, são variações do scanner de mesa, onde o documento é colocado em uma janela de vidro para digitalização. Scanners portáteis , onde o dispositivo é movido manualmente, evoluíram de "varinhas" de digitalização de texto para scanners 3D usados ​​para design industrial, engenharia reversa, teste e medição, órteses , jogos e outras aplicações. Scanners acionados mecanicamente que movem o documento são normalmente usados ​​para documentos de grande formato, onde um design de mesa seria impraticável.

Os scanners modernos normalmente usam um dispositivo de carga acoplada (CCD) ou um sensor de imagem de contato (CIS) como o sensor de imagem, enquanto os scanners de tambor , desenvolvidos anteriormente e ainda usados ​​para a mais alta qualidade de imagem possível, usam um tubo fotomultiplicador (PMT) como o sensor de imagem. Um scanner rotativo, usado para digitalização de documentos em alta velocidade, é um tipo de scanner de tambor que usa uma matriz CCD em vez de um fotomultiplicador. Os scanners planetários sem contato fotografam essencialmente livros e documentos delicados. Todos esses scanners produzem imagens bidimensionais de assuntos que geralmente são planos, mas às vezes sólidos; Scanners 3D produzem informações sobre a estrutura tridimensional de objetos sólidos.

As câmeras digitais podem ser usadas para os mesmos fins que os scanners dedicados. Quando comparada a um scanner verdadeiro, a imagem de uma câmera está sujeita a um grau de distorção, reflexos, sombras, baixo contraste e desfoque devido ao tremido da câmera (reduzido em câmeras com estabilização de imagem ). A resolução é suficiente para aplicativos menos exigentes. As câmeras digitais oferecem vantagens de velocidade, portabilidade e digitalização sem contato de documentos grossos sem danificar a lombada do livro. Em 2010, as tecnologias de digitalização combinavam scanners 3D com câmeras digitais para criar modelos 3D fotorrealistas de objetos coloridos.

Na área de pesquisa biomédica, os dispositivos de detecção de microarranjos de DNA também são chamados de scanners. Esses scanners são sistemas de alta resolução (até 1 µm / pixel), semelhantes aos microscópios. A detecção é feita via CCD ou tubos fotomultiplicadores.

História de scanners

Pantelégrafo
Mecanismo de pantelégrafo de Caselli
Belinograph BEP2V wirephoto machine de Edouard Bélin, 1930

Os scanners modernos são considerados os sucessores dos primeiros dispositivos de entrada de telefotografia e fax .

O pantelégrafo (italiano: pantelégrafo ; francês: pantélégraphe ) foi uma forma primitiva de máquina de fax transmitindo por linhas telegráficas normais desenvolvida por Giovanni Caselli , usada comercialmente na década de 1860, que foi o primeiro dispositivo desse tipo a entrar em serviço prático. Ele usava eletroímãs para conduzir e sincronizar o movimento dos pêndulos na fonte e no local distante, para digitalizar e reproduzir imagens. Ele pode transmitir caligrafia, assinaturas ou desenhos em uma área de até 150 × 100 mm.

O Belinograph de Édouard Belin de 1913, digitalizado com uma fotocélula e transmitido por linhas telefônicas comuns, formou a base do serviço AT&T Wirephoto. Na Europa, serviços semelhantes a uma wirephoto eram chamados de Belino . Foi usado por agências de notícias da década de 1920 a meados da década de 1990 e consistia em um tambor rotativo com um único fotodetector a uma velocidade padrão de 60 ou 120 rpm (modelos posteriores até 240 rpm). Eles enviam um sinal AM analógico linear por meio de linhas de voz telefônicas padrão para os receptores, que imprimem de forma síncrona a intensidade proporcional em papel especial. As fotos coloridas foram enviadas como três imagens filtradas RGB separadas , consecutivamente, mas apenas para eventos especiais devido aos custos de transmissão.

Tipos

Tambor

O primeiro scanner de imagem desenvolvido para uso com um computador foi um scanner de tambor. Foi construído em 1957 no US National Bureau of Standards por uma equipe liderada por Russell A. Kirsch . A primeira imagem digitalizada nesta máquina foi uma fotografia quadrada de 5 cm do filho de Kirsch, então com três meses, Walden. A imagem em preto e branco tinha resolução de 176 pixels de lado.

