專業非接觸書刊掃描儀，你選對了嗎？

04-15

當你選擇專業非接觸書刊掃描儀時，你需要知道什麼是關鍵因素

圖書、書本、雜誌和歷史文件都有著不同的色彩、形狀和尺寸大小。對於圖書館、檔案館和博物館，歷史資料的數字化需要面臨更大的挑戰。在建立和投資一個合適的數字化平台時，專業的書刊掃描儀類型的選擇是非常重要的一個環節。該文章的目的是提供一些基礎信息，幫助你理解和判斷數字化系統的關鍵功能和質量控制，少走一些彎路，做出正確的選擇。

目前市場上依據使用的目的，主要有兩種書刊掃描儀系統：由線性掃描CCD感測器、鏡頭和燈光單元組成的頂置式線形CCD 掃描儀和頂置式拍照掃描儀。在頂置式線形CCD 掃描儀中，線形CCD、光學系統和照明系統作為一個整體集成在一起，在被掃描文檔上作為一個獨立模塊移動;而在頂置式拍照掃描儀，一個數碼鏡頭(或矩陣型CCD)被固定在被掃描文檔上方採集影像，照明系統是通過光源附著在設備上，甚至一些設備不提供照明，完全利用環境光源提供照明。

兩種書刊掃描儀系統都使用CCD感測器進行成像。CCD感測器是精密複雜的技術設備，其主要功能是在不同圖像捕採集系統的獲取影像信息。CCD感測器技術主要的優點在於它對光極其敏感，通過對無用信息的干擾，獲得清晰的圖像，例如可獲得噪點很少的圖像。由於CCD的結構是相對簡單的，半導體製造商製造的CCD感測器很少會出現壞點(即有缺陷的像素)，因此在整個CCD感測器上出現壞點的可能性也較小，而線形CCD感測器是唯一能夠無錯誤傳遞信息的感測器。

線形CCD與矩陣型CCD的區別

上述兩個書刊掃描儀系統關鍵的不同就是CCD感測器是線性的還是面性的感測器，有時後者也被稱為矩陣感測器。在線形CCD線性感測器中，獨立的光感像素點被放置成一排。二維圖像通過線形CCD感測器在原件上的線形移動來獲得，集成的線形CCD感測在移動時，按照每個像素點的距離準確運動。為了獲得彩色圖像，每個像素點都是由紅、綠和藍組成，然後再組成三條平行的線性CCD排列，每排都有彩色濾波器，通過色彩分離技術獲得彩色影像。

標準頂置式線形CCD掃描儀的線形CCD長度從7500到10680像素，在一些特別需求中，線形CCD長度甚至可以超過20000像素。在三色線性CCD中，每一種色彩的像素都是7500像素，則三色線性CCD感測器就有超過22500獨立像素(3x7500=22500)，這樣掃描系統的總解析度等於三色線性CCD感測器的像素數乘以掃描方向的像素數。基於此，與頂置式拍照掃描儀相比，頂置式線形CCD掃描儀不用軟體插值演算法即可獲得高解析度圖像。

對於面性CCD或者矩陣CCD感測器，獨立的像素點被排列在一個平面上，每個像素點通過RGB過濾器來獲取RGB三種顏色中的一種顏色。為了採集全部的色彩信息，要麼把整個矩陣型CCD感測器上每個像素點進行多次轉換和讀取，或者只能採集臨近像素點的色彩信息通過軟體插值的方法補償丟失的色彩。目前在市場上最大的矩陣型CCD感測器可到7000x10000像素，也就是7000萬像素，但這種矩陣型CCD感測器價格非常昂貴。

數字化圖像的質量取決於幾個不同的因素，這其中真實的解析度、色彩複製能力和均勻的照明是最關鍵的因素。

你是關注每個細節精確的信息還是粗略了解?

評估專業掃描儀的質量，圖像解析度是關鍵的因素。解析度是掃描儀精確複製或粗略複製能力的一個關鍵指標。解析度越高，從原始文件採集的細節和層次就越精準。

對比兩種類型CCD掃描系統，真實的解析度是很重要的。也就是說不能採用軟體插值的方法提高解析度。總體來說，百萬像素的CCD感測器數據是用來描述掃描系統的總解析度，而事實上，真實的解析度明顯低於此。一個4000萬像素晶元包含了2000萬像素綠色信息、1000萬像素紅色信息和1000萬像素藍色信息。這意味著百萬像素的CCD感測器，只有三分之一到四分之一的像素點用表現真實的解析度，其餘的都是採用軟體插值的方式實現的。因此，一個4000萬像素矩陣型CCD感測器掃描儀的解析度與一個1000萬或者1300萬像素線性CCD感測器掃描儀的解析度相當。比起矩陣型CCD感測器掃描儀，線性CCD感測器掃描儀所表現的真實解析度要高几倍。

解析度：線性CCD感測器的優勢

同一個A2大小的原件用兩種類型CCD感測器掃描儀進行掃描。其對比如下：頂置式拍照掃描儀，使用4000萬像素的矩陣型CCD感測器，色彩馬賽克濾色鏡需要從4000萬像素CCD中分配出2000萬像素的綠色信息、1000萬像素的紅色信息和1000萬像素的藍色信息，來獲取完整的影像信息;而頂置式線形CCD掃描儀，使用7500像長的線形CCD感測器，所獲得的信息量是10140x7500像素，或者每個彩色通道7500萬像素，又或者總數為225萬像素的紅色，綠色和藍色。所以線性CCD掃描感測器提供的解析度是矩陣型CCD感測器的6倍。

由於矩陣型CCD感測器的像素總數巨大，所以矩陣型CCD感測器上的像素點總會出現壞的像素點。根據通用商業測算規則，對於一個有效像素5000萬像素的矩陣型CCD感測器，可能會出現4000個壞像素點，其中最多可出現50個壞點集群行和20個壞點集群列。這些損壞的像素點區域在採集影像信息時，必須通過軟體插值的方法進行校正，由於軟體插值的演算法問題，在軟體校正的同時，與壞像素點臨近的正常像素點的色彩信息也會被錯誤的修改。實際上，即使是軟體插值較正也只是儘可能的接近真實的色彩。

除此之外，考慮「顏色插值」的問題也是個好主意。大多數矩陣型CCD感測器掃描儀受限於每個像素點只有一種顏色能被取樣，丟失的色彩信息只能由臨近像素點通過軟體插值的方法生成。在用「顏色插值」處理高清晰和高對比的原始文檔時，會因為「莫爾效應」導致圖像變形扭曲。德國研究基金會在制定數字化指導書時，針對這個問題，建議在掃描精緻圖案和凹版印刷的資料時，採用線形CCD掃描儀。

　　使用者不應被矩陣型CCD掃描儀供應商聲稱的高像素信息所迷惑。因為對於矩陣型CCD感測器而言，重要的是實際的解析度，不是軟體插值解析度。