Skanner

Allikas: Vikipeedia
Arvutiskanner

Skanner (argikeeles, mõne allika järgi ka terminina skänner[1]) on arvuti väline lisaseade, mis on mõeldud valmisteksti ja –piltide sisestamiseks arvutisse. Jaotades kujundi sadadeks eraldi punktideks muundab skanner selle mõistetavaks arvuti jaoks, mis siis tarkvara abil esitab skaneeritava pildi ekraanil. Kui koopiate puhul loetu kantakse kohe paberile, siis antud juhul antakse võimalus kujutist redigeerida, seda kärpida või midagi lisada. Teksti tuvastamisel kasutab skanner optilist tärgituvastust (OCRoptical character recognition). Seega saab skanneri kasutaja sisestada näiteks oma kirjatöö illustratsioonid ja valmiskirjutatud tekstid arvutisse, seal tekste töödelda, paigutada illustratsioonid sobivatesse kohtadesse ja seejärel välja trükkida.

Üldiselt[muuda | redigeeri lähteteksti]

Nimetus “skanner” tuleneb ingliskeelsest sõnast scan, mis tähendab “silmi millestki üle libistama, üksikasjalikult vaatlema, täpselt uurima, pilti täppideks lahutama”. Kõikidel sellesse kategooriasse kuuluvatel seadmetel on ühesugune tööpõhimõte: nad loevad infot objektide heledus-tumeduse ja värvuse kompamise teel, kasutades ülitundlikke sensoreid.

Skannerit kasutatakse nt. infotöötlusseadmeis, saadud signaalijada salvestatakse, edastatakse sidekanali kaudu või ka töödeldakse, nt. kujutuvastuse eesmärgil. Samuti on ta üks personaalarvuti sisendseameid.

Kõik skannerid kasutavad valgusallikat ja vahendeid sensori liigutamiseks algdokumendi kohal (või vastupidi) ning sisaldavad elektroonikalülitust, mis muundab hõlvatud info digitaalkujule. Tavalistes skannerites toimub informatsiooni sisselugemine rida- ja punktihaaval suhteliselt lihtsa sensorpea abil.

Skaneerimine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Pildi-tekstiskannerites viiakse kombatav originaalpilt punkthaaval rasterkujutisena arvuti mällu, värviskannerites värvikujutisena. Kui skanneri sensor on “sisse tõmmatud” pildipunkti kohta käiva info, liigub ta edasi järgmisele, kuni kogu dokument on loetud. See protsess on väga kiire, kogu algdokumendi skaneerimiseks kulub ainult paar sekundit.

Skaneerimisprotsessi mehaanika sõltub konkreetse mudeli tüübist. Kõik skannerid kasutavad valgusallikat ja vahendeid sensori (või peegli, mille abil valgus juhitakse sensorile) liigutamiseks algdokumendi kohal (või vastupidi) ning sisaldavad elektroonikalülitust, mis muundab hõlvatud info digitaalkujule.

Ka videokaamera on spetsiaalne skaneerimisseade, mis muundab kujutisest saadud info digitaalkujule. Videokaamerad teostavad samal viisil skaneerimist selles mõttes, et nad järjestikuselt loevad sisse infot kujutise iga rea ja punkti ehk pildielemendi (pikseli) kohta. Siiski kasutataksse videosüsteemides paljude sensorite kahemõõtmelist massiivi, kus igaüks loeb sisse infot ainult üheainsa punkti kohta.

Skaneerimise üksikasjad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Arvuti skannerid mis "näevad", hoiustavad ja manipuleerivad sõnade ja piltidega, on tehnoloogilise evolutsiooni lõppprodukt, mis algas ühest rakust, fotorakk mida teatakse ka nimega või fotoelement. See rakk on üks tuhandeist, sageli miljoneist, mis on räni (Si) kiibi pinnale söövitatud..[2]

See rakk luuakse kahe ränikristalli tüki ühendamisel. Üks osa on lisaainega töödeldud, nii et, iga miljonendas räni aatom asendatakse ühe boori (B) aatomiga. Puhas räni on elektriliselt inertne. Boori sissepritse loob aga p-tüüpi räni, millel on positiivne laeng. Teine osa (teine tükk) töödeldakse ka üks miljonile, aga fosforiga. Fosforiga töötlemine annab tulemuseks n-tüüpi räni, millel on negatiivne laeng. Laetud piirkondi nimetatakse p-kihiks ja n-kihiks.[2]

