الماسحات الضوئية والمسح الضوئي
الماسح الضوئي هو جهاز يستخدم للقراءة المستمرة: صورة أو رمز شريطي أو رمز مغناطيسي أو موجات الراديو وما إلى ذلك في شكل إلكتروني (رقمي عادةً). يقوم الماسح الضوئي بمسح التدفقات التسلسلية للمعلومات أو قراءتها أو تسجيلها.
40 المنشأ تم تطوير الجهاز الأول الذي يمكن تسميته سلف الفاكس / الماسح الضوئي في أوائل XNUMXs بواسطة مخترع اسكتلندي. ألكساندرا لكنوالذي يُعرف في المقام الأول باسم مخترع أول ساعة كهربائية.
في 27 مايو 1843 ، حصل Bain على براءة اختراع بريطانية (رقم 9745) لتحسين التصنيع والتنظيم. كهرباء أوراز تحسينات الموقت، دبليو الختم الكهربائي ثم أدخل بعض التحسينات على براءة اختراع أخرى صدرت عام 1845.
في وصف براءة اختراعه ، ادعى Bain أنه يمكن نسخ أي سطح آخر ، يتكون من مواد موصلة وغير موصلة ، باستخدام هذه الوسائل. ومع ذلك ، فإن آليتها أنتجت صورًا رديئة الجودة وكان استخدامها غير اقتصادي ، ويرجع ذلك أساسًا إلى عدم مزامنة المرسل والمستقبل مطلقًا. مفهوم فاكس باين تم تحسينه إلى حد ما في عام 1848 بواسطة فيزيائي إنجليزي فريدريكا باكويللكن جهاز Bakewell (1) أنتج أيضًا نسخًا رديئة الجودة.
1861 يُطلق على أول جهاز فاكس كهروميكانيكي يعمل عمليًا ويتم استخدامه تجاريًا "المنساخ(2) اخترعها عالم فيزياء إيطالي جيوفانيجو كاسيلجو. في XNUMXs ، كان الخط البانتليغراف عبارة عن جهاز لنقل النص المكتوب بخط اليد والرسومات والتوقيعات عبر خطوط التلغراف. لقد تم استخدامه على نطاق واسع كأداة للتحقق من التوقيع في المعاملات المصرفية.
آلة مصنوعة من الحديد الزهر ويبلغ ارتفاعها أكثر من مترين ، بالنسبة لنا اليوم فهي خرقاء ، لكنها هادئة كفاءة في ذلك الوقتلقد تصرف من خلال جعل المرسل يكتب الرسالة على ورقة من القصدير بحبر غير موصل. ثم تم إرفاق هذه الورقة بلوحة معدنية منحنية. قام قلم المرسل بمسح المستند الأصلي ضوئيًا ، متتبعًا خطوطه المتوازية (ثلاثة أسطر لكل مليمتر).
تم إرسال الإشارات عن طريق التلغراف إلى المحطة ، حيث تم تمييز الرسالة بالحبر الأزرق البروسي ، الذي تم الحصول عليه نتيجة تفاعل كيميائي ، حيث تم تشريب الورق الموجود في جهاز الاستقبال مع فيروسيانيد البوتاسيوم. لضمان مسح الإبرتين بنفس السرعة ، استخدم المصممون ساعتين شديدتي الدقة تقودان بندولًا ، والذي كان بدوره موصلاً بالتروس والأحزمة التي تتحكم في حركة الإبر.
1913 يرتفع المصورمن يمكنه مسح الصور ضوئيًا باستخدام خلية ضوئية. فكرة إدوارد بيلين (3) سمح بالإرسال عبر خطوط الهاتف وأصبح الأساس التقني لخدمة AT&T Wirephoto. المصور سمح هذا بإرسال الصور إلى مواقع بعيدة عبر شبكات التلغراف والهاتف.
في عام 1921 ، تم تحسين هذه العملية بحيث يمكن أيضًا نقل الصور باستخدام موجات الراديو. في حالة البلينوغراف ، يتم استخدام جهاز كهربائي لقياس شدة الضوء. يتم إرسال مستويات شدة الضوء إلى جهاز الاستقبالحيث يمكن لمصدر الضوء إعادة إنتاج الكثافة التي تم قياسها بواسطة جهاز الإرسال عن طريق طباعتها على ورق فوتوغرافي. تستخدم آلات التصوير الحديثة مبدأً مشابهًا جدًا يتم بموجبه التقاط الضوء بواسطة مستشعرات يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر وتعتمد الطباعة عليها تقنية الليزر.
