Máy quét và quét

Máy quét là một thiết bị được sử dụng để đọc liên tục: hình ảnh, mã vạch hoặc mã từ, sóng vô tuyến, v.v. sang dạng điện tử (thường là kỹ thuật số). Máy quét quét các luồng thông tin nối tiếp, đọc hoặc đăng ký chúng.

40 Thiết bị đầu tiên có thể được gọi là tiền thân của máy fax / máy quét được phát triển vào những năm đầu XNUMX bởi một nhà phát minh người Scotland. Aleksandra Nhưngmà chủ yếu được gọi là người phát minh ra đồng hồ điện đầu tiên.

Vào ngày 27 tháng 1843 năm 9745, Bain đã nhận được bằng sáng chế của Anh (số XNUMX) cho một cải tiến trong sản xuất và quy định. điện lực Oraz cải tiến bộ đếm thời gian, NS con dấu điện và sau đó thực hiện một số cải tiến đối với một bằng sáng chế khác được cấp vào năm 1845.

Trong mô tả bằng sáng chế của mình, Bain tuyên bố rằng bất kỳ bề mặt nào khác, bao gồm các vật liệu dẫn điện và không dẫn điện, đều có thể được sao chép bằng cách sử dụng các phương tiện này. Tuy nhiên, cơ chế của nó tạo ra hình ảnh chất lượng kém và không kinh tế khi sử dụng, chủ yếu là do máy phát và máy thu không bao giờ được đồng bộ hóa. Khái niệm fax cơ bản đã được cải thiện phần nào vào năm 1848 bởi một nhà vật lý người Anh Frederica Bakewellnhưng thiết bị Bakewell (1) cũng tạo ra các bản sao có chất lượng kém.

1861 Máy fax cơ điện hoạt động thực tế đầu tiên được sử dụng thương mại được gọi là "chữ viết'(2) được phát minh bởi một nhà vật lý người Ý Giovannigo Casellego. Trong các XNUMX, máy báo điện tử là một thiết bị để truyền văn bản viết tay, bản vẽ và chữ ký qua các đường điện báo. Nó đã được sử dụng rộng rãi như một công cụ xác minh chữ ký trong các giao dịch ngân hàng.

Một chiếc máy làm bằng gang và cao hơn hai mét, đối với chúng ta ngày nay, nó thật vụng về, nhưng khá hiệu quả vào thời điểm đóanh ta đã hành động bằng cách yêu cầu người gửi viết tin nhắn trên một tờ thiếc bằng mực không dẫn điện. Tấm này sau đó được gắn vào một tấm kim loại cong. Bút cảm ứng của người gửi đã quét tài liệu gốc, theo các đường thẳng song song của nó (ba dòng trên milimét).

Các tín hiệu được truyền bằng điện báo đến nhà ga, nơi tin nhắn được đánh dấu bằng mực xanh Prussian, thu được là kết quả của một phản ứng hóa học, vì giấy trong thiết bị nhận được tẩm kali ferrocyanide. Để đảm bảo rằng cả hai kim đều quét ở cùng một tốc độ, các nhà thiết kế đã sử dụng hai đồng hồ cực kỳ chính xác dẫn động một con lắc, lần lượt được kết nối với các bánh răng và dây đai điều khiển chuyển động của các kim.

1913 tăng bác sĩ tin họcai có thể quét hình ảnh bằng tế bào quang điện. Ý tưởng Edward Belin (3) được phép truyền qua đường dây điện thoại và trở thành cơ sở kỹ thuật cho dịch vụ AT&T Wirephoto. Bác sĩ bụng điều này cho phép các hình ảnh được gửi đến các vị trí xa qua mạng điện báo và điện thoại.

Vào năm 1921, quá trình này đã được cải tiến để các bức ảnh cũng có thể được truyền bằng cách sử dụng sóng radio. Trong trường hợp của máy đo thời gian, một thiết bị điện được sử dụng để đo cường độ ánh sáng. Mức cường độ ánh sáng được truyền đến máy thunơi nguồn sáng có thể tái tạo cường độ do máy phát đo được bằng cách in chúng ra giấy ảnh. Máy photocopy hiện đại sử dụng một nguyên tắc rất giống nhau, trong đó ánh sáng được thu nhận bởi các cảm biến điều khiển bằng máy tính và bản in dựa trên công nghệ laze.

