彩色桌面出版系统

实验一原稿的输入一、实验类型：验证性实验二、实验目的与任务(1)掌握扫描仪的基本操作；(2)掌握反射及透射原稿扫描输入的参数设定；(3)掌握OCR文字识别技术。

(4)分析不同参数设定下的图像质量和文字识别效果三、实验基本原理1.扫描仪的工作原理自然界的每一种物体都会吸收特定的光波，而没被吸收的光波就会反射出去。

扫描仪就是利用上述原理来完成对稿件的读取的。

扫描仪工作时发出的强光照射在稿件上，没有被吸收的光线将被反射到光学感应器上。

光感应器接收到这些信号后，将这些信号传送到数模（D/A）转换器，数模转换器再将其转换成计算机能读取的信号，然后通过驱动程序转换成显示器上能看到的正确图像。

待扫描的稿件通常可分为：反射稿和透射稿。

前者泛指一般的不透明文件，如报刊、杂志等，后者包括幻灯片（正片）或底片（负片）。

如果经常需要扫描透射稿，就必须选择具有光罩（光板）功能的扫描仪。

2.扫描仪主要的技术指标分辨率：分辨率是扫描仪最主要的技术指标，它表示扫描仪对图像细节上的表现能力，即决定了扫描仪所记录图像的细致度，其单位为PPI（Pixels Per Inch)。

通常用每英寸长度上扫描图像所含有像素点的个数来表示。

目前大多数扫描的分辨率在300～2400PPI之间。

PPI数值越大，扫描的分辨率越高，扫描图像的品质，但这是有限度的。

当分辨率大于某一特定值时，只会使图像文件增大而不易处理，并不能对图像质量产生显著的改善。

扫描分辨率一般有二种：真实分辨率（又称光学分辨率）和插值分辨率。

光学分辨率就是扫描仪的实际分辨率，它决定了图像的清晰度和锐利度的关键性能指标。

插值分辨率则是通过软件运算的方式来提高分辨率的数值，即用插值的方法将采样点周围遗失的信息填充进去，因此也被称作软件增强的分辨率。

例如扫描仪的光学分辨率为300PPI，则可以通过软件插值运算法将图像提高到600PPI，插值分辨率所获得的细节信息要少些。

灰度级：度级表示图像的亮度层次范围。

级数越多扫描仪图像亮度范围越大、层次越丰富，目前多数扫描仪的灰度为256级。

256级灰阶中以真实呈现出比肉眼所能辨识出来的层次还多的灰阶层次。

色彩数：色彩数表示彩色扫描仪所能产生颜色的范围。

通常用表示每个像素点颜色的数据闰数即比特位（bit)表示。

所谓bit这是计算机最小的存贮单位，以0或1来表示比特位的值，越多的比特位数可以表现越复杂的图像信息。

例如常说的真彩色图像指的是每个像素点由三个8比特位的彩色通道所组成即24位二进制数表示，红绿蓝通道结合可以产生224=16.67M（兆）种颜色的组合，色彩数越多扫描图像越鲜艳真实。

扫描速度：扫描速度有多种表示方法，因为扫描速度与分辨率，内存容量，存取速度以及显示时间，图像大小有关，通常用指定的分辨率和图像尺寸下的扫描时间来表示。

扫描幅面：表示扫描图稿尺寸的大小，常见的有A4、A3、A0幅面等。

3.OCR文字识别技术OCR （Optical Character Recognition光学字符识别）技术是指电子设备（例如扫描仪或数码相机）检查纸上打印的字符，通过检测暗、亮的模式确定其形状，然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的过程；即，对文本资料进行扫描，然后对图像文件进行分析处理，获取文字及版面信息的过程。

主要处理步骤如下：图像输入：需要OCR处理的文件须通过光学仪器，如扫描仪、传真机或其他输入设备，将图像转入计算机。

一般来说，输入设备的分辨率越高，图像越清晰、OCR处理的效率越高。

图像处理：图像处理是OCR系统中须解决问题最多的一个模块，从得到一个不是黑就是白的二值化图像，或灰阶、彩色的图像，到独立出一个个的文字图像的过程，都属于图像处理。

包含了图像正规化、去除噪声、影像矫正等的图像处理，及图文分析、文字行与字分离的文件前处理。

文字特征抽取：特征抽取是OCR的核心，用什么特征、怎么抽取，直接影响识别的好坏。

而特征可说是识别的筹码，简易的区分可分为两类：一为统计的特征，如文字区域内的黑/白点数比，当文字区分成好几个区域时，这一个个区域黑/白点数比之联合，就成了空间的一个数值向量，在比对时，基本的数学理论就足以应付了。

而另一类特征为结构的特征，如文字影像细线化后，取得字的笔划端点、交叉点之数量及位置，或以笔划段为特征，配合特殊的比对方法，进行比对，市面上的线上手写输入软件的识别方法多以此种结构的方法为主。

当输入文字算完特征后，不管是用统计或结构的特征，都须有一比对数据库或特征数据库来进行比对，数据库的内容应包含所有欲识别的字集文字，根据与输入文字一样的特征抽取方法所得的特征群组。

对比识别：根据不同的特征特性，选用不同的数学距离函数，较有名的比对方法有，欧式空间的比对方法、松弛比对法（Relaxation）、动态程序比对法（Dynamic Programming，DP），以及类神经网络的数据库建立及比对、HMM （Hidden Markov Model）等著名的方法。

