Les Scanners

1. Les Scanners

2. SOMMAIRE • Fonctionnement global d'un scanner • Différents types de scanners: • Les scanners à plats • Les scanners à main • Lesscanners par défilement • Les scanners à tambours • Les scanners à diapositives • Caractéristiques d'un scanner

3. Fonctionnement global d'un scanner Un scanner ou scanneur (anglicisme pour "numériseur à balayage") est un périphérique informatique permettant de numériser des documents, c'est-à-dire d’attribuer une valeur numérique à chacun des points qui constituent ces documents. Ce périphérique, d’usage professionnel ou domestique, permet donc de transformer un document papier (dessin, imprimé, photographie, diapositive, etc.) voire un objet réel en une image numérique pouvant être stockée dans la mémoire d'un ordinateur ou sur un support tel qu’un disque dur, une disquette, un CD-ROM, une mémoire flash. Le principe du fonctionnement d'un scanner est le suivant : • Le scanner parcourt le document ligne par ligne • Chaque ligne est décomposée en « points élémentaires », correspondant à des pixels. • Un capteur analyse la couleur de chacun des pixels • La couleur de chaque pixel est décomposée selon 3 composantes (rouge, vert,bleu) • Chacune des composantes de couleur est mesurée et représentée par une valeur. Pour une quantification sur 8 bits, chacune des composantes aura une valeur comprise entre 0 et 255.

4. Une ancienne méthode consistait à scanner trois fois le document. Lors du premier passage, la lumière émise passe à travers un filtre rouge, se réfléchit sur le document, et vient frapper le CCD qui convertit la composante rouge de l'image. Le procédé est ensuite répété avec la lumière verte et lumière bleue. Cette approche souffre de deux inconvénients majeurs. Tout d'abord, trois passages demandent nettement plus de temps qu'un seul. Ensuite, pour obtenir une bonne image, il est impératif que les trois passages soient parfaitement alignés: le décalage d'une seule ligne ne pardonne pas. Pour éviter ces inconvénients, on doit scanner en un seul passage. Dans cette approche, on n'utilise pas de filtre. La lumière (blanche) réfléchie par le document passe à travers un prisme qui la décompose en trois primaires lumineuses qui viennent frapper un CCD. Ces CCD possède trois rangées de senseurs; une rangée pour chaque primaire.

5. Les scanners à plats Il s'agit du type de scanner le plus courant Les scanners à plats permettent de numériser un document en le plaçant à plat contre une vitre, sous laquelle un miroir et une source de lumière de grande intensité effectuent ensemble un passage. Le document est alors soumis au balayage d'un rayon lumineux. La lumière réfléchie par le document est renvoyée par le miroir mobile à un système optique qui le transmet à une série de capteurs. Les capteurs convertissent les intensités lumineuses reçues en signaux électriques transmis à l’ordinateur. Chaque ligne du document est décomposée en "points" correspondant à des pixels et les capteurs analysent la couleur de chacun des pixels selon 3 composantes (rouge, vert, bleu). Les signaux électriques sont à leur tour convertis en données numériques par un convertisseur analogique-numérique afin de recomposer l'image.

6. Le document est posé contre une vitre. Sous cette vitre, un miroir et une source de lumière effectuent ensemble un passage. La source lumineuse éclaire le document au travers de la vitre. La lumière réfléchie par le document est renvoyée par le miroir mobile à un système optique qui le transmet à une batterie de capteurs de type CCD (Charged Couple Device).L'ordinateur se charge ensuite de recomposer l'image obtenue. Un problème fréquent lié à numérisation est le tramage, qui est une sorte de quadrillage qui apparaît à l'impression de documents de type magazine, journaux ou revues d'art numérisés. Ce n'est pas à proprement parler un défaut du scanner mais au contraire cela prouve que le scanner perçoit trop bien les détails (les lignes d'impression). Ce phénomène peut être corrigé par le détramage. Le détramage consiste à corriger l'effet indésirable lié à la numérisation d'un document imprimé de type magazine, et qui produit une sorte de quadrillage. Un mauvais détramage se traduit soit par un quadrillage encore visible, soit par une image trop floue donc inutilisable. Il est souvent préférable de contourner ce phénomène en modifiant la finesse de numérisation du document

