5.1.1. Giới thiệu
Scan là 1 tiến trình chuyển đổi các dữ liệu từ “bản cứng” (tài liệu dạng giấy, film) thành dạng số và lưu trữ dưới dạng “bản mềm” trong máy tính hoặc thiết bịlưu trữ nào đó. Từđó, dữ liệu có thể bảo quản lâu dài hoặc vận chuyển đi xa mà không sợ gặp phải những sự cố không mong muốn.
Quá trình hình thành giấy được làm từ các nguyên liệu thiên nhiên nên việc lưu trữ tài liệu trên giấy trong thời gian dài gặp rất nhiều khó khăn. Chính vì vậy mà việc phát minh ra máy scan là một công trình quan trọng của thế kỷ 20 góp phần “bảo quản” các loại tài liệu quý giá.
Được ra đời sau máy fax, máy chiếu, chiếc máy quét đầu tiên ra đời năm 1957 bởi nhà sản xuất Russel Kirsch. Bức ảnh đầu tiên được quét có diện tích 5 cm2 chính là bức ảnh con trai 3 tháng tuổi của Russel Kirsch.
Khi đó máy scan hoạt động dựa trên kỹ thuật chụp ảnh (gần giống như máy photocopy) có cấu tạo từ những chiếc trống quay gồm những "tuyp" nhân quang điện được gắn thiết bị dò tìmđiểm ảnh của các văn bản, tài liệu.
Những chiếc trống của máy scan hồi đó được sản xuất theo tiêu chuẩn công nghệ của Mỹ, tốc độ quay từ 60 cho đến 120 vòng mỗi phút. Sau này tốc độ quay của trống đã cao hơn, lên đến 240 vòng mỗi phút.
Hình 5.2-Máy quét thời kỳđầu
Ngày nay những chiếc máy scan hiện đại không sử dụng những chiếc trống quay để thu nhận hình ảnh nữa mà sử dụng thiết bị cảm ứng quang học. Tuy nhiên máy quét sử dụng trống quay vẫn được sản xuất để dùng trong 1 số lĩnh vực như quét film bởi chất lượng hình ảnh thu được khá tốt, độ phân giả cao. Giá bán những chiếc máy chiếu "siêu nét" này lên tới hàng chục ngàn USD.
Hình 5.3-Máy scan có cấu tạo trống quay quang học năm 1996
5.1.2. Cấu tạo và phân loại của Scanner
Có hai loại máy quét là máy quét hình ảnh được sử dụng rộng rãi cho gia đình và văn phòng. Bên cạnh đó, máy quét mã vạch chỉ được sử dụng trong một số môi trường đặc biệt như siêu thị, nhà máy sản xuất...
Máy quét hình tương tự như máy sao chụp (Photocopy), sử dụng một thiết bị tích điện kép (Charge Couple Device - CCD) sẽ thu nhận hình ảnh điện tử từ trên trang giấy bằng cách sử dụng luồng sáng có khả năng nhận biết độ đậm nhạt của hình ảnh rồi biến chúng thành thông tin số.
Sau đó có thể lưu dưới dạng hình ảnh hoặc dùng phần mềm nhận dạng ký tự bằng quang học (optical character recognition OCR) để chuyển chúng thành dạng văn bản có thể chỉnh sửa.
Máy quét hình gồm 3 bộ phận chính: thấu kính nhạy quang, cơ cấu đẩy giấy cho phép ta có thể tiến hành quét ở một vùng xác định trên trang và mạch logic điện tử dùng để biến đổi ánh sáng phản xạ thành hình ảnh điện tử. Những trang giấy được đặt lên một mặt kính bên dưới có thiết bị cảm biến quang học, ánh sáng sẽ quét qua dưới mặt giấy rồi chuyển thành tín hiệu số để lưu trữ. Công nghệ cảm biến quang học hiện đại có thể nhận biết được mức độ đậm nhạt của hình ảnh để biến thành những tín hiệu số phù hợp cho cả những trang đen trắng lẫn trang màu. Tuy nhiên để quét ảnh màu thì cần có thêm bộ lọc màu đặc biệt hoặc lăng kính 3 màu có thiết kế đặc biệt.
* Công nghệ
Có hai công nghệ thường được dùng trong máy quét: thiết bị tích điện kép CCD (charge couple device) và bộ cảm biến hình ảnh tiếp xúc CIS (contact image sensor).