3. Eduard Belin với một máy đo thời gian

1914 Rau củ công nghệ nhận dạng ký tự quang học (nhận dạng ký tự quang học), được sử dụng để nhận dạng các ký tự và toàn bộ văn bản trong tệp đồ họa, dạng bitmap, có từ đầu Chiến tranh thế giới thứ nhất. Thì đây Emanuel Goldberg i Edmund Fournier d'Albe đã phát triển độc lập các thiết bị OCR đầu tiên.

Goldberg đã phát minh ra một chiếc máy có khả năng đọc các ký tự và chuyển đổi chúng thành mã điện báo. Trong khi đó, d'Albe đã phát triển một thiết bị được gọi là optophone. Đó là một máy quét di động có thể di chuyển dọc theo mép của văn bản in để tạo ra các tông màu riêng biệt và khác biệt, mỗi tông màu tương ứng với một ký tự hoặc chữ cái cụ thể. Phương pháp OCR, mặc dù được phát triển qua nhiều thập kỷ, về nguyên tắc hoạt động tương tự như các thiết bị đầu tiên.

1924 Richard H. Kiểm lâm sự phát minh quang đồ không dây (4). Anh ấy sử dụng nó để gửi một bức ảnh của tổng thống Calvin Coolidge từ New York đến London năm 1924, bức ảnh đầu tiên được fax qua radio. Phát minh của Ranger được sử dụng thương mại vào năm 1926 và vẫn được sử dụng để truyền biểu đồ thời tiết và các thông tin thời tiết khác.

4. Bản sao của bức ảnh quảng cáo đầu tiên của Richard H. Ranger.

1950 Thiết kế bởi Benedict Cassin máy quét tuyến tính y tế đi trước sự phát triển thành công của máy dò quét định hướng. Năm 1950, Cassin lắp ráp hệ thống quét tự động đầu tiên, bao gồm máy dò ánh sáng điều khiển động cơ kết nối với máy in tiếp sức.

Máy quét này được sử dụng để hình dung tuyến giáp sau khi tiêm iốt phóng xạ. Năm 1956, Kuhl và các đồng nghiệp của ông đã phát triển một máy quét Cassin để cải thiện độ nhạy và độ phân giải của nó. Với sự phát triển của dược phẩm phóng xạ dành riêng cho cơ quan, một mô hình thương mại của hệ thống này đã được sử dụng rộng rãi từ cuối những năm 50 đến đầu những năm 70 để quét các cơ quan chính của cơ thể.

1957 tăng máy quét trống, thiết bị đầu tiên được thiết kế để hoạt động với máy tính để thực hiện quét kỹ thuật số. Nó được chế tạo tại Cục Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ bởi một nhóm dẫn đầu bởi Russell A. Kirsch, khi đang làm việc trên máy tính được lập trình nội bộ (được lưu trữ trong bộ nhớ) đầu tiên của Mỹ, Máy tính tự động tiêu chuẩn phương Đông (SEAC), cho phép nhóm của Kirsch thử nghiệm với các thuật toán tiền thân của xử lý hình ảnh và nhận dạng mẫu.

Russell và Kirshovi hóa ra là một máy tính có mục đích chung có thể được sử dụng để mô phỏng nhiều lôgic nhận dạng ký tự đã được đề xuất triển khai trong phần cứng. Điều này sẽ yêu cầu một thiết bị đầu vào có thể chuyển đổi hình ảnh thành dạng thích hợp. lưu trữ trong bộ nhớ máy tính. Do đó máy quét kỹ thuật số đã ra đời.

Máy quét CEAC đã sử dụng một trống quay và một bộ nhân quang để phát hiện phản xạ từ một hình ảnh nhỏ gắn trên trống. Mặt nạ được đặt giữa hình ảnh và ống nhân quang đã được bọc kín, tức là chia hình ảnh thành một lưới đa giác. Hình ảnh đầu tiên được quét trên máy quét là bức ảnh 5 × 5 cm của cậu con trai ba tháng tuổi của Kirsch, Walden (5 tuổi). Hình ảnh đen trắng có độ phân giải 176 pixel mỗi cạnh.

