Σαρωτές και σάρωση

Ο σαρωτής είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη συνεχή ανάγνωση: μιας εικόνας, ενός γραμμικού κώδικα ή μαγνητικού κώδικα, ραδιοκυμάτων κ.λπ. σε ηλεκτρονική μορφή (συνήθως ψηφιακή). Ο σαρωτής σαρώνει τις σειριακές ροές πληροφοριών, διαβάζοντάς τις ή καταχωρώντας τις.

40-s Η πρώτη συσκευή που μπορεί να ονομαστεί ο πρόγονος του φαξ/σαρωτή αναπτύχθηκε στις αρχές του XNUMX από έναν Σκωτσέζο εφευρέτη. Αλεξάνδρα Αλλάπου είναι κυρίως γνωστό ως εφευρέτης του πρώτου ηλεκτρικού ρολογιού.

Στις 27 Μαΐου 1843, ο Bain έλαβε ένα βρετανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας (αρ. 9745) για μια βελτίωση στην κατασκευή και τη ρύθμιση. ηλεκτρικό ρεύμα Όραζ βελτιώσεις χρονοδιακόπτη, w ηλεκτρική σφράγιση και στη συνέχεια έκανε κάποιες βελτιώσεις σε ένα άλλο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που εκδόθηκε το 1845.

Στην περιγραφή του διπλώματος ευρεσιτεχνίας του, ο Bain ισχυρίστηκε ότι οποιαδήποτε άλλη επιφάνεια, αποτελούμενη από αγώγιμα και μη αγώγιμα υλικά, μπορούσε να αντιγραφεί χρησιμοποιώντας αυτά τα μέσα. Ωστόσο, ο μηχανισμός του παρήγαγε εικόνες κακής ποιότητας και ήταν αντιοικονομική στη χρήση, κυρίως επειδή ο πομπός και ο δέκτης δεν συγχρονίστηκαν ποτέ. Έννοια Bain φαξ βελτιώθηκε κάπως το 1848 από έναν Άγγλο φυσικό Φρεντερίκα Μπέικγουελαλλά η συσκευή Bakewell (1) παρήγαγε επίσης κακής ποιότητας αναπαραγωγές.

1861 Η πρώτη πρακτικά λειτουργική ηλεκτρομηχανική μηχανή φαξ που χρησιμοποιείται στο εμπόριο ονομάζεται "παντογράφος«(2) εφευρέθηκε από έναν Ιταλό φυσικό Τζιοβανίγκο Καζελέγκο. Στα XNUMXs, ο παντελεγράφος ήταν μια συσκευή για τη μετάδοση χειρόγραφου κειμένου, σχεδίων και υπογραφών μέσω τηλεγραφικών γραμμών. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως ως εργαλείο επαλήθευσης υπογραφών στις τραπεζικές συναλλαγές.

Μια μηχανή από μαντέμι και πάνω από δύο μέτρα ύψος, για εμάς σήμερα είναι αδέξια, αλλά αρκετά αποτελεσματική εκείνη τη στιγμήενήργησε βάζοντας τον αποστολέα να γράψει το μήνυμα σε ένα φύλλο κασσίτερου με μη αγώγιμο μελάνι. Αυτό το φύλλο στη συνέχεια προσαρτήθηκε σε μια κυρτή μεταλλική πλάκα. Η γραφίδα του αποστολέα σάρωσε το πρωτότυπο έγγραφο, ακολουθώντας τις παράλληλες γραμμές του (τρεις γραμμές ανά χιλιοστό).

Τα σήματα μεταδόθηκαν με τηλέγραφο στον σταθμό, όπου το μήνυμα σημειώθηκε με μπλε μελάνι Πρωσίας, που ελήφθη ως αποτέλεσμα χημικής αντίδρασης, καθώς το χαρτί στη συσκευή λήψης ήταν εμποτισμένο με σιδηροκυανιούχο κάλιο. Για να εξασφαλίσουν ότι και οι δύο βελόνες σαρώνουν με την ίδια ταχύτητα, οι σχεδιαστές χρησιμοποίησαν δύο εξαιρετικά ακριβή ρολόγια που κινούσαν ένα εκκρεμές, το οποίο με τη σειρά του συνδέθηκε με γρανάζια και ζώνες που έλεγχαν την κίνηση των βελόνων.

