Vertiefung des Buchscannens: Entschlüsselung der Feinheiten von professionellen Scannern
Nachdem wir uns im letzten Blog mit Digitalkameras beschäftigt haben, wollen wir nun die Scanprinzipien, Sensoren und Objektive beleuchten, die Buchscanner zu etwas Einzigartigem machen.
In diesem Kapitel gehen wir näher auf die Einzelheiten ein, durch die sich professionelle Scanner von ihren Gegenstücken, den Digitalkameras, unterscheiden.
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Über das Objektiv hinaus: Das perfekte Bild gestalten
Es gibt einen guten Grund, warum Unternehmen wie Canon, Image Access, InoTec und andere für ihre Scanner nur Linearsensoren verwenden und die Digicam-Technologie ablehnen. Die in professionellen Scannern verwendeten Linearsensoren erfassen nacheinander rote, grüne und blaue Linien von einem mit weißem Licht beleuchteten Dokument. Ein Objektiv verkleinert dann das erfasste Bild und projiziert es auf den linearen CCD-Sensor (charge-coupled device). Während sich bei professionellen Scannern das Dokument (Objekt) synchron mit der Belichtung der CCD-Elemente bewegt, bewegt sich bei einem Buchscanner das Kamera-Objektivsystem oder in manchen Fällen ein Spiegel, der sich über dem Objekt dreht und so eine Bewegung simuliert.
Das rote Element nimmt eine Zeile des Bildes auf, das grüne Element eine weitere und das blaue Element eine dritte. Anschließend ordnet ein Computer diese Zeilen in der richtigen Reihenfolge an. Der Bildsignalprozessor ("Image Signal Processor", ISP)* verwaltet diese Umwandlung des Bayer-Bildes in ein vollständig verarbeitetes Bild. Das resultierende Bild besteht aus RGB-Werten in voller Auflösung ohne Artefakte des Bayer-Musters**.
Außerdem wandelt ein trilinearer Sensor Licht auf seiner Oberfläche in elektrische Signale um. Scanner mit CCD-Sensoren sind in der Lage, dank RGB-Farbfiltern auf drei aufeinander folgenden Reihen von CCD-Elementen eine große Farbskala zu liefern. Auf die Größe kommt es an, daher haben hochwertige CCD-Sensoren in der Regel große Pixel (ein Wert von 10µm x 10µm ist typisch), da dadurch Rauschen und andere bildverschlechternde Effekte reduziert werden.
Scanner-Objektive
Bei der Dokumentenerfassung/Digitalisierung ist das Objektiv eine entscheidende Komponente. Die Abmessungen eines Pixels auf dem Originalbild bei einer Auflösung von 600 dpi betragen 64µm x 64µm. Wenn die CCD-Elemente 10µm x 10µm groß sind, muss also ein Verkleinerungsobjektiv mit einem Verhältnis von 1:6,4 verwendet werden. Daraus ergibt sich sowohl eine große Spurlänge als auch eine große Schärfentiefe.Moderne Buchscanner verwenden in der Regel eine Kamera, die aus einem Objektiv und einem linearen CCD-Element besteht. Die Ausrichtung ist so, dass sich nur der Abstand zwischen diesen Elementen während der Abtastung des Buches ändert, so dass der korrekte Fokus erhalten bleibt.
Die Qualität der Verkleinerungslinse wirkt sich direkt auf die Gesamtqualität des Scannersystems aus. Allerdings sind die Anforderungen an Scannerobjektive im Vergleich zu hochwertigen Objektiven für Digitalkameras weniger streng. Das liegt daran, dass aufgrund der Beschaffenheit des Zeilensensors nur der mittlere Teil des Objektivs genutzt wird. Im Gegensatz zu Objektiven von Digitalkameras muss ein Scannerobjektiv keinen so großen Durchmesser haben, wodurch Probleme wie Farbabweichungen, geometrische Ungenauigkeiten wie Nadelkissenverzerrungen und ein Intensitätsverlust an den äußeren Rändern vermieden werden.