字词后处理：由于OCR的识别率并无法达到百分之百，一些除错或甚至帮忙更正的字词后处理功能，也成为OCR系统中必要的一个模块。

字词后处理是利用比对后的识别文字与其可能的相似候选字群中，根据前后的识别文字找出最合乎逻辑的词，做更正的功能。

一般需要为字词后处理建立字词数据库。

人工校正：OCR软件除了图像处理及识别技术可以降低错误率外，人工校正的操作流程及其功能也影响OCR的处理效率，因此，文字影像与识别文字的对照，及其屏幕信息摆放的位置、还有每一识别文字的候选字功能、拒认字的功能、及字词后处理后特意标示出可能有问题的字词，都是为使用者设计尽量少使用键盘的一种功能。

四、实验仪器与设备Microtek平面扫描仪，正片透射稿、照片反射稿和印刷品稿各一张、Photoshop,OCR软件五、实验内容通过调整Microtek平面扫描仪的不同参数，扫描不同特点的图像原稿，调整扫描参数，并利用PhotoShop图像处理软件对扫描原稿进行分析比较。

通过调整Microtek平面扫描仪的不同参数，扫描不同类型的文字原稿，调整扫描参数，并利用OCR软件对扫描原稿进行文字识别,并分析提高文字识别率的方法。

六、实验步骤(1)照片原稿的输入a.校正扫描仪；b.扫描原稿、将彩色照片放置到平板扫描仪中，（图像面朝下放入）；c.设置图像分辨率为300dpi；设置图像放大率为100%;关掉去网功能；其他选项全部选择自动；采用RGB 位方式；扫描好的图像命名为Photo_A1 存储。

d.设置图像分辨率为300dpi；设置图像放大率为100%;关掉去网功能；其他选项全部手工依据原稿进行设置（如：黑白场定标；清晰度增强等）；采用RGB 16位方式；扫描好的图像命名为Photo_A2 存储。

e.设置图像分辨率为300dpi；设置图像放大率为100%;关掉去网功能；其他选项全部选择自动；采用CMYK方式；扫描好的图像命名为Photo_A3 存储。

f.在Photoshop 软件中，把Photo_A1、Photo_A2、Photo_A3 打开，在三个文件中选择5个同样位置的点，用吸管工具吸取颜色值填写在下表中：R G B C M Y K点1 Photo_A1 195 196 197 27 21 20 0 Photo_A2 229 230 230 12 9 9 0 Photo_A3 193 194 196 18 17 15 0点2 Photo_A1 10 85 72 90 57 75 23 Photo_A2 7 124 120 85 42 57 1 Photo_A3 38 87 79 86 43 69 0点3 Photo_A1 35 89 74 85 57 74 21 Photo_A2 5 138 114 82 33 64 0 Photo_A3 30 99 76 88 35 83 0点4 Photo_A1 29 68 64 88 65 72 34 Photo_A2 44 99 77 83 53 76 15 Photo_A3 43 82 63 82 44 85 0点5 Photo_A1 11 58 68 93 73 64 35 Photo_A2 32 84 98 89 64 56 13 Photo_A3 32 67 74 91 58 60 0g.绘制Photo_A1、Photo_A2、Photo_A3 的色阶图如下表中：色阶图Photo_A1Photo_A2Photo_A3h.分析三个文件的异同。

答：Photo_A1、Photo_A2、Photo_A3三幅图像色阶图大致变化一样，而且不同位置的点色相差别不打，只是明度纯度变化。

其中Photo_A1、Photo_A3因为只有扫描方式不同，一个是RGB，一个是CMYK，所以色阶图变化不大，其中同一位置点色相变化不大，只是细微变化。

但是因为Photo_A2采用手动模式，其中亮度改为16，对比度28，饱和度58，还调整了曲线，色阶图有变化，只是变化趋势一样，而且所取点的值与Photo_A1、Photo_A3有较大差别，亮度变大，对比度变大，是因为手动调节的原因。

(2)印刷品原稿的输入a.将精美印刷品（100 线以上）放置到平板扫描仪中，（图像面朝下放入）；b.设置图像分辨率为300dpi；设置图像放大率为100%;关掉去网功能；其他选项全部选择自动；采用RGB 方式；扫描好的图像命名为Print_A1 存储。

c.设置图像分辨率为150dpi；设置图像放大率为200%;关掉去网功能；其他选项全部选择自动；采用RGB 方式；扫描好的图像命名为Print_A2 存储。

d.设置图像分辨率为300dpi；设置图像放大率为100%;打开去网功能；其他选项全部选择自动；采用RGB 方式；扫描好的图像命名为Print_A3 存储。

e.设置图像分辨率为300dpi；设置图像放大率为100%;关掉去网功能；其他选项全部根据图像内容手动设置；采用RGB 方式；扫描好的图像命名为Print_A4 存储。

f.选择某一个图像细节，放大300%后，打印在下面的表格中：色阶图Print_A1Print_A2Print_A3Print_A4g.分析四个扫描文件的异同。

答：四个文件色阶图整体变化趋势一样，图像颜色变化一致。

Print_A1、Print_A2只是采用不同分辨率和放大率，色阶并没有太大变化，所以分辨率、放大率对色阶没有很大影响，但是Print_A3，打开了去网功能，整个色阶产生了变化，变化去世不同，所以去网对整个色阶有影响，最后一幅图变化趋势没有变，但是因为采用手动设置，亮度38，对比度-13，调整曲线，所以整个色阶图不是闭合的面积，而是分成一部分一部分，但是整体趋势没有很大变化。