7. Lesscanners à main Les scanners à main possédant une taille réduite. Ces scanners doivent être déplacés manuellement sur le document, par bandes successives, afin de le numériser en entier. Il ne numérise généralement qu'une bande d'une dizaine de centimètres de large et exige une excellente maîtrise de l'utilisateur. Dans les années 1990, les scanneurs à main ont été les premiers scanneurs grand public, mais ils sont beaucoup moins utilisés aujourd'hui. Le stylo-scanner qui, associé à un logiciel de reconnaissance de caractères spécialisé se montre assez efficace et très pratique. Cela demeure toutefois un outil très spécialisé, puisqu'il permet de convertir en texte les mots surlignés avec le stylo scanner.

8. Lesscanners par défilement Les scanners par défilement font défiler le document devant une fente lumineuse fixe afin de le numériser, à la manière des télécopieurs (fax). Ce type de scanner est de plus en plus intégré dans des appareils tels que des imprimantes multifonctions. Le scanner à défilement est muni en général d'un chargeur et permet la numérisation successive de plusieurs documents. Son principal avantage tient à son encombrement minimal car il ne mesure qu'une dizaine de centimètres de profondeur pour une trentaine de large. Ces modèles n'acceptent que des feuilles volantes que l'on doit insérer à l'avant ou à l'arrière de l'appareil. Elles sont aspirées par un mécanisme d'entraînement, numérisée et ressortent à l'arrière (ou à l'avant sur certains produits). On peut donc s'en servir pour traiter des factures, des lettres, des photos sur papier, mais pas du texte ou des images provenant d'un livre (sauf exceptions).

9. Les scanners à tambours Les scanneurs à tambour offrent une résolution et une qualité colorimétrique sans égal, mais ils ne sont pas adaptés à tous les types de documents, ils doivent pouvoir s'enrouler autour du cylindre et ne pas dépasser 1 mm d'épaisseur. Ils coûtent généralement beaucoup plus cher que les autres types de scanneurs. Le rayon de lumière traverse le document (transparent) qui est lui-même monté sur un cylindre de verre rotatif. Un jeu de miroirs assez simple permet d'atteindre trois capteurs photosensibles, un par composante de la lumière. Ces scanners présentent cependant quelques inconvénients majeurs. Entre la phase de prévisualisation et celle de numérisation définitive, le document doit être réintroduit dans le scanner. On constate alors souvent des décalages de la fenêtre de capture, gênants lors d'un travail de précision. Par ailleurs, seuls des originaux sur feuilles volantes peuvent être traitées. Il n'est donc pas question de digitaliser une page de livre ou de magazine. Enfin, il sera impossible de travailler à partir de transparents, lesquels demandent nécessairement un rétro éclairage

10. Les scanners à diapositives Dans un scanneur à diapositive, la lumière est directe, elle traverse le document transparent, ce qui permet d'obtenir une qualité chromatique et une résolution très importantes. Certains scanneurs à plat sont aussi équipés d'un boîtier lumineux, dit « dos diapo » qui leur permet donc de scanner en lumière réfléchie les documents opaques et en lumière directe les documents transparents. Bien que ces scanneurs soient rarement d'excellents scanneurs diapo, ils peuvent constituer un compromis intéressant.

