當(dāng)你選擇專業(yè)書刊掃描儀時，你需要知道什么是關(guān)鍵因素
書本、雜志和歷史文件都有著不同的色彩、形狀和尺寸大小。對于圖書館、檔案館和博物館，歷史資料的數(shù)字化需要面臨更大的挑戰(zhàn)。在建立和投資一個合適的數(shù)字化平臺時，掃描儀類型的選擇是非常重要的一個環(huán)節(jié)。該技術(shù)白皮書的目的是提供一些基礎(chǔ)信息，幫助你理解和判斷數(shù)字化系統(tǒng)的關(guān)鍵功能和質(zhì)量控制，少走一些彎路，做出正確的選擇。
目前市場上依據(jù)使用的目的，主要有兩種書刊掃描儀系統(tǒng)：由線性掃描CCD傳感器、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(xué)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)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(shù)碼鏡頭(或矩陣型CCD)被固定在被掃描文檔上方采集影像，照明系統(tǒng)是通過光源附著在設(shè)備上，甚至一些設(shè)備不提供照明，完全利用環(huán)境光源提供照明。
兩種書刊掃描儀系統(tǒng)都使用CCD傳感器進行成像。CCD傳感器是精密復(fù)雜的技術(shù)設(shè)備，其主要功能是在不同圖像捕采集系統(tǒng)的獲取影像信息。CCD傳感器技術(shù)主要的優(yōu)點在于它對光極其敏感，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。由于CCD的結(jié)構(gòu)是相對簡單的，半導(dǎo)體制造商制造的CCD傳感器很少會出現(xiàn)壞點(即有缺陷的像素)，因此在整個CCD傳感器上出現(xiàn)壞點的可能性也較小，而線形CCD傳感器是唯一能夠無錯誤傳遞信息的傳感器。
線形CCD與矩陣型CCD的區(qū)別
上述兩個書刊掃描儀系統(tǒng)關(guān)鍵的不同就是CCD傳感器是線性的還是面性的傳感器，有時后者也被稱為矩陣傳感器。在線形CCD線性傳感器中，獨立的光感像素點被放置成一排。二維圖像通過線形CCD傳感器在原件上的線形移動來獲得，集成的線形CCD傳感在移動時，按照每個像素點的距離準(zhǔn)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，然后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(shù)獲得彩色影像。
標(biāo)準(zhǔn)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傳感器就有超過22500獨立像素(3x7500=22500)，這樣掃描系統(tǒng)的總分辨率等于三色線性CCD傳感器的像素數(shù)乘以掃描方向的像素數(shù)。基于此，與頂置式拍照掃描儀相比，頂置式線形CCD掃描儀不用軟件插值算法即可獲得高分辨率圖像。
對于面性CCD或者矩陣CCD傳感器，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。為了采集全部的色彩信息，要么把整個矩陣型CCD傳感器上每個像素點進行多次轉(zhuǎn)換和讀取，或者只能采集臨近像素點的色彩信息通過軟件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傳感器可到7000x10000像素，也就是7000萬像素，但這種矩陣型CCD傳感器價格非常昂貴。
Volker Jansen，技術(shù)總監(jiān)，Zeutschel GmbH
專家建議：
數(shù)字化圖像的質(zhì)量取決于幾個不同的因素，這其中真實的分辨率、色彩復(fù)制能力和均勻的照明是最關(guān)鍵的因素。
你是關(guān)注每個細節(jié)精確的信息還是粗略了解?
評估掃描儀的質(zhì)量，圖像分辨率是關(guān)鍵的因素。分辨率是掃描儀精確復(fù)制或粗略復(fù)制能力的一個關(guān)鍵指標(biāo)。分辨率越高，從原始文件采集的細節(jié)和層次就越精準(zhǔn)。
對比兩種類型CCD掃描系統(tǒng)，真實的分辨率是很重要的。也就是說不能采用軟件插值的方法提高分辨率。總體來說，百萬像素的CCD傳感器數(shù)據(jù)是用來描述掃描系統(tǒng)的總分辨率，而事實上，真實的分辨率明顯低于此。一個4000萬像素芯片包含了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傳感器，只有三分之一到四分之一的像素點用表現(xiàn)真實的分辨率，其余的都是采用軟件插值的方式實現(xiàn)的。因此，一個4000萬像素矩陣型CCD傳感器掃描儀的分辨率與一個1000萬或者1300萬像素線性CCD傳感器掃描儀的分辨率相當(dāng)。比起矩陣型CCD傳感器掃描儀，線性CCD傳感器掃描儀所表現(xiàn)的真實分辨率要高幾倍。
分辨率：線性CCD傳感器的優(yōu)勢
同一個A2大小的原件用兩種類型CCD傳感器掃描儀進行掃描。其對比如下：頂置式拍照掃描儀，使用4000萬像素的矩陣型CCD傳感器，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傳感器，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(shù)為225萬像素的紅色，綠色和藍色。所以線性CCD掃描傳感器提供的分辨率是矩陣型CCD傳感器的6倍。
由于矩陣型CCD傳感器的像素總數(shù)巨大，所以矩陣型CCD傳感器上的像素點總會出現(xiàn)壞的像素點。根據(jù)通用商業(yè)測算規(guī)則，對于一個有效像素5000萬像素的矩陣型CCD傳感器，可能會出現(xiàn)4000個壞像素點，其中最多可出現(xiàn)50個壞點集群行和20個壞點集群列。這些損壞的像素點區(qū)域在采集影像信息時，必須通過軟件插值的方法進行校正，由于軟件插值的算法問題，在軟件校正的同時，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，即使是軟件插值較正也只是盡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(shù)矩陣型CCD傳感器掃描儀受限于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件插值的方法生成。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(yīng)”導(dǎo)致圖像變形扭曲。德國研究基金會在制定數(shù)字化指導(dǎo)書時，針對這個問題，建議在掃描精致圖案和凹版印刷的資料時，采用線形CCD掃描儀。
Rüdiger Klepsch,Managing Director/ COO Marketing & Sales, Image Access GmbH.
專家建議：
使用者不應(yīng)被矩陣型CCD掃描儀供應(yīng)商聲稱的高像素信息所迷惑。因為對于矩陣型CCD傳感器而言，重要的是實際的分辨率，不是軟件插值分辨率。