Thập niên 60-90 Thế kỷ XX Công nghệ quét 3D đầu tiên được tạo ra từ những năm 60 của thế kỷ trước. Các máy quét ban đầu sử dụng đèn, máy ảnh và máy chiếu. Do hạn chế của phần cứng, việc quét chính xác các đối tượng thường mất rất nhiều thời gian và công sức. Sau năm 1985, chúng được thay thế bằng máy quét có thể sử dụng ánh sáng trắng, tia laze và bóng đổ để chụp một bề mặt nhất định. Quét laser tầm trung trên mặt đất (TLS) được phát triển từ các ứng dụng trong không gian và các chương trình quốc phòng.

Nguồn tài trợ chính cho các dự án tiên tiến này đến từ các cơ quan chính phủ Hoa Kỳ như Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng (DARPA). Điều này tiếp tục cho đến những năm 90, khi công nghệ này được công nhận là một công cụ có giá trị cho các ứng dụng công nghiệp và thương mại. Đột phá khi triển khai thương mại Quét laser 3D (6) là sự xuất hiện của các hệ thống TLS dựa trên phương pháp tam giác. Thiết bị mang tính cách mạng được tạo ra bởi Xin Chen cho Mensi, được thành lập vào năm 1987 bởi Auguste D'Aligny và Michel Paramitioti.

5. Hình ảnh đầu tiên được quét bởi máy quét SEAC

6. Hình dung về tia laser quét trên mặt đất TLS

1963 Nhà phát minh người Đức Rudolf Ad đại diện cho một sự đổi mới đột phá khác, sắc ký đồ, được mô tả trong các nghiên cứu là "máy quét đầu tiên trong lịch sử" (mặc dù nó nên được hiểu là thiết bị thương mại đầu tiên thuộc loại này trong ngành in). Năm 1965, ông đã phát minh ra bộ hệ thống đánh máy điện tử đầu tiên với bộ nhớ kỹ thuật số (bộ máy tính) đã cách mạng hóa ngành công nghiệp in trên toàn thế giới.. Cùng năm, "nhà soạn nhạc kỹ thuật số" đầu tiên được giới thiệu - Digiset. Máy quét thương mại DC 300 của Rudolf Hella từ năm 1971 đã được ca ngợi là một bước đột phá về máy quét đẳng cấp thế giới.

7. Người phát minh ra máy đọc sách Kurzweil.

1974 bắt đầu Thiết bị OCRnhư chúng ta biết ngày nay. Nó được thành lập sau đó Sản phẩm máy tính Kurzweil, Inc. Sau này được biết đến như một nhà tương lai học và là người cổ vũ cho "điểm kỳ dị về công nghệ", ông đã phát minh ra một ứng dụng mang tính cách mạng của kỹ thuật quét và nhận dạng các dấu hiệu và biểu tượng. Ý tưởng của anh ấy là xây dựng một máy đọc sách cho người mù, cho phép người khiếm thị đọc sách qua máy tính.

Ray Kurzweil và nhóm của anh ấy đã tạo ra Máy đọc sách của Kurzweil (7) và Phần mềm công nghệ Omni-Font OCR. Phần mềm này được sử dụng để nhận dạng văn bản trên một đối tượng được quét và chuyển nó thành dữ liệu ở dạng văn bản. Những nỗ lực của ông đã dẫn đến sự phát triển của hai kỹ thuật sau này và vẫn có tầm quan trọng lớn. Nói về Bộ tổng hợp giọng nói i máy quét phẳng.

Máy quét phẳng Kurzweil từ những năm 70. có không quá 64 kilobyte bộ nhớ. Theo thời gian, các kỹ sư đã cải thiện độ phân giải và dung lượng bộ nhớ của máy quét, cho phép các thiết bị này chụp ảnh lên đến 9600 dpi. Quét hình ảnh quang học, văn bản, tài liệu viết tay hoặc các đối tượng và chuyển đổi chúng thành một hình ảnh kỹ thuật số đã trở nên phổ biến rộng rãi vào đầu những năm 90.