Os scanners de tambor capturam informações de imagem com tubos fotomultiplicadores (PMT), em vez dos arrays de dispositivo acoplado de carga (CCD) encontrados em scanners de mesa e scanners de filme baratos . "Originais reflexivos e transmissivos são montados em um cilindro de acrílico, o tambor do scanner, que gira em alta velocidade enquanto passa o objeto que está sendo escaneado na frente da ótica de precisão que fornece informações de imagem para os PMTs. Os scanners modernos de tambor colorido usam três PMTs correspondentes, que lêem luz vermelha, azul e verde, respectivamente. A luz da arte original é dividida em feixes vermelhos, azuis e verdes separados na bancada óptica do scanner com filtros dicróicos. " Os fotomultiplicadores oferecem faixa dinâmica superior e, por esta razão, os scanners de tambor podem extrair mais detalhes de áreas de sombra muito escuras de uma transparência do que os scanners de mesa usando sensores CCD. A menor faixa dinâmica dos sensores CCD, em comparação com os tubos fotomultiplicadores, pode levar à perda de detalhes de sombra, especialmente ao digitalizar transparências muito densas. Embora a mecânica varie de acordo com o fabricante, a maioria dos scanners de tambor passa a luz das lâmpadas halógenas por meio de um sistema de foco para iluminar os originais reflexivos e transmissivos.

O scanner de cilindro recebe o nome do cilindro de acrílico transparente, o cilindro, no qual a arte original é montada para digitalização. Dependendo do tamanho, é possível montar originais de até 20 por 28 polegadas (510 mm × 710 mm), mas o tamanho máximo varia de acordo com o fabricante. "Um dos recursos exclusivos dos scanners de tambor é a capacidade de controlar a área da amostra e o tamanho da abertura de forma independente. O tamanho da amostra é a área que o codificador do scanner lê para criar um pixel individual. A abertura é a abertura real que permite que a luz entre no sistema óptico A capacidade de controlar a abertura e o tamanho da amostra separadamente é particularmente útil para suavizar a granulação do filme ao digitalizar originais em preto e branco e negativos coloridos. "

Embora os scanners de tambor sejam capazes de digitalizar arte refletiva e transmissiva, um scanner de mesa de boa qualidade pode produzir boas digitalizações a partir de arte refletiva. Como resultado, scanners de tambor raramente são usados ​​para digitalizar impressões, agora que scanners planos de alta qualidade e baratos estão prontamente disponíveis. O filme, entretanto, é onde os scanners de tambor continuam a ser a ferramenta preferida para aplicações de ponta. Como o filme pode ser montado úmido no tambor do scanner, o que aumenta a nitidez e mascara a poeira e riscos, e devido à sensibilidade excepcional dos PMTs, os scanners de tambor são capazes de capturar detalhes muito sutis em originais de filme.

A situação em 2014 era que apenas algumas empresas continuavam a fabricar e fazer a manutenção de leitores de tambor. Embora os preços das unidades novas e usadas tenham caído desde o início do século 21, eles ainda eram muito mais caros do que os scanners de mesa e filmes CCD. A qualidade da imagem produzida por scanners de mesa havia melhorado a ponto de os melhores serem adequados para muitas operações de artes gráficas, e eles substituíram os scanners de tambor em muitos casos por serem mais baratos e mais rápidos. No entanto, scanners de tambor com sua resolução superior (até 24.000 PPI ), gradação de cores e estrutura de valor continuaram a ser usados ​​para digitalizar imagens a serem ampliadas e para arquivamento de fotografias com qualidade de museu e produção de impressão de livros e revistas de alta qualidade anúncios. Conforme os scanners de tambor usados ​​se tornaram mais abundantes e menos caros, muitos fotógrafos de belas-artes os adquiriram.

Flatbed

Esse tipo de scanner às vezes é chamado de scanner reflexivo porque funciona projetando luz branca sobre o objeto a ser digitalizado e lendo a intensidade e a cor da luz refletida nele, geralmente uma linha de cada vez. Eles são projetados para digitalizar impressões ou outros materiais planos e opacos, mas alguns têm adaptadores de transparências disponíveis que, por uma série de razões, na maioria dos casos, não são muito adequados para digitalizar filmes.

Scanner CCD

"Um scanner de mesa é geralmente composto de um painel de vidro (ou cilindro ), em que há uma luz brilhante (muitas vezes xenon , LED ou fluorescentes de cátodo frio ) que ilumina o painel, e uma matriz óptica movendo-se em CCD de digitalização. CCD-tipo scanners normalmente contêm três linhas (matrizes) de sensores com filtros vermelho, verde e azul. "

Scanner CIS

Unidade de digitalização com CIS. A: montado, B: desmontado; 1: caixa, 2: condutor de luz, 3: lentes, 4: chip com dois RGB-LEDs, 5: CIS

A digitalização do sensor de imagem de contato (CIS) consiste em um conjunto móvel de LEDs vermelhos, verdes e azuis estroboscópicos para iluminação e uma matriz de fotodiodo monocromática conectada sob uma lente de haste para coleta de luz. "As imagens a serem digitalizadas são colocadas com a face para baixo no vidro, uma tampa opaca é baixada sobre ele para excluir a luz ambiente e a matriz do sensor e a fonte de luz se movem pelo painel, lendo toda a área. Portanto, uma imagem é visível para o detector apenas por causa da luz que reflete. As imagens transparentes não funcionam dessa forma e requerem acessórios especiais que as iluminem pela parte superior. Muitos scanners oferecem isso como uma opção. "

