技术白皮书—书刊扫描仪的质量检测（一）

当你选择专业书刊扫描仪时，你需要知道什么是关键因素

书本、杂志和历史文件都有着不同的色彩、形状和尺寸大小。对于图书馆、档案馆和博物馆，历史资料的数字化需要面临更大的挑战。在建立和投资一个合适的数字化平台时，扫描仪类型的选择是非常重要的一个环节。该技术白皮书的目的是提供一些基础信息，帮助你理解和判断数字化系统的关键功能和质量控制，少走一些弯路，做出正确的选择。

目前市场上依据使用的目的，主要有两种书刊扫描仪系统：由线性扫描CCD传感器、镜头和灯光单元组成的顶置式线形CCD 扫描仪和顶置式拍照扫描仪。在顶置式线形CCD 扫描仪中，线形CCD、光学系统和照明系统作为一个整体集成在一起，在被扫描文档上作为一个独立模块移动；而在顶置式拍照扫描仪，一个数码镜头（或矩阵型CCD）被固定在被扫描文档上方采集影像，照明系统是通过光源附着在设备上，甚至一些设备不提供照明，完全利用环境光源提供照明。

两种书刊扫描仪系统都使用CCD传感器进行成像。CCD传感器是精密复杂的技术设备，其主要功能是在不同图像捕采集系统的获取影像信息。CCD传感器技术主要的优点在于它对光极其敏感，通过对无用信息的干扰，获得清晰的图像，例如可获得噪点很少的图像。由于CCD的结构是相对简单的，半导体制造商制造的CCD传感器很少会出现坏点（即有缺陷的像素），因此在整个CCD传感器上出现坏点的可能性也较小，而线形CCD传感器是唯一能够无错误传递信息的传感器。

线形CCD与矩阵型CCD的区别

上述两个书刊扫描仪系统关键的不同就是CCD传感器是线性的还是面性的传感器，有时后者也被称为矩阵传感器。在线形CCD线性传感器中，独立的光感像素点被放置成一排。二维图像通过线形CCD传感器在原件上的线形移动来获得，集成的线形CCD传感在移动时，按照每个像素点的距离准确运动。为了获得彩色图像，每个像素点都是由红、绿和蓝组成，然后再组成三条平行的线性CCD排列，每排都有彩色滤波器，通过色彩分离技术获得彩色影像。

标准顶置式线形CCD扫描仪的线形CCD长度从7500到10680像素，在一些特别需求中，线形CCD长度甚至可以超过20000像素。在三色线性CCD中，每一种色彩的像素都是7500像素，则三色线性CCD传感器就有超过22500独立像素（3x7500=22500），这样扫描系统的总分辨率等于三色线性CCD传感器的像素数乘以扫描方向的像素数。基于此，与顶置式拍照扫描仪相比，顶置式线形CCD扫描仪不用软件插值算法即可获得高分辨率图像。

对于面性CCD或者矩阵CCD传感器，独立的像素点被排列在一个平面上，每个像素点通过RGB过滤器来获取RGB三种颜色中的一种颜色。为了采集全部的色彩信息，要么把整个矩阵型CCD传感器上每个像素点进行多次转换和读取，或者只能采集临近像素点的色彩信息通过软件插值的方法补偿丢失的色彩。目前在市场上最大的矩阵型CCD传感器可到7000x10000像素，也就是7000万像素，但这种矩阵型CCD传感器价格非常昂贵。

Volker Jansen，技术总监，Zeutschel GmbH

专家建议：

数字化图像的质量取决于几个不同的因素，这其中真实的分辨率、色彩复制能力和均匀的照明是最关键的因素。

你是关注每个细节精确的信息还是粗略了解？

评估扫描仪的质量，图像分辨率是关键的因素。分辨率是扫描仪精确复制或粗略复制能力的一个关键指标。分辨率越高，从原始文件采集的细节和层次就越精准。

对比两种类型CCD扫描系统，真实的分辨率是很重要的。也就是说不能采用软件插值的方法提高分辨率。总体来说，百万像素的CCD传感器数据是用来描述扫描系统的总分辨率，而事实上，真实的分辨率明显低于此。一个4000万像素芯片包含了2000万像素绿色信息、1000万像素红色信息和1000万像素蓝色信息。这意味着百万像素的CCD传感器，只有三分之一到四分之一的像素点用表现真实的分辨率，其余的都是采用软件插值的方式实现的。因此，一个4000万像素矩阵型CCD传感器扫描仪的分辨率与一个1000万或者1300万像素线性CCD传感器扫描仪的分辨率相当。比起矩阵型CCD传感器扫描仪，线性CCD传感器扫描仪所表现的真实分辨率要高几倍。

分辨率：线性CCD传感器的优势

同一个A2大小的原件用两种类型CCD传感器扫描仪进行扫描。其对比如下：顶置式拍照扫描仪，使用4000万像素的矩阵型CCD传感器，色彩马赛克滤色镜需要从4000万像素CCD中分配出2000万像素的绿色信息、1000万像素的红色信息和1000万像素的蓝色信息，来获取完整的影像信息；而顶置式线形CCD扫描仪，使用7500像长的线形