Skenery a čtečky čárových kódů

1. Úvod

1.1. Co je to skener?

Scanner (nebo také skener/skenr z anglické výslovnosti tohoto slova) je zařízení, které snímá analogový obraz z fotografií, plakátů, dokumentů, nebo dokonce i 3D objektů (atp.) a převádí jej do digitální podoby.

Existuje několik druhů skenerů, jenž se vyvíjely v průběhu padesátých let až do dneška. Skenery s vysokým rozlišením se využívají především pro snímání velkých obrazů, zatímco ty s rozlišením nižším spíše pro jednoduché převedení fotografií do digitální podoby a pro jejich následné zpracování (nejčastěji v počítači).

1.2. Princip činnosti

Ve skeneru je snímač, který se nazývá CCD snímač. Ten využívá (stejně jako všechny světlocitlivé elektronické součástky) fyzikálního jevu nazývaného fotoefekt. Tento jev spočívá v tom, že když foton narazí do atomu, dokáže převést některý z jeho elektronů do excitovaného (základního) stavu (vyšší energetická hladina než normální stav).

To umožní vzniku zjistitelného elektrického náboje (respektive napětí) odpovídající intenzitě světla, které do buňky dopadlo. Buňka je analogové zařízení a jejím výstupem je analogové napětí úměrné změřenému světlu. Náboj se poté přenese ke sběrnici a zesilovači.

V A/D (analog -> digitál) převodníku dojde k digitalizaci, tedy přeměně zesíleného analogového signálu.

Často se dnes setkáte také s CIS technologií, která funguje na podobném, ale levnějším způsobu, než CCD čip. Nedosahuje ale takové kvality jako profesionální CCD skenery.

Skenery dělíme podle konstrukce, na černobílé a barevné, podle rozlišení, podle maximální velikosti vložené předlohy, atp. Zvláštním druhem skenerů je čtečka čárových kódu.

1.3. Čárový kód

Čárový kód je prostředek pro automatizovaný sběr dat. Je to obraz tvořen černými pruhy s definovanou šířkou. Tyto kódy jsou sice standardizované, ale těchto standardů jsou přibližně dvě stovky.

Snímání čárového kódu funguje na principu skeneru. Skener „vyfotí“ proužek z čárového kódu a „přečte“ šířky proužků a mezer. Ty jsou následně porovnávány s tabulkou přípustných kombinací.

Nalezne-li se shoda, je kód uznán za odpovídající textový řetězec. Důležité je, že nejen černý pruh, ale i mezera je nositelem informace.

První a poslední skupiny čar nesou informaci o signálu Start/Stop.

Podle technické specifikace je nutné, aby před i za kódem bylo ochranné pásmo mezer, jak vidíte na obrázku 1.

1.3.1. Slovník čárového kódu

• šířka modulu – (X) – neužší možná šířka čáry či mezery
• světlé pásmo – (R) – daný ochranný čtyřúhelník kolem kódu, který pomáhá odlišit samotný kód od obalu (nebo jiného pozadí, kde je kód vytištěn)
• výška kódu – (H) – jak název napovídá, jedná se o svislý rozměr pruhů
• délka kódu – (L) – obsazená délka kódu od značky Start po značku Stop (bez světlého pásma)
• kontrast – (C) – poměr rozdílu jasu odrazu pozadí a čáry k jasu odrazu pozadí (měl by přesahovat hodnotu 0,7)

2. Historie skenerů

První skener byl vytvořen asi před padesáti lety v severním Německu, jakožto fax, který byl vynalezen doktorem Rudolfem Hellem. Byl navržen k přenosu informace pro novinový průmysl a schopen přenášet dokumenty ve formě obrázku rastrovaného do čar a pixelů.

Toto zařízení bylo vybaveno snímacím bubnem a barvy snímal optoelektricky. To znamená, že hodnoty barev převáděl do elektrického ekvivalentu. Fotonásobič detekoval světlo a převedl ho (k čemuž dnes používáme fotodetektory), signál zesílil a tak byl schopen uchovat obraz ve vysoké kvalitě.

Tento velice drahý, složitý přístroj se později vyvinul v takzvaný stolní (flatbed) skener, který už ale používal jinou, méně finančně náročnou technologii – CCD, jehož funkce byla již popsána v úvodu.

Další vývoj skenerů probíhal podle toho, co bylo od přístroje vyžadováno – různé variace stolních skenerů pro různé formáty, kinecty s pohyblivou čočkou pro snímání třídimenzionálních objektů, filmové skenery na negativy a diapozitivy, a tak dále.

Později byl lineární CCD nahrazen CCD čipem (Bayerovým čipem). Ten byl schopen číst barevný dokument ve zlomku sekundy díky Bayerově uspořádání barevných filtrů v CCD snímači.

Zatímco první skenery dokázaly pořídit obraz osmibitový, poté desetibitový a později dokonce dvanáctibitový (schopný rozlišit 4 094 odstínů šedé), dnes běžně užíváme skenery šestnáctibitové (asi 65 000 odstínů šedé).