Filme

Câmera DSLR e scanner de slides

Esse tipo de scanner às vezes é chamado de scanner de slides ou transparências e funciona passando um feixe de luz estreitamente focalizado através do filme e lendo a intensidade e a cor da luz que emerge. "Normalmente, tiras de filme não cortadas de até seis quadros ou quatro slides montados são inseridos em um suporte, que é movido por um motor de passo através de uma lente e sensor CCD dentro do scanner. Alguns modelos são usados ​​principalmente para digitalizações do mesmo tamanho . Os scanners de filme variam muito em preço e qualidade. " Os scanners de filme dedicados de menor custo podem ser adquiridos por menos de US $ 50 e podem ser suficientes para necessidades modestas. A partir daí, eles avançam em níveis escalonados de qualidade e recursos avançados com mais de cinco dígitos. "As especificações variam por marca e modelo e os resultados finais são amplamente determinados pelo nível de sofisticação do sistema óptico do scanner e, igualmente importante, a sofisticação do software de digitalização."

Scanner de rolo

Scanners estão disponíveis para puxar uma folha plana sobre o elemento de digitalização entre os rolos rotativos. Eles só podem lidar com folhas individuais até uma largura especificada (normalmente cerca de 210 mm, a largura de muitas cartas e documentos impressos), mas podem ser muito compactos, exigindo apenas um par de rolos estreitos entre os quais o documento é passado. Alguns são portáteis , alimentados por baterias e com seu próprio armazenamento, eventualmente transferindo digitalizações armazenadas para um computador por meio de USB ou outra interface.

Scanner 3D

Scanners 3D coletam dados sobre a forma tridimensional e a aparência de um objeto.

Scanner planetário

Scanners planetários examinam um objeto delicado sem contato físico.

Mão

Os scanners manuais são movidos sobre o assunto para serem fotografados à mão. Existem dois tipos diferentes: scanners de documentos e 3D.

Scanner de documentos manuais

Um scanner de mão com seu módulo de interface.

Scanners de documentos portáteis são dispositivos manuais que são arrastados pela superfície da imagem para serem digitalizados manualmente. A digitalização de documentos dessa maneira requer uma mão firme, pois uma taxa de digitalização irregular produz imagens distorcidas; uma luz indicadora no scanner indica se o movimento é muito rápido. Eles geralmente têm um botão "iniciar", que é mantido pelo usuário durante a varredura; alguns interruptores para definir a resolução óptica ; e um rolo, que gera um pulso de relógio para sincronização com o computador. Os scanners manuais mais antigos eram monocromáticos e produziam luz de uma série de LEDs verdes para iluminar a imagem "; os mais recentes digitalizam em monocromático ou em cores, conforme desejado. Um scanner manual pode ter uma pequena janela através da qual o documento que está sendo digitalizado pode ser visualizado. No início dos anos 90, muitos scanners manuais tinham um módulo de interface proprietário específico para um determinado tipo de computador, como um Atari ST ou Commodore Amiga . Desde a introdução do padrão USB, é a interface mais comumente usada. Como os scanners manuais são muito mais estreito do que a maioria dos tamanhos normais de documentos ou livros, o software (ou o usuário final) precisava combinar várias "tiras" estreitas do documento digitalizado para produzir o artigo acabado.

Leitores manuais "deslizantes", portáteis e baratos , movidos a bateria, normalmente capazes de escanear uma área tão larga quanto uma carta normal e permanecerem disponíveis por muito mais tempo a partir de 2014.

Scanner 3D de mão

Scanners 3D de mão são usados ​​em design industrial, engenharia reversa, inspeção e análise, fabricação digital e aplicações médicas. "Para compensar o movimento irregular da mão humana, a maioria dos sistemas de digitalização 3D contam com a colocação de marcadores de referência, geralmente guias reflexivas adesivas que o scanner usa para alinhar elementos e marcar posições no espaço."

Portátil

Os scanners de imagem geralmente são usados ​​em conjunto com um computador que controla o scanner e armazena as digitalizações. Scanners portáteis pequenos, quer roller-alimentados ou "glide-over" mão ela geridos, operado por baterias e com capacidade de armazenamento, estão disponíveis para uso longe de um computador; as varreduras armazenadas podem ser transferidas posteriormente. Muitos podem digitalizar documentos pequenos, como cartões de visita e recibos, e documentos em tamanho carta.

Scanner de documento de teclado

Example of Imaging keyboard-scanner
Exemplo de teclado-scanner de imagem

Um scanner de documentos embutido em um teclado de computador o torna disponível quando necessário, mas não ocupa espaço extra, uma vez que está embutido no teclado do computador.

