隨著近年來計算機等*在印刷業的廣泛應用和在國家*“印前數字化，網絡化”目標的引導下，推動了印刷業快步進入數字時代。傳統的模擬制版工藝已逐步由數字印前工藝所替代，并以彩色桌面出版系統或數字直接制版系統為基礎重新構建面向21世紀跨媒體出版印前圖文處理的框架，形成了、簡潔，質優的印前生產工藝流程，從而使印刷領域的生產效率和生產質量處于“一個有決定意義的開始——印前解決方案”的良性循環中。而印前解決方案中“一個有決定意義的開始”的核心就是本文所述的掃描儀品質評價及合理選擇。
　　
　　一、掃描儀及其工作原理
　　
　　掃描儀是印前系統的關鍵設備，也是一種計算機系統的信息采集與輸入設備，其采用光電轉換原理將連續調圖像轉換為供計算機處理的數字圖像，實現圖像信息的數字輸入，是印前領域實現數字化生產作業的基礎。
　　
　　從圖像信息處理角度看，掃描儀的掃描過程如圖1所示，實質上是圖像信息的數字化采集過程，即對原稿圖像信息的采樣和量化過程。
　　
　　1、掃描儀的組成及工作流程
　　
　　目前應用于印前系統的掃描儀主要分為采用光電倍增管（PTM）作為光電轉換器件的滾筒式掃描儀和采用光電藕合器件（CCD）作為光電轉換器件的平板式（平臺式）掃描儀兩類。
　　
　　滾筒式掃描儀采用如圖2所示的逐點掃描方式。即在掃描過程中隨著貼附原稿的分析滾筒的轉動和照明與分析頭的橫向移動，形成螺旋掃描線，每根掃描線在圓周方向上又被解析成相互獨立的圖像信息基本單元——像素。
　　
　　平板掃描儀采用如圖3所示的平面掃描方式。即在掃描過程中，原稿貼附于掃描平臺上，能過線狀或面狀掃描來獲取各基本單元的圖像信息。
　　
　　掃描儀不論采用何種掃描方式，掃描儀組成方式相同，如圖4所示。即掃描儀由照明系統，同步信號發生系統，掃描系統，光電轉換系統，模擬/數字（A/D）轉換系統等五部分構成。
　　
　　盡管目前掃描儀品牌種類繁多，但其都是利用光源將原稿的圖像信息轉換成光信號，再將光信號經光電轉換和適當處理變換后以數字方式傳輸給圖像處理系統，因此，從圖像信息處理角度看，掃描儀都是采用柵格處理方式和光電技術來分解圖像并獲取圖像信息，其工作流程如下：
　　
　　2、掃描儀的圖像信息采集
　　
　　目前掃描儀對圖像信息的采集根據其傳感器件的不同分類采用點掃描方式的滾筒掃描儀和采用行掃描方式的平板掃描儀。點掃描方式的信息采集系統如圖6所示，掃描光源的光經反射照明系統或透射照明系統將光聚焦于原稿表面，形成直徑約1mm的光斑，光斑中心直徑0.01mm～0.03mm的區域為原稿信息，經反射或透射后進入掃描儀采集系統，并通過光孔輪來選擇光孔的形狀與孔徑，并由此確定掃描分辯率。對于彩色圖像，經過光孔的光再經過分光系統分解成三束，并由濾色片來完成圖像的分色獲取圖像三原色的RGB或CMY信息。
　　
　　經過信息采集的光信號再由傳感器件（PTM）變換成電信號，進而經過相關處理后轉變為數字信號，并存儲于計算機中供后續處理使用。
　　
　　行掃描方式的信息采集系統如圖7所示。由照明系統（鹵素燈或熒光燈）發出的光線經由平面鏡和棱鏡組成的光學系統逐行聚焦到CCD線陣上，CCD單元按位置關系獲取對應像素信息，對于彩色圖像通常采用三個CCD線陣并行安裝，每個CCD線陣分別覆以R、G、B涂層，掃描行光線經棱鏡分解成三束，分別照射到相應的CCD線陣，同時獲取其象素的R、G、B信息。
　　
　　二、掃描儀的評價
　　
　　掃描儀作為彩色印前系統中的zui關鍵設備，直接決定著圖像再現的質量，因此建立一個客觀、全面、可靠的評價方法，對掃描儀的選擇及應用意義重大。我們根據大量的理論研究及工程實驗得出：掃描儀的掃描動態范圍，色彩還原能力，掃描清晰度，掃描重復精度及掃描速度是掃描儀評價的重要技術指標，它們能客觀、全面、真實地反映出掃描儀及其輸出圖像質量的狀態。
　　
　　1、掃描動態范圍
　　
　　掃描儀的掃描動態范圍是指掃描儀能zui大限度識別原稿灰度的范圍或灰度的線性范圍。掃描動態范圍可以通過對一個可檢測的、密度范圍足夠大的多灰度模型樣本實際再現狀態來確定。因此掃描動態范圍檢測的關鍵是多灰度模型樣本及其標準。應用于掃描儀評價的多灰度模型樣本必須滿足：
　　
