Ход проведения работы

В лабораторной работе исследуются и определяются численно  некоторые  реальные характеристики планшетного сканера:

• ­оптическая  разрешающая способность;
• ­механическая разрешающая способность;
• ­различия разрешающей способности по направлениям  сканирования;
• ­различия разрешающей способности от апертурного угла;
• ­число элементов в линейке ПЗС;
• ­градационная характеристика фотоэлектрического  преобразователя;
• ­принципы использования -коррекции;
• ­реальная форма градационных характеристик при различных  коэффициентах ;
• ­настройка динамического диапазона;
• ­шумы квантования и их связь с настройкой динамического диапазона.

В качестве тестовых оригиналов для пробного сканирования используются:

• ­прозрачные и непрозрачные ступенчатые полутоновые шкалы в градациях серого;
• ­прозрачные шкалы с непрерывным изменением тона (концентрические на стеклянной основе);
• ­штриховые миры;
• ­вторичные оригиналы;
• ­стандартные мишени IT8.

Основная программная среда при выполнении лабораторной работы – программный пакет для растровой графики Photoshop и программные средства сканера. Для построения графиков используется программа Excel.

На первом этапе работы используется один общий сканер, тестовые оригиналы и средства измерения. На первом этапе выполняется:

1. Отбор тестовых оригиналов;
2. Измерение пространственно частотных характеристик штриховых мир;
3. Измерение оптических плотностей ступенчатых тоновых шкал;
4. Анализ технических характеристик сканера;
5. Выбор режимов работы и настройка сканера;
6. Сканирование штриховой миры в условиях оптимальной фокусировки оптики;
7. Сканирование штриховой миры при максимальном апертурном угле оптической системы;
8. Сканирование непрерывной тоновой шкалы;
9. Сканирование вторичного оригинала;
10. Сохранение графических файлов по локальной сети в индивидуальной папке студента на сервере лаборатории;

На втором этапе выполняется обработка полученных при сканировании графических файлов. Эту часть работы каждый студент выполняет индивидуально на  своей рабочей станции. Полученные результаты в виде графических файлов, графиков Excel и других материалов сохраняются на сервере для проверки преподавателем и защиты лабораторной работы. На втором этапе выполняется:

1. Определение оптической разрешающей способности в области оптимальной фокусировки на оптической оси системы (одномерный график в Excel);
2. Определение механической разрешающей способности (одномерный график в Excel);
3. Определение оптической разрешающей способности при максимальном апертурном угле оптической системы (на границе строки сканирования), (одномерный график в Excel);
4. Классификация интерполяционного алгоритма сканера (одномерный график в Excel);
5. Построение градационной характеристики ПЗС фотоэлектрического преобразователя (график в Excel);
6. Определение числа элементов в ПЗС линейке;
7. Построение графиков для заданных коэффициентов по файлу от ступенчатой тоновой шкалы (график градационной характеристики в программе Photoshop);
8. Выделение шумов квантования по файлу от непрерывной тоновой шкалы;
9. Выделение искажений при сканировании вторичного оригинала и принцип его обработки в программе Photoshop (одномерный график в Excel).

Задания

1. Определить оптическую разрешающую способность сканера для  нескольких характерных областей рабочего стола;
2. Определить механическую разрешающую способность сканера;
3. Определить число элементов в строке ПЗС;
4. Определить форму градационной характеристики ПЗС, построить  график в Excel;
5. Выявить шумы квантования при сканировании тестового оригинала с непрерывным изменением тона;
6. Выявить аппаратные шумы сканирования;
7. Получить в графическом виде в программе Photoshop  градационную  характеристику для =2,2;
8. Получить в графическом виде в программе Photoshop  градационную  характеристику для =0,45;
9. Классифицировать интерполяционные алгоритмы, используемые в сканере;
10. Сравнить результаты сканирования с использованием интерполяционных алгоритмов сканера и алгоритмов программы Photoshop;
11. Выявить искажения при сканировании вторичного оригинала и исключить их средствами сканера и программы Photoshop.

Контрольные вопросы

1. Методика построения и оценки градационной характеристики  сканера;
2. Устройство планшетного сканера;
3. Основные схемы планшетных сканеров;
4. Теорема Котельникова для двухмерных сигналов;
5. Аппаратные шумы и шумы квантования;
6. Основные элементы сканера, определяющие форму градационной характеристики;
7. Режимы работы сканера и их установка;
8. Назначение логарифматора в аналоговом тракте сканера;
9. Логарифматор в цифровом тракте сканера;
10. Связь глубины представления цвета в цифровом тракте с  возможностями нелинейных преобразований;
11. Классификация и назначение основных нелинейных  функциональных  преобразований при цифровой обработке изображений;
12. Динамический  диапазон сканера;
13. Основные области применения серой тоновой шкалы;
14. Градационные характеристики и способы их задания;
15. Шумы квантования;
16. Основные характеристики измерительных приборов;
17. Стандартная тестовая шкала IT8;
18. Разрешающая способность сканера;
19. Спектральные характеристики ПЗС;
20. Основные принципы снижения заметности муара при сканировании вторичных оригиналов