Công nghệ CCD ra đời trước công nghệ CIS. Máy quét sử dụng công nghệ này thường dùng để quét cả văn bản cho đến phim chụp vì cho ảnh đẹp và mức độ chuyển màu cũng mịn hơn so với sử dụng công nghệ CIS.
Hình 5.4-Máy quét sử dụng công nghệ CCD
Ra đời sau nên tốc độ quét của máy quét sử dụng công nghệ CIS nhanh hơn và ít hao năng lượng hơn so với máy quét công nghệ CCD. Máy quét CIS có thể sử dụng nguồn điện cấp qua cổng USB.
* Các loại máy quét
- Máy quét cầm tay (handheld scanner): là thiết bị nhỏ gọn, đơn giản và rẻ, xuất hiện trên thị trường vào những năm 1990 nhưng thực chất đã được phát minh vào năm 1977 bởi Akashi Hikomata của tập đoàn Sony.
Cầm chắc thiết bị và di chuyển chúng ngang theo mặt tài liệu để bộ phận cảm quang thu nhận toàn bộ các điểm sáng tối và hình ảnh thu được dưới dạng một bức ảnh. Thiết bị này tiện lợi cho việc di chuyển tuy nhiên chất lượng hình ảnh không được tốt và kích thước hình ảnh cũng bị hạn chế so với các loại máy quét khác.
- Máy quét phẳng (flatbed scanner) đen trắng xuất hiện vào thập kỷ 1980 với nhiều tính năng và cơ chế phức tạp hơn. Lúc đó Hp cùng với Acer và Microtek cùng nhau mở ra một thị trường mới cho máy quét phẳng, độ phân giải cao 600dpi thậm chí còn hơn nữa. Còn máy quét màu chỉ bắt đầu phổ biến vào khoảng 10 năm sau đó (cuối những năm 90) bởi chất lượng hình ảnh và giá thành đều khá tốt với người tiêu dùng.
Hình 5.6-Máy quét phẳng thông dụng cho văn phòng và gia đình.
Thiết bị sử dụng công nghệ CCD, cảm biến quang học, tài liệu được đặt úp xuống tấm kính bên dưới có bộ phận cảm biến quang học, bộ phận này sẽ rà quét toàn bộ bề mặt kính và ảnh thu được sẽ chuyến thành tín hiệu số.
Độ màu và độ phân giái của máy quét phẳng này khá tốt bởi chúng được thiết kế cho các ứng dụng cao cấp. Hình ảnh màu thu được nhở cơ chết quét ba lần để ghi lại các sắc màu bằng cách rọi lần lượt các nguồn sáng đỏ, lục và lam vào tài liệu.
Tuy nhiên cũng có thể quét 1 lần được 3 dải màu RGB đó nhưng thiết bị phải sử dụng thêm bộ lọc đặc biệt trong CCD hoặc nhờ các lăng kính ba màu đặc biệt.
Ngày nay hầu hết các máy quét phẳng đều tích hợp thêm phần mềm nhận diện ký tự quang học (OCR - được phát triển từ thập kỷ 1920) để biến đổi những tín hiệu số thu được thành dạngvăn bản có thể chỉnh sửa được.
- Máy quét nạp giấy (Sheetfed scanner): Xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1985 bởi tập đoàn Microtek với hình dáng, kích thước nhỏ, độ phân giải thấp khoảng 300dpi. Với thiết bị này ta phải đút tài liệu vào khe máy (không đặt lên bề mặt có bộ phận cảm quang), khi đó các con lăn cơ học sẽ tiếp nhận và tự động chuyển nó đi ngang qua bộ phận cảm biến quang học, hình ảnh sẽ được thu nhận lưu lại.
Hình 5.7-Máy quét nạp giấy
- Máy quét ảnh (Photo Scanners): Thông thường các máy quét tài liệu không đòi hỏi độ phận giả quá cao hay màu sắc phải thật 100% nhưng với máy quét ảnh thì đó lại là những yêu cầu khắt khe. Với thiết bị này ta có thể sử dụng với nhiều mục đích công việc khác nhau không chỉ quét ảnh mà còn có thể quét và số hóa các film ảnh ở dạng âm bản hoặc các tấm phim slide.
Mặc dù sự ra đời của máy quét không gây được tiếng vang như các thiết bị Tivi, máy in, máy fax…nhưng cũng không thể phủ nhận vai trò quan trọng của máy quét trong nhiều năm qua cũng như quá trình phát triển của công nghệ ứng dụng trong sản phẩm.