Boori ja fosfori aatomid ühinevad räni aatomitega, aga see ühendus on ebatäiuslik. Fosforil on üks elektron, mis ei sobi struktuuri ja võib end kergesti "vabaks murda". Boori ja räni aatomi ühinemine viib täpselt vastupidiseni. Booril puudub üks elektron, et side lõpetada, tal on "auk".[2]

Fosfori elektronid tõmmarakse paratamatult p-tüüpi räni positiivse laengu ja ootavate aukude suunas. Seega, nii paljud elektronid on kaasatud, et p-tüüpi räni saab negatiivse laengu, nii tugeva negatiivse laengu, et tõrjub tagasi iga edasise ligineva elektroni. Samal ajal, n-tüüpi räni, osaliselt elektroni vaeguses, muutub positiivseks.[2]

Staatiline vältimine lõpeb, kui footonid, valguse osakese vorm, põrkuvad fotodioodiga. Valguse energia kantakse üle elektronidele, luues negatiivse laengu. N-kihi negatiivne ja positiivne laeng tekitavad magnetvälja, milles positiivne jõud tõmbab p-kihi elektrone dioodide ammendamise piirkonda- väike riba, mis eraldab negatiivset ja positiivset kihti. Mida tugevam valgus piksliga põrkub, seda rohkem elektrone liigub ammendamise piirkonda luues elektrilaengu, mille tugevus on proportsionaalne (võrdeline) valgusega, mis põrkus selle konkreetse fotodioodiga.[2]

Ainult harva kasutatakse üksikut fotodioodi. Palju sagedamini on diood üks paljudest komponendis, mida nimetatakse laengsidestusseadiseks (inglise keeles couple-charge device, (CCD)). Elektrileangud, mis on saadud valguse põrkumisest fotodioodidega, kantakse ühelt dioodilt teisele nagu ämbrit brigaadi salgas. Laengud liiguvad CCD seadmelt läbi võimendi, mis muudab laengud vaheluva pingega elektrivooluks, mis on dioodide kogutud valguse vahelduvate erinevate tugevuste analoogi kuju. (Komplementaarne metall-oksiid-pooljuht (inglise keeles CMOS photodiode) erineb CCD seadmest sellega, et CMOS kiibil on igal dioodil väike võimendi.)[2]

Vool läbib analoog-detsimaal muundurit (inglise keeles analog-to-decimal converter (ADC)), mikrokiipi, mis teisendab lainetavad pinged numbrite seeriaks. Veel üks mikrokiip kasutab neid numbreid, et töötada mistahes tuhandete silmadega püütub kümnend kujutisega.[2]

Valgust registreerivad kiibid, mis on ehitatud CCD ja CMOS mudelitele, esinevad mitmetel arvutivälistel seadmetel digitaalkaameratest skanneriteni, koopiamasinateni ja faksi masinatest biomeetriliste seadmeteni, mis suudavad visuaalselt tuvastada inimesi nende sõrmejälgede abil, võrkkesta-, näo-, ja iseloomujoonte kaudu.[2]

Skannerite liigid[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • Projektsiooniskanner (overhead scanner)
  • Käsiskanner (handheld scanner)
  • Trummelskanner
  • Tasaskanner(flatbed)
  • Lehesööturiga (sheetfed) seadmed
  • Kassaskanner
  • Slaidiskanner

Projektsiooniskanner[muuda | redigeeri lähteteksti]

Imagint scanners types 5.png

Seade meenutab väliskujult fotosuurendit või erilist mikrofilmi kaamerat. Selles asetatakse originaaldokument sensorpea alla lauale või padjakesele. Sensorpea ripub umbes 25 cm kõrgusel algdokumendi kohal ja mingit sisseehitatud valgusallikat ei kasutata. Ruumi valgustusest peab piisama sensori normaalseks tööks. Sensorpea sees olev pöörlev mehhanism suunab skanneri “elektronsilma” dokumendi igale skaneeritavale reale. Projektsiooniskanneri väliskuju on näha järgmisel joonisel.