Scanner dienen nicht nur der Bilderfassung, sondern werden auch für Präzisionsanwendungen wie die Qualitätskontrolle eingesetzt. Dies unterstreicht die Bedeutung der Präzision von Scannersystemen, die den Verlust von Details außerhalb ihres Fokusbereichs verhindern.
Grundsätze des Scannens
Das Scannen von Büchern ist eine Herausforderung, weil sie nicht flach sind. Die Scanner müssen der gekrümmten Oberfläche des Buches folgen und den Fokus kontinuierlich anpassen. Es gibt zwei Haupt-Scanrichtungen: von oben nach unten oder von links nach rechts. Jede hat ihre Vor- und Nachteile. Das Scannen von oben nach unten erfordert mehr Pixel in der Kamera, deckt aber eine kürzere Strecke ab und ist schneller.Einige Scanner können auch seitwärts scannen und dabei den Fokus und die Auflösung anpassen, während sie gekrümmte Oberflächen scannen. Diese Scanner können flache Dokumente, teilweise geöffnete Bücher und Objekte in einer V-förmigen Halterung verarbeiten. Scanner, die von oben nach unten scannen, können flache und V-förmige Dokumente nicht gleichzeitig verarbeiten.
Wie in unserem ersten Blog erwähnt, verwenden einige Anbieter Digitalkameras und behaupten fälschlicherweise, dass diese genauso funktionieren wie Buchscanner. Solange ein Dokument jedoch nicht völlig flach ist, ist eine Digitalkamera unzureichend und wird sogar Schwierigkeiten haben, einen hochauflösenden Schwarz-Weiß-Druck zu erstellen. Die Hersteller versuchen, dieses Problem zu umgehen, indem sie entweder eine sehr lange Brennweite verwenden, wodurch die Scanner sehr hoch sind, oder indem sie preiswerte Chipkameras mit geringer Auflösung einsetzen, um den Eindruck eines größeren Brennweitenbereichs zu erwecken.
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Als unabhängiger Experte für das Scannen von Büchern bietet Dyanix individuelle Empfehlungen, einschließlich Vor-Ort- und Installationsdiensten für ImageAccess-Buchscanner sowie fachkundige Wartungs- und Schulungsdienste in der gesamten EMEA-Region. Dyanix setzt sich dafür ein, dass Ihre Scanning-Reise nicht nur effizient, sondern auch auf Ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten ist.
Schlussfolgerung
Auf unserer Reise durch die Feinheiten des Scannens von Büchern haben wir uns zum Ziel gesetzt, den Fachjargon zu vereinfachen und praktische Hilfsmittel für eine fundierte Entscheidungsfindung bei der Auswahl des idealen Buchscanners bereitzustellen. Bleiben Sie dran, wenn wir in den nächsten Ausgaben dieser Serie die sich ständig weiterentwickelnde Scantechnologie weiter erforschen.
Nehmen Sie noch heute Kontakt mit uns auf, um den perfekten Buchscanner zu finden, der auf Ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnitten ist. Und falls Sie es noch nicht getan haben, sollten Sie sich die grundlegenden Aspekte von Buchscannern in unserer vorherigen Folge "Seiten präservieren: Die Einführung von Buchscannern" näher ansehen."
* Der Bildsignalprozessor ("Image Signal Processor", ISP) wird zur Verarbeitung von Rohbildern in Kameramodulen eingesetzt. Er führt Operationen am aufgenommenen Bild aus, einschließlich Entfernung des Mosaiks, Rauschunterdrückung und andere automatisierte Funktionen, die zur Erzeugung eines verbesserten Bildes beitragen.
** Bayer-Muster-Artefakte sind visuelle Verzerrungen in digitalen Bildern, die auf die Bayer-Filteranordnung zurückzuführen sind und die Farbe, Genauigkeit und Qualität beeinträchtigen.