3. إدوارد بيلين مع بيلينوغراف
1914 Корнеплоды تقنية التعرف الضوئي على الحروف (التعرف البصري على الأحرف) ، الذي يستخدم للتعرف على الأحرف والنصوص الكاملة في ملف رسومي ، شكل نقطي ، يعود تاريخه إلى بداية الحرب العالمية الأولى. ثم هذا ايمانويل غولدبرغ i إدموند فورنييه دي ألب طورت بشكل مستقل أول أجهزة OCR.
غولدبرغ اخترع آلة قادرة على قراءة الأحرف وتحويلها إلى كود التلغراف. وفي الوقت نفسه ، طور ألبه جهازًا يعرف باسم optophone. كان عبارة عن ماسح ضوئي محمول يمكن تحريكه على طول حافة النص المطبوع لإنتاج نغمات مميزة ومميزة ، كل منها يتوافق مع حرف أو حرف معين. على الرغم من تطوير طريقة OCR على مدى عقود ، إلا أنها تعمل من حيث المبدأ على غرار الأجهزة الأولى.
1924 ريتشارد إتش رينجر اختراع التصوير الشعاعي اللاسلكي (4). يستخدمها لإرسال صورة للرئيس كالفين كوليدج من نيويورك إلى لندن في عام 1924 ، وهي أول صورة يتم إرسالها بالفاكس عبر الراديو. تم استخدام اختراع رينجر تجاريًا في عام 1926 ولا يزال يستخدم لنقل مخططات الطقس ومعلومات الطقس الأخرى.
4. استنساخ أول صورة ضوئية لريتشارد رانجر.
1950 صمم بواسطة بنديكت كاسين الماسح الضوئي الطبي المستقيم مسبوقًا بالتطوير الناجح لكاشف وميض الاتجاه. في عام 1950 ، قام Cassin بتجميع أول نظام مسح آلي يتكون من كاشف وميض يحركه المحرك متصلة بطابعة الترحيل.
تم استخدام هذا الماسح لتصوير الغدة الدرقية بعد تناول اليود المشع. في عام 1956 ، طور كوهل وزملاؤه ماسحًا كاسنًا حسَّن حساسيته ودقته. مع تطور المستحضرات الصيدلانية المشعة الخاصة بالأعضاء ، تم استخدام نموذج تجاري لهذا النظام على نطاق واسع من أواخر الخمسينيات إلى أوائل السبعينيات لفحص الأعضاء الرئيسية في الجسم.
1957 يرتفع الماسح الضوئي طبل، الأول مصمم للعمل مع جهاز كمبيوتر لإجراء المسح الرقمي. تم بناؤه في المكتب الوطني الأمريكي للمعايير من قبل فريق بقيادة راسل أ. كيرش، أثناء العمل على أول كمبيوتر أمريكي مبرمج داخليًا (مخزن في الذاكرة) ، وهو الكمبيوتر الأوتوماتيكي الشرقي القياسي (SEAC) ، والذي سمح لمجموعة كيرش بتجربة الخوارزميات التي كانت مقدمة لمعالجة الصور والتعرف على الأنماط.
راسل وكيرشوفي اتضح أنه يمكن استخدام جهاز كمبيوتر للأغراض العامة لمحاكاة العديد من منطق التعرف على الأحرف التي تم اقتراح تنفيذها في الأجهزة. سيتطلب ذلك جهاز إدخال يمكنه تحويل الصورة إلى الشكل المناسب. تخزينها في ذاكرة الكمبيوتر. وهكذا ولد الماسح الرقمي.
الماسح الضوئي SEAK استخدم أسطوانة دوارة ومضاعف ضوئي للكشف عن الانعكاسات من صورة صغيرة مثبتة على الأسطوانة. تم وضع القناع بين الصورة والمضاعف الضوئي بالفسيفساء ، أي قسّم الصورة إلى شبكة متعددة الأضلاع. كانت الصورة الأولى التي تم مسحها ضوئيًا على الماسح الضوئي عبارة عن صورة مقاس 5 × 5 سم لابن كيرش البالغ من العمر ثلاثة أشهر ، والدن (5). كانت دقة الصورة بالأبيض والأسود 176 بكسل لكل جانب.