3. Dělení skenerů podle konstrukce

3.1. Stolní skener

Stolní skenery sice zaberou na stole nějaké to místo, na druhou stranu poskytnou vysokou kvalitu za (relativně) málo peněz. Vypadají trochu jako miniaturní tiskárny s otevíratelným krytem, který chrání skleněnou desku za ním.

Podle velikosti skeneru může být určen pro různé velikosti papíru, jako je Legal, A4, atp. Flexibilní kryty vám poskytnou dostatek prostoru třeba na skenování knih.

Tyto skenery jsou skvělé na občasné skenování novinových článků, stránek z knih, nebo skenování fotografií.

Stolní skenery jsou často integrování do multifunkčních tiskáren. Běžně se dá pořídit za méně než dva tisíce korun.

3.2. Skenery na fotografie

Skenování dokumentů nevyžaduje velké rozlišení nebo barevnou hloubku. U fotografií tomu tak ale není. Spousta víceúčelových skenerů fotografie skenovat dokáže, což znamená, že si nepotřebujete pořídit další skener určený na fotografie. Pokud ale potřebujete digitalizovat filmové negativy nebo diapozitivy, speciální skener bude rozhodně lepší řešení (i když je podstatně dražší).

Často také obsahují software pro čištění starých fotografií. Slušné skenery na diapozitivy a negativy seženete od tří do šesti tisíc korun.

3.3. Sheetfed skenery

Sheetfed skenery jsou o něco menší než ty stolní. Místo abyste pokládali jeden dokument za druhým na skleněnou desku, stačí do něj vložit všechny dokumenty, o něž se sheetfed skener následně postará. Ušetříte si nějaké místo, na druhou stranu ale nemáte jistotu kvalitního rozlišení.

Pokud skenujete pouze dokumenty, může se vám sheetfed skener vyplatit, zvlášť, když se takových dokumentů ve firmě nahromadí kupa. Kvalitní sheetfed skenery začínají na sedmi tisíc.

3.4. Přenosné skenery

Přenosné skenery jsou dostatečně malé, abyste s nimi mohli přecházet po celém pracovišti. Některé jsou dokonce tak malé, že se vám vejdou do kapsy. Pen skenery jsou jen o něco větší než obyčejná propiska. Jiné jsou zase stejně široké jako řádek dokumentu, čímž můžete snadno skenovat řádek po řádku.

Přenosné skenery nemají moc vysoké rozlišení, proto nejsou vhodné pro skenování fotografií (nebo jiných věcí, kde potřebujete výsledek vysoce kvalitní). Jelikož nejsou o moc levnější než stolní skenery, budou vám užitečné asi jen pokud jste student, výzkumník, nebo tajný agent...

Za přenosný skener zaplatíte kolem tří a půl tisíc.

4. Rozpoznávání textu a Digital ICE

4.1. Rozpoznávání textu

Optické rozpoznávání znaků (OCR) je metoda dovolující digitalizaci tištěného textu. S výsledkem lze pracovat stejně jako s každým jiným počítačovým textem.

OCR programy dnes ještě stále nejsou dokonalé, takže se výsledek musí podrobit důkladné korektuře. U nekvalitních předloh se vyplatí (z časového hlediska) spíše ruční přepis.

4.2. Digital ICE

Digital ICE znamená v překladu digitální vylepšení a opravy obrazu. Jde o sadu softwaru pro získání lepší kvality obrazu z filmových předloh.

Zkratka Digital ICE je označení technologie od firmy Kodak. Později se přidali filmové skenery od Nikonu a dalších.

Nevýhodou této technologie je, že nelze použít na klasický černobílý film.

5. Výrobci

• Epson
• Hewlett Packard (HP)
• Canon
• Plustek (spolu s prvními třemi asi nejvíce známí výrobci skenerů)
• Motorola
• Honeywell (spíše čtečky čárových kódů)

 

6. Závěr (zdroje)

Obrázek 1 - Čárový kód není snímán kolmo, přesto funguje. Bayerovo uspořádání v CCD snímači. Wikipedie: otevřená encyklopedie [online]. 2001- [cit. 2015-09-26]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/…yerova_maska#…

Obrázek 2 - Bayerovo uspořádání v CCD snímači Čárový kód. Wikipedie: otevřená encyklopedie [online]. 2001- [cit. 2015-09-26]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/…%BD_k%C3%B3d#…

Historie počítačů: počítačový skener. History of Computers: hardware, software, internet.. [online]. 2015 [cit. 2015-09-26]. Dostupné z: http://history-computer.com/…scanner.html Scanner.

Wikipedie: otevřená encyklopedie [online]. 2015 [cit. 2015-09-26]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Scanner

V následujícím kvízu, Online test znalostí: Hardware, si vyzkoušíme nabyté zkušenosti z kurzu.