Теоретичні відомості1. Листик и его подруга Веточка играют в крестики-нолики на компьютере. Поле игры — большое, размером 9x9. Для передачи хода используется двоичный кодировщик. Сколько потребуется двоичных знаков для передачи компьютеру одного хода? 2. Память на видеокарте размером 32 байта предназначена для хранения одного кадра, отображающегося на экране монитора с разрешением 8х8 пикселей. Сколько цветов может быть предусмотрено для пиксела на таком экране? 3. Придумайте различные способы кодирования кадра изображения в видеопамяти размером 16 байт. Какое максимальное разрешение может иметь экран для отображения кадра из такой видеопамяти и при каком количестве цветов? Какое максимальное число цветов может быть отражено на экране и при каком разрешении?
Сканер как устройство восприятия информации
Принцип действия сканера очень прост - он представлен на рисунке:
Поверхность с изображением просматривается (сканируется) непрерывным лучом света, испускаемым фотодиодом, в направлении, которое на рисунке изображено пунктирными линиями. Отражаемый луч улавливается датчиком, который замеряет его интенсивность с определенной частотой (получается дискретный по времени и значению сигнал). Интенсивность потока преобразуется в двоичный код, в простейшем случае - в однобитовый, по следующему правилу: если в точке падения луча на поверхность есть изображение, оно кодируется двоичной 1, если нет – двоичным 0. В более сложных случаях, когда сканер распознает и цвета, кодирование выполняется p-битовым двоичным кодом, причем p = log2K, где K – количество распознаваемых сканером цветовых оттенков. Таким образом, после сканирования всей поверхности каждая ее точка представляется (кодируется) двоичным 0 или 1. Получается растровый формат исходного изображения. На этом работа сканера может быть закончена, если пользователь настроил его на ввод изображения и только. Если же вводится текст (настройка на ввод текста также выполняется пользователем), в растровом формате изображения начинают распознаваться отдельные символы. В результате получается текстовый формат, который может обрабатываться, например, текстовым процессором. Первичное восприятие и измерение информации Для сканера этот этап выполняется датчиком, который преобразует интенсивность отраженного светового потока в дискретный по времени и значению электрический сигнал.
Пример 1. Пусть в результате сканирования исходной поверхности с изображением выделено nxm точек, с которых сняты замеры интенсивности отраженного луча. Эти замеры преобразованы в электрические сигналы Uij, где i = 1, n; j = 1, m. Таким образом, в результате данного этапа сформирован двумерный массив размером nxm, элементы которого содержат значения напряжения в каждой точке с координатами (i, j):
Анализ результатов первичного восприятия и измерения Состоит в кодировании значений Uij по следующему правилу (в простейшем случае, когда вводится черно-белое изображение): Uij =1, если Uij > Uпорог, либо Uij = 0, если Uij ≤ Uпорог, где Uпорог – пороговое значение напряжения.
Пример 2. В результате анализа значений элементов массива из примера 1 получим бинарный двумерный массив, подобный показанному ниже:
Очевидно, данный этап включает в себя и кодирование. В самом деле, числовые значения напряжений Uij преобразованы в двоичные значения. Если вводится графическое изображение (рисунок), на этом работа сканера закончена. Получен растровый формат. Если вводится текст, выполняется следующий этап – распознавание символов. Распознавание символов Рассмотрим, как решается эта задача в простейшем случае, когда сканер предварительно обучается распознавать символы того или иного шрифта. В этом случае в сканер вводятся по каждому шрифту (с учетом стиля и размера символов) списки шаблонов символов в виде растровых решеток. Например, шаблон единицы, представленный растровой решеткой размером 10х10, изображен на рисунке 1, шаблон строчной латинской буквы l – на рисунке 2.
Рисунок 1
Рисунок 2
Полученный после анализа бинарный массив сопоставляется с шаблонами из памяти сканера. Подсчитывается число совпавших растровых элементов, равных 1. Выбирается тот символ, для которого число совпавших растровых элементов максимально.