Käsiskanner[muuda | redigeeri lähteteksti]

Imagint scanners types 7.png

Käsiskanner pole mõeldud kvaliteetse kujutise skaneerimiseks ja on lihtne ning odav tänu suhteliselt piiratud vaateväljale ja mitmed komponendid on asendatud käemusklite tööga. Skaneerimise tulemus sõltub inimese käe liikumise ühtlusest. Sensor ja valgusallikas paiknevad ligikaudu kümne sentimeetri laiuses käeshoitavas seadmes. Sisselugemiseks tuleb seda käsitsi libistada üle skaneeritava dokumendi. Arvutisse installeritud lisakaart tõlgib loetud info digitaalkujule, kasutades seejuures skanneri juurde kuuluvat tarkvarapaketti. Samm käsiskannerist edasi on mobiilskanner. See on mootoriga varustatud käsiskanner, kus sisestatud kujundi kvaliteet ei sõltu enam käe liikumisest.

Trummelskanner[muuda | redigeeri lähteteksti]

Trummelskannerit kasutatakse peamiselt suurt lahutusvõimet ja värvikujutiste töötlemist nõudvas graafilises trükitööstuses. Selles seadmetes keeratakse originaaldokument trumli ümber ja teda pööratakse suure kiirusega. Tavaliselt kasutatakse skaneerimiseks laserkiirt, et oleks võimalik eksponeerida eriti väikesemõõdulisi piltkujutise elemente.

Erinevus ühelt poolt pildi-tekstiskannerite ja teiselt poolt kassades kasutatavate optiliste lugemisseadmete,- püstolite ja magnetkirjalugejate vahel seisneb selles, et esimesed võivad sisse lugeda suvalisi ja erineval viisil kujutatud andmeid, kuna kassaskannerid sobivad ainult kindlaksmääratud viisil salvestatud ja normeeritud andmete (kodeeringute, nt. vöötkoodides fikseeritud kaubaartiklite numbreid) äratundmiseks. Viimast tüüpi andmeid kasutab arvutisüsteem seejärel automaatseks laoseisu täpsustamiseks, majandusstatistika teostamiseks ja muudel eesmärkidel.

Tasaskanner ehk lauaskanner[muuda | redigeeri lähteteksti]

Scanner bw.png

Kasutamisel asetatakse originaal näotsi vastu alusklaasi nagu tavalistes paljundusmasinates. Valgus peegeldatakse peeglite süsteemi abil algdokumendi igale reale. Skaneerimispea asetseb väga lähedal alusklaasi alumisele pinnale ja liigub ajami toimel sünkroonselt koos valgusallikaga. Skaneerimispea sees asuv läätsesüsteem suunab peegeldunud valguse valgustundlikule elemendile, mis muundab valguse intensiivsustaseme elektrivooluks. Mida suurem on peegeldunund valguse hulk, seda suurem on tekkiv pinge. Seda tüüpi skannerid sobivad eriti hästi, kui on vaja skanneerida mitmeleheküljelisi dokumente: kokkuvõtteid, raamatuid, pilte jms. Tasaskannerid võtavad suhteliselt palju ruumi. Muuseas, saab korraliku tasaskanneriga lugeda arvutisse slaide ka ilma spetsiaalvarustuseta.

Lehesööturiga skanner[muuda | redigeeri lähteteksti]

Imagint scanners types 3.svg

Mõned skaneerimisseadmed on varustatud lehesööturiga. Algdokument veetakse sellest läbi, kusjuures sensorseade kompab seda rida - realt. Ainsaks liikuvaks osaks on rullikmehhanism. Palju faksiaparaate töötab samal põhimõttel: originaal pistetakse pilusse, kus selle esiserv haaratakse rullikmehhanismi poolt. Selline skanner sobib eriti hästi siis, kui skannerit kasutatakse ainult A4 formaadis lehtede skanneerimiseks. Sellised skannerid on ruumi suhtes vähenõudlikud ja mahuvad reeglina monitori ja klaviatuuri vahele.

Kassaskanner[muuda | redigeeri lähteteksti]

Barcode-scanner.jpg

Skaneeritav objekt libistatakse üle lugemisseadme või lähendatakse käsiskanner loetavale objektile (markeeringule v. kodeeringule). See on võimalik näiteks lugemispüstoliga, mis tuvastab kirjamärke (masinloetavat kirja), sealhulgas ka OCR-A –standardile vastavat kirja pangatšekkidel ja muudel dokumentidel

Slaidiskanner[muuda | redigeeri lähteteksti]

2009-12-10-Reflecta-Sanner-1.JPG

Slaidiskanner võimaldab sisestada teksti, andmeid, fotosid otse slaidilt, mis tagab palju parema kvaliteedi.