Aplicativo de scanner para smartphone

As câmeras de alta resolução instaladas em alguns smartphones podem produzir digitalizações de documentos de qualidade razoável, tirando uma fotografia com a câmera do telefone e pós-processando-a com um aplicativo de digitalização, uma gama dos quais estão disponíveis para a maioria dos sistemas operacionais de telefone , para clarear o fundo de uma página, distorção de perspectiva correta para que a forma de um documento retangular seja corrigida, converter em preto e branco, etc. Muitos desses aplicativos podem digitalizar documentos de várias páginas com exposições de câmera sucessivas e gerá-los como um único arquivo ou múltiplos arquivos de página. Alguns aplicativos de digitalização de smartphone podem salvar documentos diretamente em locais de armazenamento online, como Dropbox e Evernote , enviar documentos por e-mail ou fax por meio de gateways de e-mail para fax.

Os aplicativos de scanner de smartphone podem ser amplamente divididos em três categorias:

  1. Aplicativos de digitalização de documentos projetados principalmente para lidar com documentos e produzir arquivos PDF e, às vezes, JPEG
  2. Aplicativos de digitalização de fotos que geram arquivos JPEG e têm funções de edição úteis para edição de fotos em vez de edição de documentos;
  3. Aplicativos de leitura de código QR semelhantes a códigos de barras que pesquisam na Internet as informações associadas ao código.

Qualidade da digitalização

Scanners coloridos normalmente leem dados RGB ( cor vermelho-verde-azul ) do array. Esses dados são então processados ​​com algum algoritmo proprietário para corrigir as diferentes condições de exposição e enviados ao computador por meio da interface de entrada / saída do dispositivo (geralmente USB , antes era SCSI ou porta paralela bidirecional em unidades mais antigas).

A profundidade da cor varia dependendo das características da matriz de digitalização, mas geralmente é de pelo menos 24 bits. Os modelos de alta qualidade têm 36-48 bits de profundidade de cor.

Outro parâmetro de qualificação para um scanner é sua resolução , medida em pixels por polegada (ppi), às vezes mais precisamente conhecida como Amostras por polegada (spi). Em vez de usar a verdadeira resolução óptica do scanner , o único parâmetro significativo, os fabricantes gostam de se referir à resolução interpolada , que é muito maior graças à interpolação de software . Em 2009, um scanner de mesa de última geração pode digitalizar até 5400 ppi e os scanners de tambor têm uma resolução óptica entre 3.000 e 24.000 ppi.

"Resolução efetiva" é a resolução real de um scanner e é determinada usando um gráfico de teste de resolução. A resolução efetiva da maioria dos scanners de mesa para consumidores é consideravelmente mais baixa do que a resolução óptica fornecida pelo fabricante. Um exemplo é o Epson V750 Pro com uma resolução óptica fornecida pelo fabricante como sendo 4800 dpi e 6400 dpi (lente dupla), mas testado "De acordo com isso, obtemos uma resolução de apenas cerca de 2300 dpi - isso é apenas 40% da resolução reivindicada!" A faixa dinâmica é de 4,0 Dmax, mas "Com relação à faixa de densidade do Epson Perfection V750 Pro, que é indicada como 4,0, deve-se dizer que aqui também não atinge os scanners de filme de alta qualidade."

Os fabricantes costumam alegar resoluções interpoladas de até 19.200 ppi; mas esses números têm pouco valor significativo, porque o número de pixels interpolados possíveis é ilimitado e isso não aumenta o nível de detalhe capturado.

O tamanho do arquivo criado aumenta com o quadrado da resolução; dobrar a resolução quadruplica o tamanho do arquivo. Deve ser escolhida uma resolução que esteja dentro das capacidades do equipamento, preserve detalhes suficientes e não produza um arquivo de tamanho excessivo. O tamanho do arquivo pode ser reduzido para uma determinada resolução usando métodos de compactação "com perdas", como JPEG , com algum custo de qualidade. Se a melhor qualidade possível for necessária, a compactação sem perdas deve ser usada; arquivos de qualidade reduzida de tamanho menor podem ser produzidos a partir de tal imagem quando necessário (por exemplo, imagem projetada para ser impressa em uma página inteira e um arquivo muito menor para ser exibido como parte de uma página da web de carregamento rápido).

A pureza pode ser diminuída pelo ruído do scanner, flare óptico, conversão deficiente de analógico para digital, arranhões, poeira, anéis de Newton , sensores fora de foco, operação inadequada do scanner e software ruim. Os scanners de tambor produzem as mais puras representações digitais do filme, seguidos por scanners de filme de última geração que usam os maiores sensores Kodak Tri-Linear.