Пример 3. Сравним изображение из примера 2 с изображениями на рисунках 1 и 2. Число совпавших элементов, соответственно, – 14 и 13. Таким образом, введенный символ – 1. Распознанный символ кодируется, например, в системе кодирования ASCII. Очевидно, и в случае восприятия информации техническим устройством происходит ее регистрация. При этом, как правило, используются машинные носители информации. Назад
Теоретичні відомості Сканер (Scanner) – це пристрій, призначений для переведення інформації у текстову і графічну форми в електронному вигляді для їх подальшого опрацювання в комп'ютері. Інформація, яка сканується, вводиться в графічному вигляді, після чого обробляється спеціальними програмними засобами. Основний робочий елемент сканера це джерело світла, що використовується для освітлення документа, і світлочутлива головка, що сприймає відображене світло. Універсальні настільні сканери діляться на планшетні і посторінкові з подачею окремих аркушів. Посторінкові сканери – це монохромні пристрої. Планшетні сканери характеризуються тими ж функціональними можливостями і можливістю представлення повнокольорових зображень в електронній формі. Сканери бувають ручні, барабанні, настільні. Сучасний сканер функціонально складається з двох частин: механізму, що власне сканує (engine) і програмної частини (TWAIN-модуль, система керування кольором, OCR та інше).Універсальні сканери, відносно до яких немає спеціальних вимог по функціональних можливостях, якості і швидкості сканування ділять на шість основних категорій: · Планшетні сканери призначені для введення графічної інформації з прозорого або непрозорого листового матеріалу. Принцип дії цих пристроїв полягає в тому, що промінь світла, відображений від поверхні матеріалу (або що пройшов крізь прозорий матеріал), фіксується спеціальними елементами, так званими приладами із зарядним зв'язком (ПЗЗ). Звичайно елементи ПЗЗ конструктивно оформляють у вигляді лінійки, що розташовується по ширині висхідного матеріалу. Переміщення лінійки щодо листа паперу виконується механічним простяганням лінійки при нерухомій установці листа або простяганням листа при нерухомій установці лінійки. · Ручні сканери. Принцип дії ручних сканерів в основному відповідає планшетним. Різниця полягає в тому, що простягання лінійки ПЗЗ в даному випадку виконується вручну. Ручний сканер непридатний для сканування документів, що містять ілюстрації. · Барабанні сканери. В сканерах цього типу висхідний матеріал закріплюється на циліндровій поверхні барабана, що обертається з високою швидкістю. Пристрої цього типу забезпечують щонайвищий дозвіл 8000…11000 dpi завдяки застосуванню не ПЗЗ, а фотоелектронних множень. Їх використовують для сканування початкових зображень (фотонегативів, слайдів і т.д). · Сканери форм призначені для введення даних із стандартних форм, заповнених механічно або «від руки». Необхідність в цьому виникає при проведенні переписів населення, обробці результатів виборів і аналізі анкетних даних. Від сканерів форм не вимагається високої точності сканування, але швидкодія грає підвищену роль і є основним споживацьким параметром. · Штрих сканери. Цей різновид ручних сканерів призначений для введення даних закодованих у вигляді штрих-кода. Такі пристрої мають застосування в роздрібній торговій мережі. · Листові сканери здатні сканувати окремі сторінки, протягуючи їх через світлочутливий елемент. Його недоліком є неможливість сканування книг і журналів без розбирання на окремі сторінки. Принцип дії типового планшетного сканера. Оригінал розташовується на прозорому нерухомому склі, уздовж якого пересувається каретка, що сканує, із джерелом світла. Сканування зображення виконується по рядках. Оптична система сканера (складається з об'єктива і дзеркал або призми) проектує світловий потік від оригіналу, що сканується, на прийомний елемент, що здійснює поділ інформації про кольори. У трьохпрохідних сканерах використовуються лампи різних кольорів або ж мінливі світофільтри на лампі або CCD-матриці. Прийомний елемент перетворить рівень освітленості в рівень напруги (все ще аналогову інформацію). Далі, після можливої корекції й опрацювання, аналоговий сигнал надходить на аналого-цифровий перетворювач (АЦП). З АЦП інформація виходить вже в "знайомому" для комп'ютера двійковому, тобто цифровому, вигляді і, після обробки в контролері сканера через інтерфейс із комп'ютером, надходить у драйвер сканера – звичайно це так званий TWAIN-модуль. Джерело світла. У старих моделях – це звичайна флуоресцентна лампа (родинна звичайним лампам денного світла). У сучасних моделях – це лампа з холодним катодом, що має кращі параметри і значно більший термін служби. Зараз все частіше можна зустріти сканери, які використовують CIS-датчик, в якому джерелом світла є світлодіоди, які разом із чутливими елементами розташовані прямо на лінійці, що рухається вздовж сканованої поверхні. Відбите від оригінала світло через призму направляється на світлові датчики. Оптична система. Світловий потік від оригіналу проектується на матрицю CCD (Charge-Coupled Device – це прилад із зарядовим зв'язком), що перетворить його в електричний сигнал. Звичайно використовується один об'єктив (або лінза), що фокусує і проектує повну ширину області сканування на повну ширину матриці CCD. Програмне забезпечення. Без власного драйвера сканер працювати не зможе, тому що не є стандартним дляWindows пристроєм. Для сканерів немає "універсальних" драйверів від виробника або з комплекту постачанняWindows.Тому кожен тип сканера має власний так званий TWAIN-модуль (згодом цю назву стали інтерпретувати як Technology Without An Interesting Name-технологія без цікавого імені), із котрим уже взаємодіють прикладні програми. Майже всі сучасні сканери поставляються також у комплекті зі спеціальними програмами для оптичного розпізнавання символів (OCR – Optical Character Recognition), редагування зображень, а іноді й з іншими прикладними програмами. Для роботи зі сканером найчастіше використовується програма FineReader фірми ABBYY. Вона має зручний і зрозумілий інтерфейс (мал. 10.1). Уся робота в програмі FineReader ведеться в пакетному режимі. Пакет – це папка, у якій зберігаються зображення і робочі файли програми. Кожне відскановане зображення записується як окрема сторінка пакету.
Інтерфейс програми FineReader
Вгорі Головного вікна FineReader знаходиться системне меню, під ним – панелі інструментів. У програмі їх чотири: Стандартна, Форматування, Зображення і Scan&Read. Сховати чи показати панелі інструментів на екрані можна послідовністю команд:
|