1913 ανεβαίνει μπελινογράφοςπου μπορούσε να σαρώσει εικόνες με φωτοκύτταρο. Ιδέα Έντουαρντ Μπελίν (3) επέτρεψε τη μετάδοση μέσω τηλεφωνικών γραμμών και έγινε η τεχνική βάση για την υπηρεσία AT&T Wirephoto. Μπελινογράφος Αυτό επέτρεψε την αποστολή εικόνων σε απομακρυσμένες τοποθεσίες μέσω τηλεγραφικών και τηλεφωνικών δικτύων.

Το 1921, αυτή η διαδικασία βελτιώθηκε, έτσι ώστε οι φωτογραφίες να μπορούν επίσης να μεταδοθούν χρησιμοποιώντας ραδιοκύματα. Στην περίπτωση ενός μπελινογράφου, χρησιμοποιείται μια ηλεκτρική συσκευή για τη μέτρηση της έντασης του φωτός. Τα επίπεδα έντασης φωτός μεταδίδονται στον δέκτηόπου η πηγή φωτός μπορεί να αναπαράγει την ένταση που μετράται από τον πομπό εκτυπώνοντάς τα σε φωτογραφικό χαρτί. Τα σύγχρονα φωτοτυπικά μηχανήματα χρησιμοποιούν μια πολύ παρόμοια αρχή στην οποία το φως συλλαμβάνεται από αισθητήρες που ελέγχονται από υπολογιστή και η εκτύπωση βασίζεται σε τεχνολογία λέιζερ.

3. Ο Έντουαρντ Μπελίν με έναν μπελινογράφο

1914 Ρίζες τεχνολογία οπτικής αναγνώρισης χαρακτήρων (οπτική αναγνώριση χαρακτήρων), που χρησιμοποιείται για την αναγνώριση χαρακτήρων και ολόκληρων κειμένων σε ένα αρχείο γραφικών, μορφή bitmap, χρονολογείται από την αρχή του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου. Τότε αυτό Εμάνουελ Γκόλντμπεργκ i Edmund Fournier d'Albe ανέπτυξε ανεξάρτητα τις πρώτες συσκευές OCR.

Γκόλντμπεργκ εφηύρε μια μηχανή ικανή να διαβάζει χαρακτήρες και να τους μετατρέπει σε τον τηλεγραφικό κωδικό. Εν τω μεταξύ, ο d'Albe ανέπτυξε μια συσκευή γνωστή ως optophone. Ήταν ένας φορητός σαρωτής που μπορούσε να μετακινηθεί κατά μήκος της άκρης του τυπωμένου κειμένου για να παράγει διακριτούς και διακριτούς τόνους, ο καθένας που αντιστοιχεί σε έναν συγκεκριμένο χαρακτήρα ή γράμμα. Η μέθοδος OCR, αν και αναπτύχθηκε εδώ και δεκαετίες, λειτουργεί κατ' αρχήν παρόμοια με τις πρώτες συσκευές.

1924 Richard H. Ranger εφεύρεση ασύρματο φωτοραδιογράφημα (4). Το χρησιμοποιεί για να στείλει μια φωτογραφία του προέδρου Κάλβιν Κούλιτζ από τη Νέα Υόρκη στο Λονδίνο το 1924, η πρώτη φωτογραφία που στάλθηκε με φαξ μέσω του ραδιοφώνου. Η εφεύρεση του Ranger χρησιμοποιήθηκε εμπορικά το 1926 και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για τη μετάδοση μετεωρολογικών διαγραμμάτων και άλλων πληροφοριών για τον καιρό.

4. Αναπαραγωγή του πρώτου φωτοεγκεφαλογραφήματος από τον Richard H. Ranger.

1950 Σχεδιάστηκε από Benedict Cassin ιατρικός ευθύγραμμος σαρωτής προηγήθηκε η επιτυχής ανάπτυξη ενός ανιχνευτή κατευθυντικού σπινθηρισμού. Το 1950, ο Cassin συγκέντρωσε το πρώτο αυτοματοποιημένο σύστημα σάρωσης, αποτελούμενο από ανιχνευτής σπινθηρισμού με κινητήρα συνδεδεμένο με τον εκτυπωτή ρελέ.

Αυτός ο σαρωτής χρησιμοποιήθηκε για την απεικόνιση του θυρεοειδούς αδένα μετά τη χορήγηση ραδιενεργού ιωδίου. Το 1956, ο Kuhl και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν έναν σαρωτή Cassin που βελτίωσε την ευαισθησία και την ανάλυσή του. Με την ανάπτυξη ραδιοφαρμάκων ειδικά για τα όργανα, ένα εμπορικό μοντέλο αυτού του συστήματος χρησιμοποιήθηκε ευρέως από τα τέλη της δεκαετίας του 50 έως τις αρχές της δεκαετίας του 70 για τη σάρωση των κύριων οργάνων του σώματος.