O terceiro parâmetro importante para um scanner é sua faixa de densidade (Faixa Dinâmica) ou Drange (consulte Densitometria ). Uma faixa de alta densidade significa que o scanner é capaz de registrar detalhes de sombra e detalhes de brilho em uma varredura. A densidade do filme é medida em uma escala logarítmica de base 10 e varia entre 0,0 (transparente) e 5,0, cerca de 16 pontos. A faixa de densidade é o espaço ocupado na escala de 0 a 5, e Dmin e Dmax denotam onde as medições menos densas e mais densas em um filme negativo ou positivo. A faixa de densidade do filme negativo é de até 3,6d, enquanto a faixa dinâmica do filme slide é de 2,4d. A faixa de densidade negativa da cor após o processamento é de 2,0d graças à compressão dos 12 pontos em uma pequena faixa de densidade. Dmax será o mais denso no filme de slide para sombras e mais denso no filme negativo para realces. Alguns filmes de slide podem ter um Dmax próximo a 4,0d com exposição adequada, assim como filmes negativos em preto e branco.

Scanners de fotos de mesa para consumidores têm uma faixa dinâmica de 2,0–3,0, que pode ser inadequada para digitalizar todos os tipos de filmes fotográficos , já que o Dmax pode ser e geralmente está entre 3,0d e 4,0d com o filme preto e branco tradicional . O filme colorido comprime seus 12 pontos de 16 pontos possíveis (latitude do filme) em apenas 2,0d de espaço por meio do processo de acoplamento do corante e remoção de toda a prata da emulsão. Kodak Vision 3 tem 18 paradas. Portanto, o filme negativo colorido digitaliza o mais fácil de todos os tipos de filme na mais ampla gama de scanners. Como o filme em preto-e-branco tradicional retém a imagem criando prata após o processamento, a faixa de densidade pode ser quase o dobro do filme colorido. Isso torna a digitalização de filme preto e branco tradicional mais difícil e requer um scanner com pelo menos uma faixa dinâmica de 3,6d, mas também um Dmax entre 4,0d a 5,0d. Scanners de mesa de última geração (laboratório fotográfico) podem atingir uma faixa dinâmica de 3,7 e Dmax em torno de 4,0d. Scanners de filme dedicados têm uma faixa dinâmica entre 3.0d e 4.0d. Os scanners de documentos do Office podem ter uma faixa dinâmica de menos de 2.0d. Scanners de tambor têm uma faixa dinâmica de 3,6–4,5.

Combinando imagens coloridas com modelos 3D, os scanners portáteis modernos são capazes de reproduzir objetos eletronicamente. A adição de impressoras coloridas 3D permite a miniaturização precisa desses objetos, com aplicações em muitos setores e profissões.

Para aplicativos de scanner, a qualidade da digitalização é altamente dependente da qualidade da câmera do telefone e do enquadramento escolhido pelo usuário do aplicativo.

Conexão de computador

Uma impressão fotográfica sendo digitalizada em um computador na mesa de fotos do Detroit News no início de 1990.

As digitalizações devem ser virtualmente sempre transferidas do scanner para um computador ou sistema de armazenamento de informações para posterior processamento ou armazenamento. Existem dois problemas básicos: (1) como o scanner está fisicamente conectado ao computador e (2) como o aplicativo recupera as informações do scanner.

Conexão física direta a um computador

O tamanho do arquivo de uma digitalização pode ser de até cerca de 100 megabytes para uma imagem de 24 bits descompactada de 600 DPI 23 x 28 cm (9 "x11") (um pouco maior que papel A4 ) . Os arquivos digitalizados devem ser transferidos e armazenados. Scanners podem gerar esse volume de dados em questão de segundos, tornando desejável uma conexão rápida.

Os scanners se comunicam com seu computador host usando uma das seguintes interfaces físicas, listando aproximadamente de lento a rápido:

  • Porta paralela - a conexão por meio de uma porta paralela é o método de transferência comum mais lento. Os primeiros scanners tinham conexões de porta paralela que não podiam transferir dados a mais de 70 kilobytes / segundo . A principal vantagem da conexão da porta paralela era o nível econômico e de habilidade do usuário: evitava adicionar uma placa de interface ao computador.
  • GPIB - Barramento de interface de propósito geral. Certos scanners de bateria, como o Howtek D4000, apresentam interfaces SCSI e GPIB. Este último está em conformidade com o padrão IEEE-488, introduzido em meados dos anos 1970. A interface GPIB só foi usada por alguns fabricantes de scanner, principalmente atendendo ao ambiente DOS / Windows. Para sistemas Apple Macintosh, a National Instruments forneceu umaplaca de interface NuBus GPIB.
  • SCSI (Small Computer System Interface) , raramente usada desde o início do século 21, suportada apenas por computadores com interface SCSI, seja em uma placa ou embutida. Durante a evolução do padrão SCSI, as velocidades aumentaram. Amplamente disponível e facilmente configurado, o USB e o Firewire suplantaram amplamente o SCSI.
  • Scanners Universal Serial Bus (USB) podem transferir dados rapidamente. O primeiro padrão USB 1.1 podia transferir dados a 1,5 megabytes por segundo (mais lento que o SCSI), mas os padrões USB 2.0 / 3.0 posteriores podem transferir a mais de 20/60 megabytes por segundo na prática.
  • FireWire , ou IEEE-1394, é uma interface de velocidade comparável ao USB 2.0. As velocidades FireWire possíveis são 25, 50 e 100, 400 e 800 megabits por segundo, mas os dispositivos podem não suportar todas as velocidades.
  • Interfaces proprietárias foram usadas em alguns dos primeiros scanners que usavam uma placa de interface proprietária em vez de uma interface padrão.