الستينيات والتسعينيات القرن العشرين أول تقنية مسح ضوئي ثلاثي الأبعاد تم إنشاؤه في الستينيات من القرن الماضي. تستخدم الماسحات الضوئية المبكرة الأضواء والكاميرات وأجهزة العرض. نظرًا لقيود الأجهزة ، غالبًا ما يستغرق مسح الكائنات بدقة الكثير من الوقت والجهد. بعد عام 60 ، تم استبدالها بأجهزة مسح ضوئي يمكنها استخدام الضوء الأبيض والليزر والتظليل لالتقاط سطح معين. المسح الأرضي متوسط المدى بالليزر تم تطوير (TLS) من تطبيقات في برامج الفضاء والدفاع.
المصدر الرئيسي لتمويل هذه المشاريع المتطورة جاء من الوكالات الحكومية الأمريكية مثل وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA). استمر هذا حتى التسعينيات ، عندما تم الاعتراف بالتكنولوجيا كأداة قيمة للتطبيقات الصناعية والتجارية. اختراق عندما يتعلق الأمر بالتنفيذ التجاري المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد (6) كان ظهور أنظمة TLS على أساس التثليث. تم ابتكار الجهاز الثوري بواسطة Xin Chen من أجل Mensi ، التي أسسها Auguste D'Aligny و Michel Paramitioti في عام 1987.
5. أول صورة تم مسحها ضوئيًا بواسطة ماسح SEAC
6. تصور ليزر المسح الأرضي TLS
1963 المخترع الألماني رودولف الجحيم يمثل ابتكار اختراق آخر ، جهاز توقيت، الموصوفة في الدراسات بأنها "أول ماسح ضوئي في التاريخ" (على الرغم من أنه ينبغي فهمه على أنه أول جهاز تجاري من نوعه في صناعة الطباعة). في عام 1965 اخترع العدة أول نظام طباعة إلكتروني بذاكرة رقمية (مجموعة الكمبيوتر) أحدثت ثورة في صناعة الطباعة حول العالم.. في نفس العام ، تم تقديم أول "مؤلف رقمي" - Digiset. تم الترحيب بالماسح الضوئي التجاري Rudolf Hella's DC 300 من عام 1971 باعتباره اختراقًا عالميًا للماسح الضوئي.
7. مخترع آلة قراءة كورزويل.
1974 بداية أجهزة التعرف الضوئي على الحروفكما نعرفها اليوم. تأسست بعد ذلك كورزويل لمنتجات الكمبيوتر، Inc. عُرف لاحقًا بأنه مستقبلي ومروج لـ "التفرد التكنولوجي" ، اخترع تطبيقًا ثوريًا لتقنية مسح الإشارات والرموز والتعرف عليها. كانت فكرته بناء آلة قراءة للمكفوفين، والذي يسمح للمكفوفين بقراءة الكتب من خلال الكمبيوتر.
أنشأ راي كورزويل وفريقه آلة قراءة كورزويل (7) و برنامج Omni-Font OCR Technology. يستخدم هذا البرنامج للتعرف على النص الموجود على كائن ممسوح ضوئيًا وتحويله إلى بيانات في شكل نصي. أدت جهوده إلى تطوير تقنيتين لاحقة ولا تزالان ذات أهمية كبيرة. بالحديث عن مركب الكلام i الماسحة الضوئية المسطحة.
ماسحة كورزويل المسطحة من السبعينيات. لا يحتوي على أكثر من 64 كيلو بايت من الذاكرة. بمرور الوقت ، قام المهندسون بتحسين دقة الماسح الضوئي وسعة الذاكرة ، مما سمح لهذه الأجهزة بالتقاط صور تصل إلى 9600 نقطة في البوصة. المسح الضوئي للصور, النص, المستندات المكتوبة بخط اليد أو كائنات وتحويلها إلى صورة رقمية أصبح متاحًا على نطاق واسع في أوائل التسعينيات.
في القرن 5400 ، أصبحت الماسحات الضوئية المسطحة قطعًا غير مكلفة وموثوقة من المعدات ، أولاً للمكاتب ولاحقًا للمنازل (غالبًا ما تكون مدمجة مع أجهزة الفاكس وآلات النسخ والطابعات). يطلق عليه أحيانًا المسح الانعكاسي. يعمل عن طريق إضاءة الجسم الممسوح بضوء أبيض وقراءة كثافة ولون الضوء المنعكس منه. تم تصميمها لمسح المطبوعات أو غيرها من المواد المسطحة غير الشفافة ، ولديها سطح قابل للتعديل ، مما يعني أنها يمكن أن تستوعب بسهولة الكتب والمجلات الكبيرة وغير ذلك. بمجرد الحصول على صور ذات جودة متوسطة ، تنتج الآن العديد من الماسحات الضوئية المسطحة نسخًا تصل إلى XNUMX بكسل لكل بوصة. .