　　（1）具有足夠大的灰度（密度）分布：△D≥3.8（反射）；△D≥4.3（透射）
　　
　　（2）具有線性分布的高調，中間調與暗調細節。
　　
　　（3）各灰度級有客觀的標定數值。
　　
　　（4）具有良好的中性灰性質。
　　
　　經過實驗研究，目前印刷業中使用的Kodak27級中性灰透射梯尺和21級反射梯尺是一種較好的多灰度模型樣本。圖8采用Kodak標準反射梯尺為多灰度模型樣本，對兩種不同型號平板式掃描儀測試的數據及處理結果。從圖中可知，掃描儀的動態范圍A優于B。
　　
　　2、色彩還原能力
　　
　　彩色還原能力是指掃描儀對彩色圖像信息中各種顏色的還原能力。它包括掃描儀整體性色彩還原能力和掃描儀對標準色的色彩還原能力兩個方面。
　　
　　掃描儀整體性色彩能力通常采用Kodak標準灰梯尺來作為評價模型樣本，即對標準灰梯尺在規定的色彩模式下掃描，獲取標準灰梯尺的中性灰平衡參數及其分布特征，并與標準實驗樣本中性灰平衡參數進行比較，從而綜合分析出掃描儀整體性色彩再現中色彩的還原狀態，調校能力及不同掃描儀間的差異。圖9是兩種不同掃描儀與標準模型為參照的整體性色彩再現能力的比較，可見掃描儀B的整體性色彩還原能力優于掃描儀A。
　　
　　掃描儀對標準色的還原能力通常采用標準色標中各標準色塊（C、Y、R、G、B，Y+M+C，BK，W）的色彩構成參數，燕由此計算出其與標準色樣參數間的相對色差來綜合分析出其標準色的還原能力表2、表3、表4是采用Dupont標準色標以X-Rite938測量參數為基準對A、B兩種不同掃描儀標準色的測試參數及結果。
　　
　　3、掃描分辨率
　　
　　掃描分辨率是指掃描儀在實際生狀態下對圖像細節的分辨能力。能夠采用本研究中所設定的分辨率檢測樣本及數據處理來獲得。分辨率檢測樣本是分辨率檢測之基礎，要求其必須滿足下列條件。
　　
　　（1）檢測樣本與掃描背景的反差△D≥3.2。
　　
　　（2）檢測樣本邊緣整齊，密度一致。
　　
　　（3）檢測樣本有確定的線對寬度。
　　
　　（4）檢測樣本具有垂直與水平的組合分布。
　　
　　（5）檢測樣本具有足夠的長度。
　　
　　（6）檢測樣本具有確定掃描方向的標記。
　　
　　經實驗證實，分解力測試標板在相關數據處理軟件的支持下，能獲得較高的度的結果。圖10是應用自行研制的解像力標板及算法對幾種不同掃描儀測試的結果，其中掃描垂直度應為90.0o±1.0o。
　　
　　4、掃描清晰度
　　
　　掃描清晰度是指掃描儀在實際生產狀態下，對圖像細節及邊緣的清晰度再現能力。其通過清晰度樣本的邊緣掃描，來獲取不同的分辨能力下的圖像清晰度變化，并以其邊緣信號變化的速度來作為掃描儀清晰度的評價指標。清晰度評價樣本是掃描儀清晰度評價之基礎，因此，清晰度樣本必須滿足：
　　
　　（1）評價樣本目標影像與背景影像反差強烈△D≥3.5。
　　
　　（2）評價樣本邊緣采用刀邊，邊緣光潔整齊。
　　
　　（3）評價樣本灰度均勻，飽滿結實。
　　
　　（4）評價樣本易于確定掃描方向和垂直度。
　　
　　（5）評價樣本有足夠長度，以滿足掃描垂直度的要求。
　　
　　本文采用兩種不同掃描儀對評價樣本進行掃描測試，并按相同的要求，進行數據處理，其所獲取的結果如圖11所示：
　　
　　5、掃描重復精度
　　
　　掃描儀的掃描重復精度是指對相同的樣本進行多次掃描掃描，以中心點為配準點，配準后，各控制點間的坐標的誤差及分布規律：
　　
　　掃描儀的重復精度，采用如圖12所示由三種不同精度線粗的方格網組成的圖像。通過實驗，其結果表明當掃描整體重復誤差不大于50μm時，該掃描儀所掃描圖像能夠滯等大條件內圖像復制要求，而且掃描重復誤差愈小，精度愈好，平板式掃描儀重復精度與掃描方向長度相關，長度愈大，重復性降低。
　　
　　三、結論
　　
　　本文通過大量理論研究和實驗分析，獲取了印前處理系統關鍵設備掃描儀質量與性能的評價方法。建立了一套較全面、科學、客觀系統地評價模型樣本和數據處理方法。大量工程實驗結果表明，所提出的掃描儀評價方法客觀、系統、科學性強，評價模型及數據處理方法簡單、可靠、精度高、實用性強，該方法適用于任意檔次、任意類型的掃描儀，其結果既可作為掃描合理選擇使用的標準，又能作為掃描質量評價的指標。