Dans le prolongement de notre exploration des appareils photo numériques dans le précédent article, nous allons maintenant nous intéresser aux principes de numérisation, aux capteurs et aux objectifs qui hissent les scanners de livres dédiés à des sommets inégalés.

Dans ce chapitre, nous allons approfondir les détails complexes qui distinguent les scanners professionnels de leurs homologues numériques.

Au-delà de l'objectif : créer l'image parfaite

Il existe une excellente raison pour laquelle des entreprises telles que Canon, Image Access, InoTec et d'autres privilégient exclusivement les capteurs linéaires et rejettent la technologie des appareils photo numériques pour leurs scanners. Les capteurs linéaires utilisés par les scanners professionnels capturent consécutivement les lignes rouges, vertes et bleues d'un document éclairé par une lumière blanche. Un objectif réduit ensuite l'image capturée et la projette sur le capteur linéaire à couplage de charge (CCD). Alors que dans les scanners professionnels, le document (l'objet) se déplace en synchronisation avec l'exposition des éléments CCD, dans un scanner de livres, c'est le système optique de l'appareil qui se déplace ou, dans certains cas, un miroir qui tourne au-dessus de l'objet, simulant ainsi le mouvement.

L'élément rouge capture une ligne de l'image, l'élément vert en capture une autre et l'élément bleu une troisième. Ensuite, un ordinateur organise ces lignes dans le bon ordre. Le processeur de signal d'image (ISP)* gère cette transformation de l'image Bayer en une image entièrement traitée. L'image obtenue se compose de valeurs RVB en pleine résolution, sans aucun artefact de motif Bayer**.

* Le processeur de signal d'image (ISP) est utilisé pour traiter les images brutes dans les modules de caméra. Il exécute des opérations sur l'image capturée, notamment le démosaïquage, le débruitage et d'autres fonctions automatisées, contribuant ainsi à la production d'une image optimisée.

** Les artefacts du motif Bayer sont des distorsions visuelles dans les images numériques dues à la matrice de filtres Bayer, qui affectent la couleur, la précision et la qualité.

En effet, un capteur trilinéaire convertit la lumière sur sa surface en signaux électriques. Les scanners équipés de capteurs CCD sont capables de fournir une gamme de couleurs étendue grâce à des filtres RVB sur trois rangées consécutives d'éléments CCD. La taille est importante : c'est pourquoi les capteurs CCD de haute qualité utilisent généralement des pixels de grande taille (une valeur de 10 µm x 10 µm est courante), car cela réduit le bruit et les autres effets dégradant l'image.

Objectifs de scanner

Dans la capture numérique de documents, l'objectif est un composant essentiel. Les dimensions d'un pixel sur l'image originale à une résolution de 600 dpi sont de 64 µm x 64 µm. Par conséquent, si les éléments CCD mesurent 10 µm x 10 µm, un objectif de réduction avec un rapport de 1:6,4 doit être utilisé. Il en résulte une longue distance de projection et une grande profondeur de champ.

Les scanners de livres modernes utilisent généralement une configuration composée d'un objectif et d'un capteur CCD linéaire. L'alignement est tel que seule la distance entre ces éléments change pendant le balayage du livre, ce qui permet de maintenir une mise au point précise.

La qualité de l’objectif de réduction a un impact direct sur la qualité globale du système de numérisation. Cependant, les contraintes imposées aux objectifs de scanner sont moins strictes que celles des objectifs d'appareils photo numériques haut de gamme. En effet, seule la partie centrale de l’objectif est utilisée en raison de la nature du capteur linéaire. Contrairement aux objectifs d'appareils photo, ceux des scanners n'ont pas besoin d'un diamètre aussi important, ce qui évite des problèmes tels que les aberrations chromatiques, les imprécisions géométriques (comme les distorsions en coussinet) et la perte d'intensité sur les bords.

Les scanners ne servent pas uniquement à capturer des images ; ils sont également utilisés pour des applications de précision, telles que le contrôle qualité. Cela souligne l'importance de la précision dans les systèmes de numérisation, qui permet d'éviter la perte de détails en dehors de la zone de mise au point.

Principes de numérisation

La numérisation de livres est complexe car les pages ne sont pas planes. Les scanners doivent suivre la surface courbe du livre et ajuster la mise au point en continu. Il existe deux directions de numérisation principales : de haut en bas ou de gauche à droite. Chacune présente des avantages et des inconvénients. La numérisation de haut en bas nécessite davantage de pixels dans l'appareil, mais elle couvre une distance plus courte et s'avère plus rapide.

Certains scanners peuvent également numériser latéralement, en ajustant la mise au point et la résolution lors de la capture de surfaces courbes. Ces scanners peuvent traiter des documents plats, des livres partiellement ouverts et des objets placés dans un support en V. Les scanners qui numérisent de haut en bas ne peuvent pas traiter simultanément des documents plats et des documents en V.

Comme mentionné dans notre premier article, certains fournisseurs utilisent des appareils photo numériques en affirmant à tort qu'ils fonctionnent de la même manière que les scanners de livres. Cependant, à moins qu'un document ne soit parfaitement plat, un appareil photo numérique est insuffisant et aura même du mal à capturer une impression noir et blanc haute résolution. Les fournisseurs tentent de surmonter ce problème soit en utilisant une très longue distance focale, ce qui rend les scanners très hauts, soit en utilisant des capteurs à faible coût et à faible résolution pour donner l'illusion d'une plus grande distance focale.

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Conclusion

Au fur et à mesure que nous explorons les subtilités de la numérisation de livres, notre mission reste claire : simplifier le jargon technique et fournir des outils pratiques pour prendre des décisions éclairées dans le choix du scanner de livres idéal. Restez à l'écoute pour les prochains épisodes de cette série, dans lesquels nous poursuivrons notre exploration du domaine en constante évolution de la technologie de numérisation.