Conexão indireta (rede) a um computador

Durante o início da década de 1990, scanners de mesa profissionais estavam disponíveis em uma rede local de computadores . Isso provou ser útil para editoras, gráficas etc. Essa funcionalidade caiu em desuso à medida que o custo dos scanners de mesa foi reduzido o suficiente para tornar o compartilhamento desnecessário.

A partir de 2000, dispositivos multifuncionais multifuncionais tornaram-se disponíveis, adequados para pequenos escritórios e consumidores, com recursos de impressão, digitalização, cópia e fax em um único aparelho que pode ser disponibilizado a todos os membros de um grupo de trabalho.

Scanners portáteis alimentados por bateria armazenam digitalizações na memória interna; eles podem ser transferidos posteriormente para um computador por conexão direta, normalmente USB ou, em alguns casos, um cartão de memória pode ser removido do scanner e conectado ao computador.

Interface de programação de aplicativos

Um aplicativo de pintura como o GIMP ou Adobe Photoshop deve se comunicar com o scanner. Existem muitos scanners diferentes e muitos desses scanners usam protocolos diferentes. Para simplificar a programação de aplicativos, algumas interfaces de programação de aplicativos ("API") foram desenvolvidas. A API apresenta uma interface uniforme para o scanner. Isso significa que o aplicativo não precisa saber os detalhes específicos do scanner para acessá-lo diretamente. Por exemplo, o Adobe Photoshop oferece suporte ao padrão TWAIN ; portanto, em teoria, o Photoshop pode adquirir uma imagem de qualquer scanner que tenha um driver TWAIN.

Na prática, geralmente há problemas com a comunicação de um aplicativo com um scanner. O aplicativo ou o fabricante do scanner (ou ambos) podem ter falhas na implementação do API.

Normalmente, a API é implementada como uma biblioteca vinculada dinamicamente . Cada fabricante de scanner fornece software que traduz as chamadas de procedimento API em comandos primitivos que são emitidos para um controlador de hardware (como o controlador SCSI, USB ou FireWire). A parte do fabricante da API é comumente chamada de driver de dispositivo , mas essa designação não é estritamente precisa: a API não é executada no modo kernel e não acessa diretamente o dispositivo. Em vez disso, a biblioteca API do scanner traduz as solicitações do aplicativo em solicitações de hardware.

Interfaces API de software de scanner comuns:

SANE (Scanner Access Now Easy) é umaAPI gratuita / de código aberto para acessar scanners. Desenvolvido originalmente para sistemas operacionais Unix e Linux , foi portado para OS / 2 , Mac OS X e Microsoft Windows . Ao contrário do TWAIN, o SANE não controla a interface do usuário. Isso permite varreduras em lote e acesso transparente à rede sem nenhum suporte especial do driver do dispositivo.

TWAIN é usado pela maioria dos scanners. Originalmente usado para equipamentos básicos e de uso doméstico, agora é amplamente usado para digitalização de grande volume.

ISIS (Image and Scanner Interface Specification) criado pela Pixel Translations, que ainda usa SCSI-II por motivos de desempenho, é usado por máquinas de grande porte em escala departamental.

WIA (Windows Image Acquisition) é uma API fornecida pela Microsoft para uso no Microsoft Windows .

Aplicativos empacotados

Embora nenhum software além de um utilitário de digitalização seja um recurso de qualquer scanner, muitos scanners vêm com software. Normalmente, além do utilitário de digitalização, algum tipo de aplicativo de edição de imagem (como Adobe Photoshop ) e software de reconhecimento óptico de caracteres (OCR) são fornecidos. O software OCR converte imagens gráficas de texto em texto padrão que pode ser editado usando um software comum de processamento de texto e edição de texto; a precisão raramente é perfeita.

Dados de saída

Alguns scanners, especialmente aqueles projetados para digitalizar documentos impressos, funcionam apenas em preto e branco, mas a maioria dos scanners modernos funcionam em cores. Para o último, o resultado da digitalização é uma imagem RGB não compactada, que pode ser transferida para a memória de um computador. A saída de cor de diferentes scanners não é a mesma devido à resposta espectral de seus elementos sensores, a natureza de sua fonte de luz e a correção aplicada pelo software de digitalização. Embora a maioria dos sensores de imagem tenha uma resposta linear, os valores de saída geralmente são comprimidos em gama . Alguns scanners compactam e limpam a imagem usando firmware integrado . Uma vez no computador, a imagem pode ser processada com um programa gráfico raster (como Adobe Photoshop ou o GIMP ) e salva em um dispositivo de armazenamento (como um disco rígido ).