Skanneri valiku kriteeriumid[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • ' ehk red-green-blue on värvimudel, kus kõik vajalikud värvid esitatakse summana kolmest eri värvi valgusest, mis annavad kokku valge. Kõik laiatarbe skannerid on tänapäeval RGB skannerid. Tähtsaim on skanneri värvieraldusvõime.
  • Värvieraldusvõimet mõõdetakse bittides. Objekti skanneerimisel jaotab skanner selle punktideks. Iga punkti ehk piksli kohta salvestab skanner mingi koguse informatsiooni. Seda kogust nimetatakse biti sügavuseks (bit depth).
  • TWAIN (Technology Without An Interesting Name tõlkes "Tehnoloogia ilma huvitava nimeta") on tarkvarastandard, mida toetavad programmid saavad skanneriga kaasa tulnud skaneerimisprogrammilt pilte tellida ja otse dokumenti paigutada. Seda toetavad pea kõik kujundus-, kirjeldus- jms.

programmid.

  • Lahutusvõime. Mõõdetakse DPI-des (dots per inch). lahutus- ehk lugemistihedus

näitab mitu punkti suudab skanner tolli kohta füüsiliselt välja lugeda (toll=2,54cm). Levinud väärtused jäävad 300 ja 2400 vahele.

  • Värvidünaamika ehk dynamic range. See on sarnane bit depth’iga, kuna

selle abil mõõdetakse skanneri võimekust värve edasi anda.

  • Skaneerimise kiirus
  • Lisatud tarkvara. Skanneriga peavad kaasas olema draiverid, mis võimaldavad arvutil ja skanneril “suhelda” ning kasutada uuemate skannerite puhul standardit nimega TWAIN, värvi

kalibeerimisprogrammi,millega saab monitori värve paika sättida ning OCR tarkvara, mis võimaldab teksti skaneerimist.

Automaatne teksti tuvastamine ja pilditöötlus (OCR)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Definitsioon. Optiliseks märgituvastuseks ehk OCR-ks (optical character recognition) nimetatakse kirjutatud või prindidtud (trükitud) märkide ja tekstidokumentide automaatset sisselugemist andmetöötlussüsteemi optiliste meetoditega ning nende muundamist arvutile mõistetavateks märkideks.

Skannerid ja tekstituvastussüsteemid koos võimaldavad masinakirja-, trükitud ja isegi käsitsi kirjutatud tekstide lugmist ja muundamist järeltöödeldud märkideks (näiteks tähtedeks), ilma et tekste peaks vaevarikkalt käsitsi töötlema.

Skanner muundab algdokumendil analoogkujul oleva info punkthaaval digitaalseteks impulssideks, mida arvuti on suuteline töötlema. Seega on analoogandmeteks algdokumendi kõik pildipunktid, millel teoreetiliselt võib olla lõpmata suur arv värvi- ja ka halltoonastmeid ning punktisuurusi. Skanneri optika ja elektroonika suudab nendest punktidest ainult piiratud arvu muundada digitaalkujule. Needon teatavatele kindlatele punktisuurustele, värvuste-, halltoon- ja heldedusväärtustele defineeritud väärtused.

Pärast tuvastus- ja tõlgendamisprotsessi OCR- programmi abil on teksti võimalik kasutada tekstiblokina või dokumendina ja seda sab suvalisel viisil edasi töödelda. Näiteks on võimalik masinloetavaid kartoteegikaarte automaatselt viia andmepanka või ajakirjandusväljaannetest sisseloetud tekste arhiveerida hilisemaks kasutamiseks.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. e-Teatmik (vaadatud 12.09.2012)
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 Ron White. How Computers Work (9th Edition). Que Publishing, 2008.

Kasutatud materjalid[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. http://en.wikipedia.org/wiki/Image_scanner
  2. Toomas Ordlik "Esmatutvustus personaalarvutiga" Tallinn, 1993
  3. http://www.arvutiweb.ee
  4. Ivo Suursoo "Skaneeri sisse" Eesti Ekspress nr 42, 18. okt. 1996
  5. http://howstuffworks.com
  6. Andres Septer "Arvuti lauaraamat 2" Tallinn, 2001
  7. Jaak Pihlau "Infotehnoloogia käsiraamat koolidele ja iseõppijatele I"
  8. http://www.goodwin.ee/pets/skanner/index.html