1994 تطلق الماسحات ثلاثية الأبعاد حلاً يسمى نسخة مطابقة للأصل. جعل هذا النظام من الممكن مسح الكائنات بسرعة وبدقة مع الحفاظ على مستوى عالٍ من التفاصيل. بعد ذلك بعامين ، عرضت نفس الشركة تقنية ModelMaker (8) ، توصف بأنها أول تقنية دقيقة "لالتقاط كائنات ثلاثية الأبعاد حقيقية".
2013 أبل تنضم الماسحات الضوئية لبصمات الأصابع التي تعمل باللمس (9) للهواتف الذكية التي تصنعها. يتكامل النظام بشكل كبير مع أجهزة iOS ، مما يسمح للمستخدمين بإلغاء قفل الجهاز ، وكذلك إجراء عمليات شراء من مختلف متاجر Apple الرقمية (iTunes Store و App Store و iBookstore) ومصادقة مدفوعات Apple Pay. في عام 2016 ، دخلت كاميرا Samsung Galaxy Note 7 السوق ، وهي مزودة ليس فقط بماسح ضوئي لبصمات الأصابع ، ولكن أيضًا بماسح قزحية العين.
8. أحد الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد ModelMaker
9. Touch ID Scanner على iPhone
تصنيف الماسح الضوئي
الماسح الضوئي هو جهاز يستخدم للقراءة المستمرة: صورة أو رمز شريطي أو رمز مغناطيسي أو موجات الراديو وما إلى ذلك في شكل إلكتروني (رقمي عادةً). يقوم الماسح الضوئي بمسح التدفقات التسلسلية للمعلومات أو قراءتها أو تسجيلها.
لذلك فهو ليس قارئًا عاديًا ، ولكنه قارئ خطوة بخطوة (على سبيل المثال ، لا يلتقط ماسح الصور الصورة بأكملها في لحظة واحدة كما تفعل الكاميرا ، ولكنه بدلاً من ذلك يكتب سطورًا متتالية من الصورة - لذلك يقرأ الماسح الضوئي الرأس يتحرك أو الوسيط الذي يتم مسحه ضوئيًا تحته).
الماسح الضوئي
الماسح الضوئي في أجهزة الكمبيوتر جهاز إدخال طرفي يحول صورة ثابتة لجسم حقيقي (على سبيل المثال ، ورقة ، سطح الأرض ، شبكية العين البشرية) إلى شكل رقمي لمزيد من المعالجة الحاسوبية. يسمى ملف الكمبيوتر الناتج عن مسح الصورة بالمسح. تُستخدم الماسحات الضوئية لإعداد معالجة الصور (DTP) ، والتعرف على خط اليد ، وأنظمة الأمان والتحكم في الوصول ، وأرشفة الوثائق والكتب القديمة ، والبحث العلمي والطب ، وما إلى ذلك.
أنواع الماسحات الضوئية:
- ماسح ضوئي يدوي
- الماسحة الضوئية المسطحة
- الماسح الضوئي طبل
- الماسح الضوئي للشرائح
- الماسح الضوئي للفيلم
- ماسح الباركود
- ماسح ثلاثي الأبعاد (مكاني)
- الماسح الضوئي للكتاب
- الماسح الضوئي المرآة
- الماسح الضوئي المنشور
- ماسح ضوئي للألياف الضوئية
مغنطيسي
هؤلاء القراء لديهم رؤوس تقرأ المعلومات المكتوبة عادة على شريط مغناطيسي. هذه هي الطريقة التي يتم بها تخزين المعلومات ، على سبيل المثال ، في معظم بطاقات الدفع.
رقمي
يقرأ القارئ المعلومات المخزنة في المنشأة من خلال الاتصال المباشر بالنظام في المنشأة. وبالتالي ، من بين أمور أخرى ، يُصرح لمستخدم الكمبيوتر باستخدام بطاقة رقمية.
راديو
يقرأ قارئ الراديو (RFID) المعلومات المخزنة في الكائن. عادةً ما يكون مدى مثل هذا القارئ من بضعة سنتيمترات إلى عدة سنتيمترات ، على الرغم من أن القراء الذين لديهم مجموعة من عشرات السنتيمترات شائعة أيضًا. نظرًا لسهولة استخدامها ، فإنها تحل بشكل متزايد محل حلول القارئ المغناطيسي ، على سبيل المثال في أنظمة التحكم في الوصول.