1957 ανεβαίνει σαρωτή τυμπάνων, το πρώτο που σχεδιάστηκε για να λειτουργεί με υπολογιστή για την εκτέλεση ψηφιακής σάρωσης. Κατασκευάστηκε στο Εθνικό Γραφείο Προτύπων των ΗΠΑ από μια ομάδα με επικεφαλής τον Russell A. Kirsch, ενώ εργαζόταν στον πρώτο εσωτερικά προγραμματισμένο (αποθηκευμένο στη μνήμη) υπολογιστή της Αμερικής, τον Standard Eastern Automatic Computer (SEAC), ο οποίος επέτρεψε στην ομάδα του Kirsch να πειραματιστεί με αλγόριθμους που ήταν πρόδρομοι για την επεξεργασία εικόνας και την αναγνώριση προτύπων.

Ράσελ και Κιρσόβι αποδείχθηκε ότι ένας υπολογιστής γενικής χρήσης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση πολλών λογικών αναγνώρισης χαρακτήρων που προτάθηκε να εφαρμοστούν στο υλικό. Αυτό θα απαιτήσει μια συσκευή εισόδου που μπορεί να μετατρέψει την εικόνα στην κατάλληλη φόρμα. αποθήκευση στη μνήμη του υπολογιστή. Έτσι γεννήθηκε ο ψηφιακός σαρωτής.

Σαρωτής CEAC χρησιμοποίησε ένα περιστρεφόμενο τύμπανο και έναν φωτοπολλαπλασιαστή για να ανιχνεύσει τις αντανακλάσεις από μια μικρή εικόνα τοποθετημένη στο τύμπανο. Η μάσκα που τοποθετήθηκε μεταξύ της εικόνας και του φωτοπολλαπλασιαστή ήταν tesselated, δηλ. χώρισε την εικόνα σε ένα πολυγωνικό πλέγμα. Η πρώτη εικόνα που σαρώθηκε στο σαρωτή ήταν μια φωτογραφία 5×5 cm του τριών μηνών γιου της Kirsch, Walden (5). Η ασπρόμαυρη εικόνα είχε ανάλυση 176 pixel ανά πλευρά.

Δεκαετίες 60-90 Εικοστός αιώνας Πρώτη τεχνολογία σάρωσης 3D δημιουργήθηκε τη δεκαετία του '60 του περασμένου αιώνα. Οι πρώτοι σαρωτές χρησιμοποιούσαν φώτα, κάμερες και προβολείς. Λόγω περιορισμών υλικού, η ακριβής σάρωση αντικειμένων απαιτούσε συχνά πολύ χρόνο και προσπάθεια. Μετά το 1985, αντικαταστάθηκαν από σαρωτές που μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν λευκό φως, λέιζερ και σκίαση για να καταγράψουν μια δεδομένη επιφάνεια. Επίγεια σάρωση λέιζερ μεσαίου βεληνεκούς (TLS) αναπτύχθηκε από εφαρμογές στο διάστημα και αμυντικά προγράμματα.

Η κύρια πηγή χρηματοδότησης για αυτά τα έργα αιχμής προήλθε από κυβερνητικές υπηρεσίες των ΗΠΑ, όπως η Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων Defense (DARPA). Αυτό συνεχίστηκε μέχρι τη δεκαετία του 90, όταν η τεχνολογία αναγνωρίστηκε ως πολύτιμο εργαλείο για βιομηχανικές και εμπορικές εφαρμογές. Επανάσταση όσον αφορά την εμπορική εφαρμογή 3D σάρωση λέιζερ (6) ήταν η εμφάνιση συστημάτων TLS που βασίζονται στον τριγωνισμό. Η επαναστατική συσκευή δημιουργήθηκε από τον Xin Chen για το Mensi, που ιδρύθηκε το 1987 από τον Auguste D'Aligny και τον Michel Paramitioti.