As imagens geralmente são armazenadas em um disco rígido . As imagens são normalmente armazenadas em formatos de imagem como bitmap não compactado, TIFF e PNG compactados "sem perdas" (sem perdas) e JPEG compactado "com perdas" . Os documentos são armazenados melhor em formato TIFF ou PDF ; JPEG é particularmente inadequado para texto. O software de reconhecimento óptico de caracteres (OCR) permite que uma imagem digitalizada de texto seja convertida em texto editável com precisão razoável, desde que o texto seja impresso de forma limpa e em uma fonte e tamanho que possam ser lidos pelo software. O recurso de OCR pode ser integrado ao software de digitalização ou o arquivo de imagem digitalizado pode ser processado com um programa de OCR separado.

Processamento de documentos

Scanner de documentos

Os requisitos de imagem de documento diferem daqueles de digitalização de imagem. Esses requisitos incluem velocidade de digitalização, alimentação automática de papel e capacidade de digitalizar automaticamente a frente e o verso de um documento. Por outro lado, a digitalização de imagens normalmente requer a capacidade de lidar com objetos frágeis e / ou tridimensionais, bem como digitalizar em uma resolução muito mais alta.

Os scanners de documentos têm alimentadores de documentos , geralmente maiores do que aqueles às vezes encontrados em copiadoras ou scanners multifuncionais. As digitalizações são feitas em alta velocidade, de 20 a 280 ou 420 páginas por minuto, geralmente em escala de cinza, embora muitos scanners suportem cores. Muitos scanners podem digitalizar ambos os lados de originais frente e verso (operação duplex). Scanners de documentos sofisticados têm firmware ou software que limpa digitalizações de texto à medida que são produzidos, eliminando marcas acidentais e tipos de nitidez; isso seria inaceitável para trabalhos fotográficos, onde as marcas não podem ser distinguidas com segurança dos detalhes finos desejados. Os arquivos criados são compactados à medida que são feitos.

A resolução usada é geralmente de 150 a 300 dpi , embora o hardware possa ser capaz de resolução de 600 ou superior; isso produz imagens de texto boas o suficiente para ler e para reconhecimento óptico de caracteres (OCR), sem as demandas mais altas de espaço de armazenamento exigido por imagens de alta resolução.

O Ministério da Cultura, Esportes e Turismo da República da Coréia emitiu uma interpretação em junho de 2011 de que é uma violação da Lei de Direitos Autorais digitalizar um livro por terceiros que não sejam detentores de direitos autorais ou de livros. Portanto, na Coreia do Sul, os proprietários de livros visitam a 'Scan Room' para digitalizar os livros por conta própria.

As digitalizações de documentos costumam ser processadas com a tecnologia OCR para criar arquivos editáveis ​​e pesquisáveis. A maioria dos scanners usa drivers de dispositivo ISIS ou TWAIN para digitalizar documentos no formato TIFF para que as páginas digitalizadas possam ser alimentadas em um sistema de gerenciamento de documentos que fará o arquivamento e recuperação das páginas digitalizadas. A compactação JPEG com perdas, muito eficiente para imagens, é indesejável para documentos de texto, pois as bordas retas inclinadas adquirem uma aparência irregular e o texto em preto sólido (ou outra cor) em um fundo claro é compactado bem com formatos de compactação sem perdas.

Embora a alimentação e a digitalização do papel possam ser feitas de forma automática e rápida, a preparação e a indexação são necessárias e exigem muito trabalho dos humanos. A preparação envolve inspecionar manualmente os papéis a serem digitalizados e verificar se estão em ordem, desdobrados, sem grampos ou qualquer outra coisa que possa atolar o scanner. Além disso, alguns setores, como o jurídico e o médico, podem exigir que os documentos tenham a numeração de Bates ou alguma outra marca que forneça um número de identificação do documento e a data / hora da digitalização do documento.

A indexação envolve a associação de palavras-chave relevantes a arquivos para que possam ser recuperados pelo conteúdo. Esse processo às vezes pode ser automatizado até certo ponto, mas geralmente requer trabalho manual realizado por funcionários responsáveis ​​pela digitação de dados . Uma prática comum é o uso de tecnologia de reconhecimento de código de barras : durante a preparação, folhas de código de barras com nomes de pastas ou informações de índice são inseridas nos arquivos de documentos, pastas e grupos de documentos. Usando a digitalização automática em lote, os documentos são salvos em pastas apropriadas e um índice é criado para integração em sistemas de gerenciamento de documentos .

Uma forma especializada de digitalização de documentos é a digitalização de livros . Dificuldades técnicas surgem porque os livros geralmente são encadernados e às vezes frágeis e insubstituíveis, mas alguns fabricantes desenvolveram máquinas especializadas para lidar com isso. Freqüentemente, mecanismos robóticos especiais são usados ​​para automatizar o processo de virada de página e digitalização.

