扫描仪的基本性能主要是分辨率、可扫黑度范围、位深度等。一般扫描仪器和专业底片图像数字化扫描仪要求的性能项目不完全相同,项目名称也不完全相同。表5-1是我国关于一般平板式扫描仪通用规范标准和欧洲关于底片图像数字化扫描仪的最低要求,及两个标准关于主要性能规定内容的对比。
对于底片图像数字化扫描,关心的是扫描仪与底片信息保留和可扫描底片黑度的一些性能。
表5-1 两个标准对扫描仪基本性能规定的比较
注:“D”不是单位,仅表示“D”之前的数值为黑度值。
按照欧洲标准EN 14096-2:2003的规定,对于底片图像数字化扫描仪,最关心的主要性能指标应是空间分辨率、黑度范围、黑度对比度灵敏度、数字分辨率。
空间分辨率表示的是扫描仪读取图像细节信息的能力,决定了扫描仪的空间扫描精度。空间分辨率的值越高,扫描仪读取图像细节信息的能力越强。扫描时可在扫描仪给出的空间分辨率范围内设定。
一般扫描仪表示空间分辨率用分辨率这个术语,常用单位是:dpi(dot per-inch),意义是每英寸的像素点数,它决定了扫描得到图像的像素尺寸。在欧洲标准中,则采用空间频率(Lp/mm)或扫描点尺寸表示(称为像素尺寸),两者的关系见表5-2。
表5-2 空间分辨率与扫描像素尺寸的对应关系
一般扫描仪的空间分辨率应包括水平分辨率和垂直分辨率。水平分辨率是通常所称的“光学分辨率”,它是由扫描仪的感光器件阵列(例如CCD)决定的,即由感光器件阵列每英寸的单元数目决定。垂直分辨率又称为“机械分辨率”,它由步进电动机每英寸所行走的步数决定。
对于一般扫描仪,当以“600×1200”的方式表示分辨率时,其表示的是扫描仪的“水平分辨率×垂直分辨率”。其中“600”表示的是该扫描仪感光器件阵列每英寸的单元数目为600,而“1200”表示的是步进电动机每英寸所行走的步数为1200。由于计算机要求传送给它的图像具有相同的水平分辨率和垂直分辨率,因此两者中的小者决定了实际的分辨率。通常,这都是光学分辨率。(www.xing528.com)
设定了扫描分辨率,也就决定了扫描获得图像的(点数)大小。
欧洲标准规定,底片图像数字化扫描仪的空间分辨率可用线对卡测定。即在设定的扫描参数下扫描线对卡的灰度图像,在得到的扫描图像中,从可看见全长且均被暗线分开的亮线处确定获得的扫描图像的最高空间分辨率。
黑度对比度灵敏度是指扫描仪可分辨的底片最小黑度改变值。
黑度范围是扫描仪在保证黑度对比度灵敏度时,可扫描的最小黑度到最大黑度的范围。这个指标依赖于扫描仪的结构、照明能力、感光元器件的探测时间。对于给出的最小黑度到最大黑度的范围,允许它分为几个段。
这两个指标都采用黑度来表征,有时在数字后加“D”,但通常在数字后都不标出。图5-17显示的是某扫描仪器在同样的分辨率下对不同黑度底片(同一缺陷试件)扫描的结果。底片黑度为2.0时扫描图像与底片图像基本相同,当底片黑度为2.9时扫描图像与底片图像存在明显差别,而当底片黑度为3.4时扫描图像仅模糊给出主要缺陷区的大致轮廓。图5-17清楚地给出了扫描仪器黑度范围对扫描结果的影响。
图5-17 扫描仪器黑度范围对扫描结果的影响
a)底片黑度2.0 b)底片黑度2.9 c)底片黑度3.4
数字分辨率是以“位”(bit)为单位给出的,表示扫描仪的像素可以给出的最多灰度级数(对于彩色,则是可以给出的最多颜色数——色彩深度)。我国也常称它为“位深度”。数字分辨率主要反映的是扫描仪A/D转换器可达到的精度。数字分辨率越高,扫描仪区分灰度级别的能力越强。
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