11. Caractéristiques d'un scanner Un scanner est généralement caractérisé par les éléments suivants : Résolution : Si on veut traiter de manière informatique une information qui, dans le monde réel, est continue, prend un nombre illimité de valeurs, bref est analogique (une image, un son…), il faut la numériser, la digitaliser. Digitaliser une information consiste à l'échantillonner, c'est-à-dire à la décomposer en un très grand nombre de mesures, chacune des mesures prenant une valeur comprise dans une plage. Par exemple, lorsque l'on numérise du son pour en faire un CD, on prélève de très nombreux échantillons de l'amplitude de l'onde sonore (44100 fois par seconde), chaque échantillon possédant une valeur comprise entre 0 et 65535. L'échantillonnage permet ainsi de remplacer une information continue, en une suite d'informations discontinues. Plus le taux d'échantillonnage est élevé et plus le nombre de valeurs que peut prendre l'échantillon à l'intérieur de la fourchette est grand, plus l'information digitalisée est proche de l'information originale. Scanner, c'est numériser. Le scanner décompose une image en un très grand nombre de points minuscules et, pour chacun de ces points, mesure sa couleur. Chaque mesure de couleur est un nombre entier, situé dans une plage (par exemple, 0 et 16.777.215). La numérisation d'image est particulièrement sensible au problème de l'encombrement: une image scannée nécessite souvent plus de 1 MB et il n'est pas rare de voir des images demandant 18 MB. La technique de numérisation consiste à découper notre document en petits carrés avec pour chaque carré des caractéristiques propres (luminosité, couleur, niveau de gris etc. etc.). On appelle ceci une "pixellisation", le pixel étant le plus petit carré (ou point) pouvant être créé par le scanner. Ainsi, plus le nombre de points augmente, plus la résolution du scanner est importante. La résolution du scanner est ainsi exprimée en "ppp" (point par pouce) ou en "dpi" (Dots per inches). Aujourd'hui la plupart des scanners du marché proposent une résolution allant de 75/75 à 600/600 ppp, voire 1200 ou 2400/2400 pour les modèles professionnels.

12. Résolution interpolée: L'interpolation est une technique consistant à définir des pixels intermédiaires entre des pixels réels, en calculant la moyenne des couleurs des pixels avoisinants. Cette technologie permet donc d'obtenir des résultats intéressants mais la résolution interpolée ainsi définie n'est en aucun cas une grandeur permettant de comparer des scanners. Le format de document: Selon leur taille, les scanners sont capables d'accueillir différentes taille de documents, généralement A4 (21 x 29,7 cm), plus rarement A3 (29,7 x 42 cm). Vitesse d'acquisition: exprimée en pages par minute (ppm), la vitesse d'acquisition représente la capacité du scanner à acquérir un grand nombre de pages par minute. La vitesse d'acquisition dépend du format du document ainsi que de la résolution choisie pour la numérisation. Interface: Il s'agit de la connectique du scanner. Les principales interfaces sont les suivantes : Firewire. Il s'agit de l'interface de prédilection, car son débit est particulièrement adapté à ce type de périphériques ; USB 2.0. Présent sur la totalité des ordinateurs récents, il s'agit d'une interface standard, conseillée si l'ordinateur ne possède pas de connexion Firewire ; SCSI. Interface de prédilection pour le scanner à la fin des années 90, le standard SCSI est actuellement délaissé au profit du Firewire et de USB 2.0 ; Port parrallèle. Lent par nature, ce type de connectique est de moins en moins utilisée et à éviter si l'ordinateur possède une des connectiques précédentes ; Caractéristiques physiques : d'autres éléments peuvent être pris en compte lors du choix d'un scanner : L'encombrement, correspondant aux dimensions physiques du scanner. Le poids. La consommation électrique, exprimée en Watts (W). Les températures de fonctionnement et de stockage. Le niveau sonore. Un scanner peut s'avérer être très bruyant, ce qui peut constituer une nuisance non négligeable. Les accessoires : Les pilotes et le manuel d'utilisation sont habituellement fourni, mais il faut s'assurer que les câbles de raccordement le sont également ou, dans le cas contraire, les acheter à part.

13. Les capteurs On distingue deux catégories de capteurs : Les capteurs CMOS (Complementary Metal Oxyd Semi-conductor, ou encore MOS complémentaires). On parle alors de technologie CIS (Contact Image Sensor). Ce type de dispositif utilise une rampe de LED (Light Emitting Diode pour l'éclairage du document et requiert une distance très étroite entre les capteurs et le document. En contrepartie, la technologie CIS est bien moins consommatrice d'énergie. Les capteurs CCD (Charge-coupled devices). Les scanners utilisant la technologie CCD sont souvent plus épais car ils utilisent une lampe froide de type néon. La qualité de l'image numérisée est en revanche globalement meilleure, grâce à un rapport signal/bruit plus faible.

14. FIN LOUNES / BENNACER Lundi 28 Avril 2008