Scanners de câmera de documentos

câmera de documentos sceyeX.

Outra categoria de scanner de documentos é a câmera de documentos . A captura de imagens em câmeras de documentos difere dos scanners de mesa e alimentador automático de documentos (ADF) porque não há peças móveis necessárias para digitalizar o objeto. Convencionalmente, a haste de iluminação / refletor dentro do scanner deve ser movida sobre o documento (como para um scanner de mesa) ou o documento deve ser passado sobre a haste (como para scanners alimentadores) para produzir uma digitalização de um todo imagem. As câmeras de documentos capturam todo o documento ou objeto em uma única etapa, geralmente instantaneamente. Normalmente, os documentos são colocados em uma superfície plana, geralmente a mesa do escritório, sob a área de captura da câmera de documentos. O processo de captura de superfície inteira de uma vez tem o benefício de aumentar o tempo de reação para o fluxo de trabalho de digitalização. Depois de capturadas, as imagens geralmente são processadas por meio de um software que pode aprimorá-la e realizar tarefas como girá-las, recortá-las e endireitá-las automaticamente.

Não é necessário que os documentos ou objetos sendo digitalizados entrem em contato com a câmera de documentos, aumentando a flexibilidade dos tipos de documentos que podem ser digitalizados. Objetos que antes eram difíceis de digitalizar em scanners convencionais agora podem ser feitos com um único dispositivo. Isso inclui, em particular, documentos de vários tamanhos e formas, grampeados, em pastas ou dobrados / amassados ​​que podem ficar atolados em um scanner de alimentação. Outros objetos incluem livros, revistas, recibos, cartas, ingressos etc. Nenhuma peça móvel também pode eliminar a necessidade de manutenção, uma consideração no custo total de propriedade , que inclui os custos operacionais contínuos dos scanners.

O aumento do tempo de reação durante a varredura também traz benefícios no campo da varredura de contexto. Os scanners ADF, embora sejam muito rápidos e bons na digitalização em lote, também exigem pré e pós-processamento dos documentos. As câmeras de documentos podem ser integradas diretamente a um fluxo de trabalho ou processo, por exemplo, um caixa em um banco. O documento é digitalizado diretamente no contexto do cliente, no qual deve ser colocado ou usado. O tempo de reação é uma vantagem nessas situações. Normalmente, as câmeras de documentos também requerem um pequeno espaço e costumam ser portáteis.

Embora a digitalização com câmeras de documentos possa ter um tempo de reação rápido, grandes quantidades de digitalização em lote de documentos não grampeados são mais eficientes com um scanner ADF. Existem desafios para este tipo de tecnologia em relação a fatores externos (como iluminação) que podem ter influência nos resultados da varredura. A maneira como esses problemas são resolvidos depende fortemente da sofisticação do produto e de como ele lida com esses problemas.

Limpeza infravermelha

A limpeza por infravermelho é uma técnica usada para remover os efeitos de poeira e arranhões nas imagens digitalizadas do filme; muitos scanners modernos incorporam esse recurso. Ele funciona digitalizando o filme com luz infravermelha; os corantes em emulsões de filme colorido típicas são transparentes à luz infravermelha, mas poeira e arranhões não são, e bloqueiam o infravermelho; o software do scanner pode usar as informações visíveis e infravermelhas para detectar arranhões e processar a imagem para reduzir significativamente sua visibilidade, considerando sua posição, tamanho, forma e arredores.

Os fabricantes de scanners geralmente têm seus próprios nomes associados a essa técnica. Por exemplo, Epson , Minolta , Nikon , Konica Minolta , Microtek e outros usam Digital ICE , enquanto a Canon usa seu próprio sistema FARE (Film Automatic Retouching and Enhancement system). A Plustek usa LaserSoft Imaging iSRD . Alguns desenvolvedores de software independentes projetam ferramentas de limpeza de infravermelho.

Outros usos

Scanners de mesa têm sido usados ​​como backs digitais para câmeras de grande formato para criar imagens digitais de alta resolução de assuntos estáticos. Um scanner de mesa modificado foi usado para documentação e quantificação de cromatogramas de camada fina detectados por extinção de fluorescência em camadas de gel de sílica contendo um indicador ultravioleta (UV). 'ChromImage' é supostamente o primeiro densitômetro de scanner de mesa comercial . Ele permite a aquisição de imagens de placa de TLC e quantificação de cromatogramas por meio do software Galaxie-TLC. Além de serem transformados em densitômetros, os scanners de mesa também foram transformados em colorímetros usando métodos diferentes. O Trichromatic Color Analyzer é supostamente o primeiro sistema distribuível usando um scanner de mesa como um dispositivo colorimétrico tristimulus.

Veja também

Referências

links externos