5. Η πρώτη εικόνα που σαρώθηκε από το σαρωτή SEAC

6. Οπτικοποίηση του επίγειου λέιζερ σάρωσης TLS

1963 Γερμανός εφευρέτης Rudolf Hell αντιπροσωπεύει μια άλλη πρωτοποριακή καινοτομία, χρωμογράφος, περιγράφεται σε μελέτες ως «ο πρώτος σαρωτής στην ιστορία» (αν και θα πρέπει να γίνει κατανοητός ως η πρώτη εμπορική συσκευή του είδους της στον κλάδο της εκτύπωσης). Το 1965 εφηύρε το κιτ πρώτο ηλεκτρονικό σύστημα δακτυλογράφησης με ψηφιακή μνήμη (κιτ υπολογιστή) έφερε επανάσταση στην τυπογραφική βιομηχανία σε όλο τον κόσμο.. Την ίδια χρονιά, παρουσιάστηκε ο πρώτος "ψηφιακός συνθέτης" - Digiset. Ο εμπορικός σαρωτής DC 300 του Rudolf Hella από το 1971 έχει χαιρετιστεί ως μια σημαντική ανακάλυψη σαρωτών παγκόσμιας κλάσης.

7. Εφευρέτης της μηχανής ανάγνωσης Kurzweil.

1974 αρχή Συσκευές OCRόπως το ξέρουμε σήμερα. Καθιερώθηκε τότε Προϊόντα Υπολογιστών Kurzweil, Inc. Αργότερα γνωστός ως μελλοντολόγος και υποστηρικτής της «τεχνολογικής μοναδικότητας», επινόησε μια επαναστατική εφαρμογή της τεχνικής της σάρωσης και της αναγνώρισης σημείων και συμβόλων. Η ιδέα του ήταν κατασκευή μηχανής ανάγνωσης για τυφλούς, που επιτρέπει σε άτομα με προβλήματα όρασης να διαβάζουν βιβλία μέσω υπολογιστή.

Ο Ray Kurzweil και η ομάδα του δημιούργησαν Η μηχανή ανάγνωσης του Kurzweil (7) και Λογισμικό Omni-Font OCR Technology. Αυτό το λογισμικό χρησιμοποιείται για την αναγνώριση κειμένου σε ένα σαρωμένο αντικείμενο και τη μετατροπή του σε δεδομένα σε μορφή κειμένου. Οι προσπάθειές του οδήγησαν στην ανάπτυξη δύο τεχνικών που ήταν αργότερα και έχουν μεγάλη σημασία. Μιλώντας για συνθέτης λέξεων i επίπεδος σαρωτής.

Επίπεδος σαρωτής Kurzweil από τη δεκαετία του '70. δεν είχε περισσότερο από 64 kilobyte μνήμης. Με την πάροδο του χρόνου, οι μηχανικοί βελτίωσαν την ανάλυση και τη χωρητικότητα μνήμης του σαρωτή, επιτρέποντας σε αυτές τις συσκευές να καταγράφουν εικόνες έως και 9600 dpi. Οπτική σάρωση εικόνας, το κείμενο, χειρόγραφα έγγραφα ή αντικείμενα και η μετατροπή τους σε ψηφιακή εικόνα έγινε ευρέως διαθέσιμη στις αρχές της δεκαετίας του '90.

Τον 5400 αιώνα, οι επίπεδοι σαρωτές έγιναν φθηνά και αξιόπιστα κομμάτια εξοπλισμού, πρώτα για γραφεία και αργότερα για σπίτια (τις περισσότερες φορές ενσωματώθηκαν με μηχανές φαξ, φωτοαντιγραφικά και εκτυπωτές). Μερικές φορές ονομάζεται ανακλαστική σάρωση. Λειτουργεί φωτίζοντας το σαρωμένο αντικείμενο με λευκό φως και διαβάζοντας την ένταση και το χρώμα του φωτός που ανακλάται από αυτό. Σχεδιασμένα για σάρωση εκτυπώσεων ή άλλων επίπεδων, αδιαφανών υλικών, διαθέτουν ρυθμιζόμενο επάνω μέρος, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να φιλοξενήσουν εύκολα μεγάλα βιβλία, περιοδικά και άλλα. Όταν οι εικόνες μέσης ποιότητας, πολλοί επίπεδοι σαρωτές παράγουν πλέον αντίγραφα έως και XNUMX pixel ανά ίντσα. .

1994 Το 3D Scanners λανσάρει μια λύση που ονομάζεται ΠΙΣΤΟ ΑΝΤΙΓΡΑΦΟ. Αυτό το σύστημα κατέστησε δυνατή τη γρήγορη και ακριβή σάρωση αντικειμένων διατηρώντας παράλληλα υψηλό επίπεδο λεπτομέρειας. Δύο χρόνια αργότερα, η ίδια εταιρεία προσέφερε Τεχνική ModelMaker (8), που διαφημίζεται ως η πρώτη τόσο ακριβής τεχνική για τη «σύλληψη πραγματικών τρισδιάστατων αντικειμένων».