Vào thế kỷ 5400, máy quét phẳng đã trở thành thiết bị rẻ tiền và đáng tin cậy, đầu tiên cho văn phòng và sau đó là cho gia đình (thường được tích hợp với máy fax, máy photocopy và máy in). Nó đôi khi được gọi là quét phản xạ. Nó hoạt động bằng cách chiếu sáng đối tượng được quét bằng ánh sáng trắng và đọc cường độ và màu sắc của ánh sáng phản xạ từ nó. Được thiết kế để quét bản in hoặc các vật liệu phẳng, không trong suốt khác, chúng có phần trên có thể điều chỉnh được, có nghĩa là chúng có thể dễ dàng chứa sách lớn, tạp chí, v.v. .

1994 Máy quét 3D đang tung ra một giải pháp có tên là ĐẠI DIỆN. Hệ thống này giúp bạn có thể quét các đối tượng một cách nhanh chóng và chính xác trong khi vẫn duy trì mức độ chi tiết cao. Hai năm sau, cùng một công ty cung cấp Kỹ thuật ModelMaker (8), được quảng cáo là kỹ thuật chính xác đầu tiên để "chụp các vật thể XNUMXD thực".

2013 Apple tham gia Máy quét vân tay Touch ID (9) cho điện thoại thông minh mà nó sản xuất. Hệ thống được tích hợp cao với các thiết bị iOS, cho phép người dùng mở khóa thiết bị, cũng như mua hàng từ các cửa hàng kỹ thuật số khác nhau của Apple (iTunes Store, App Store, iBookstore) và xác thực thanh toán Apple Pay. Năm 2016, chiếc máy ảnh Samsung Galaxy Note 7 ra mắt thị trường không chỉ được trang bị máy quét vân tay mà còn được trang bị máy quét mống mắt.

8. Một trong những máy quét 3D ModelMaker

9. Máy quét ID cảm ứng trên iPhone

Phân loại máy quét

Máy quét là một thiết bị được sử dụng để đọc liên tục: hình ảnh, mã vạch hoặc mã từ, sóng vô tuyến, v.v. sang dạng điện tử (thường là kỹ thuật số). Máy quét quét các luồng thông tin nối tiếp, đọc hoặc đăng ký chúng.

Vì vậy, nó không phải là trình đọc bình thường mà là trình đọc từng bước (ví dụ: máy quét hình ảnh không chụp toàn bộ hình ảnh cùng một lúc như máy ảnh, mà thay vào đó ghi các dòng liên tiếp của hình ảnh - vì vậy máy quét sẽ đọc đầu đang di chuyển hoặc phương tiện được quét bên dưới).

máy quét quang học

Máy quét quang học trong máy tính thiết bị đầu vào ngoại vi chuyển đổi hình ảnh tĩnh của một vật thể thực (ví dụ: chiếc lá, bề mặt trái đất, võng mạc của con người) thành dạng kỹ thuật số để máy tính xử lý thêm. Tệp máy tính thu được từ quá trình quét hình ảnh được gọi là quá trình quét. Máy quét quang học được sử dụng để chuẩn bị xử lý hình ảnh (DTP), nhận dạng chữ viết tay, hệ thống kiểm soát an ninh và truy cập, lưu trữ tài liệu và sách cũ, nghiên cứu khoa học và y tế, v.v.

Các loại máy quét quang học:

• máy quét cầm tay
• máy quét phẳng
• máy quét trống
• máy quét slide
• máy quét phim
• Máy quét mã vạch
• Máy quét 3D (không gian)
• máy quét sách
• máy quét gương
• máy quét lăng kính
• máy quét sợi quang

Từ tính

Những đầu đọc này có đầu đọc thông tin thường được viết trên một dải từ. Đây là cách thông tin được lưu trữ, ví dụ, trên hầu hết các thẻ thanh toán.

Kỹ thuật số

Người đọc đọc thông tin được lưu trữ tại cơ sở thông qua việc tiếp xúc trực tiếp với hệ thống tại cơ sở. Vì vậy, trong số những thứ khác, người dùng máy tính được phép sử dụng thẻ kỹ thuật số.

Radio

Đầu đọc vô tuyến (RFID) đọc thông tin được lưu trữ trong đối tượng. Thông thường, phạm vi của đầu đọc như vậy là từ vài đến vài cm, mặc dù đầu đọc có phạm vi vài chục cm cũng rất phổ biến. Do tính dễ sử dụng, chúng ngày càng thay thế các giải pháp đọc từ tính, ví dụ như trong các hệ thống kiểm soát ra vào.