2013 Η Apple συμμετέχει Σαρωτές δακτυλικών αποτυπωμάτων Touch ID (9) για τα smartphone που κατασκευάζει. Το σύστημα είναι εξαιρετικά ενσωματωμένο με συσκευές iOS, επιτρέποντας στους χρήστες να ξεκλειδώνουν τη συσκευή, καθώς και να κάνουν αγορές από διάφορα ψηφιακά καταστήματα της Apple (iTunes Store, App Store, iBookstore) και να ελέγχουν την ταυτότητα των πληρωμών Apple Pay. Το 2016, η κάμερα Samsung Galaxy Note 7 μπαίνει στην αγορά, εξοπλισμένη όχι μόνο με σαρωτή δακτυλικών αποτυπωμάτων, αλλά και με σαρωτή ίριδας.

8. Ένα από τα μοντέλα σαρωτή 3D ModelMaker

9. Αγγίξτε το Scanner ID στο iPhone

Ταξινόμηση σαρωτή

Ο σαρωτής είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη συνεχή ανάγνωση: μιας εικόνας, ενός γραμμικού κώδικα ή μαγνητικού κώδικα, ραδιοκυμάτων κ.λπ. σε ηλεκτρονική μορφή (συνήθως ψηφιακή). Ο σαρωτής σαρώνει τις σειριακές ροές πληροφοριών, διαβάζοντάς τις ή καταχωρώντας τις.

Επομένως, δεν είναι ένας κανονικός αναγνώστης, αλλά ένας αναγνώστης βήμα προς βήμα (για παράδειγμα, ένας σαρωτής εικόνας δεν καταγράφει ολόκληρη την εικόνα σε μια στιγμή όπως μια φωτογραφική μηχανή, αλλά αντίθετα γράφει διαδοχικές γραμμές της εικόνας - οπότε ο σαρωτής διαβάζει το κεφάλι κινείται ή το μέσο σαρώνεται από κάτω).

οπτικός σαρωτής

Οπτικός σαρωτής σε υπολογιστές μια περιφερειακή συσκευή εισόδου που μετατρέπει μια στατική εικόνα ενός πραγματικού αντικειμένου (για παράδειγμα, ενός φύλλου, της επιφάνειας της γης, του ανθρώπινου αμφιβληστροειδή) σε ψηφιακή μορφή για περαιτέρω επεξεργασία υπολογιστή. Το αρχείο υπολογιστή που προκύπτει από τη σάρωση μιας εικόνας ονομάζεται σάρωση. Οι οπτικοί σαρωτές χρησιμοποιούνται για προετοιμασία επεξεργασίας εικόνας (DTP), αναγνώριση χειρόγραφου, συστήματα ασφάλειας και ελέγχου πρόσβασης, αρχειοθέτηση εγγράφων και παλαιών βιβλίων, επιστημονική και ιατρική έρευνα κ.λπ.

Τύποι οπτικών σαρωτών:

• σαρωτής χειρός
• επίπεδος σαρωτής
• σαρωτή τυμπάνων
• σαρωτής διαφανειών
• σαρωτής ταινιών
• Σάρωση γραμμοκώδικα
• σαρωτής 3D (χωρική)
• σαρωτής βιβλίων
• σαρωτής καθρέφτη
• σαρωτής πρίσματος
• σαρωτής οπτικών ινών

Μαγνητική

Αυτοί οι αναγνώστες έχουν κεφαλές που διαβάζουν πληροφορίες συνήθως γραμμένες σε μαγνητική λωρίδα. Έτσι αποθηκεύονται οι πληροφορίες, για παράδειγμα, στις περισσότερες κάρτες πληρωμής.

Ψηφιακή

Ο αναγνώστης διαβάζει τις πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στην εγκατάσταση μέσω άμεσης επαφής με το σύστημα της εγκατάστασης. Έτσι, μεταξύ άλλων, ο χρήστης υπολογιστή εξουσιοδοτείται με χρήση ψηφιακής κάρτας.

Ραδιόφωνο

Ο αναγνώστης μέσω ραδιοφώνου (RFID) διαβάζει τις πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στο αντικείμενο. Συνήθως, το εύρος μιας τέτοιας συσκευής ανάγνωσης είναι από λίγα έως αρκετά εκατοστά, αν και οι αναγνώστες με εύρος πολλών δεκάδων εκατοστών είναι επίσης δημοφιλείς. Λόγω της ευκολίας χρήσης τους, αντικαθιστούν όλο και περισσότερο τις λύσεις μαγνητικής ανάγνωσης, για παράδειγμα σε συστήματα ελέγχου πρόσβασης.