Тестирование широкоформатных сканеров

Методика тестирования

Результаты тестирования

В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» протестированы две модели сканеров формата A3: EPSON GT-15000 и Microtek ScanMaker 9800XT.

Методика тестирования

Использованная нами методика тестирования сканеров заключалась в определении наиболее важных характеристик сканеров, а именно:

1. Оценка фактической разрешающей способности через расчет функции MTF.

2. Оценка регулярного шума.

3. Оценка случайного шума.

4. Оценка равномерности и стабильности излучения источника света.

5. Оценка точности совмещения цветовых каналов.

6. Оценка точности цветопередачи.

7. Определение скорости сканирования.

Для тестирования сканеров использовался ПК с интерфейсом USB 2.0, по которому подключались сканеры. Тесты проводились под управлением ОС Windows XP Professional. В целях обеспечения равных для всех участников условий сканирование тестовых изображений выполнялось через TWAIN-драйвер испытываемого устройства в Adobe Photoshop 8.0 CS.

Оценка фактической разрешающей способности

Для определения реальной разрешающей способности сканера принято пользоваться так называемой модуляционной передаточной функцией (Modulation Transfer Function, MTF). Для вычисления значений MTF сканируются два фрагмента штриховки с высокой и низкой плотностью нанесения штрихов, измеряемой как количество пар линий на один дюйм (lppi). Первый фрагмент с низкой плотностью штрихов является базовым. Затем по гистограммам фрагментов для каждого из цветовых каналов определяются минимальные и максимальные значения уровней. Величина MTF для конкретного цветового канала вычисляется путем деления разницы между максимальным и минимальным уровнями фрагмента с высокой плотностью штриховки (Tmax-Tmin) на разницу между максимальным и минимальным уровнями базового фрагмента (Rmax-Rmin):

MTF=(Tmax-Tmin)/(Rmax-Rmin)

В нашем случае для определения MTF использовалась тестовая таблица M-13-60 и штриховые области с плотностями 25,4 lppi (базовый фрагмент) и 203,2 lppi.

Функция MTF не может превышать значения 1,0, и чем ближе значение MTF к единице, тем выше разрешающая способность сканера.

Оценка регулярного шума

В качестве образца для вычисления соотношения «сигнал/регулярный шум» при сканировании в отраженном свете использовалась однородная серая полоса тестовой таблицы SIQT 1.0. Сканирование производилось в 24-битном цвете без коррекции с разрешением 1200 ppi. К полученному изображению пять раз применялся фильтр Adobe Photoshop 8.0 CS, минимизирующий влияние случайного шума.

Затем изображение разделялось (с использованием соответствующей утилиты) на 8 тыс. мелких отрезков, на каждом из которых измерялись значения среднего уровня. Соотношение «сигнал/случайный шум» вычислялось путем деления значения среднего уровня на величину стандартного отклонения. Тест повторялся дважды — с горизонтальным и вертикальным расположением таблицы на планшете сканера, а результаты теста представлялись в виде двух графиков (по осям X и Y ).

Оценка случайного шума

Для определения соотношения «сигнал/случайный шум» в отраженном свете производится сканирование серой шкалы тестовой таблицы SIQT 1.0 в 24-битном цвете без коррекции с разрешением 200 ppi. Одна и та же область сканируется дважды без перезагрузки TWAIN-драйвера, что позволяет получить два изображения шкалы абсолютно одинакового размера и местоположения. Затем в Adobe Photoshop 8.0 отдель-но по каждому из цветовых каналов выполнялась процедура вычитания первого полученного изображения из второго. В результате было получено три новых изображения. Далее при помощи гистограммы измерялись значения среднего уровня и стандартного отклонения для пяти заранее определенных полей по каждому из цветовых каналов исходного изображения и соответствующих им участков новых изображений. Чтобы вычислить соотношение «сигнал/случайный шум» для каждого участка, необходимо разделить значение среднего уровня исходного изображения на величину стандартного отклонения, измеренного на полученном после вычитания изображении. Значения вычислялись по каждому из цветовых каналов для пяти заранее определенных полей серой шкалы, а результат представлялся в виде среднего значения.

Оценка равномерности и стабильности излучения источника света

В качестве образца для проведения теста в отраженном свете использовалась однородная серая полоса естовой таблицы SIQT 1.0. Сканирование производилось без какой-либо коррекции в 24-битном цвете с разрешением 200 ppi.

После сканирования изображение делилось на 8 тыс. отрезков, на каждом из которых определялось значение среднего уровня по каждому из цветовых каналов. Полученные таким образом значения RGB преобразовывались в цветовую модель Lab, а затем вычислялось максимальное отклонение яркостной составляющей ( d elta L). Тест повторялся два раза — с горизонтальным и с вертикальным расположением таблицы на планшете сканера, что позволяет получить величины отклонений равномерности (при сканировании горизонтально расположенного образца) и стабильности излучения источника света (при сканировании вертикально расположенного образца).

Оценка точности совмещения цветовых каналов

В качестве образца для определения точности совмещения цветовых каналов использовалась штриховая область тестовой таблицы SIQT 1.0 с частотой 30 lppi. Сканирование участка штрихованной области размером 1x1 см производилось в 24-битном цвете без коррекции c максимальным оптическим разрешением. Полученное изображение увеличивалось в 10 раз. Далее производилась операция вычитания зеленого цветового канала увеличенного изображения из красного канала и устанавливался высокий контраст. На полученном изображении неоднородный серый фон чередовался с черными и белыми линиями, толщина которых в пикселах равна 10-кратной величине несовмещения. Описанные действия проводились над тремя парами каналов (красный—зеленый, зеленый—синий, синий—красный), что позволяет определить несовпадение по трем парам каналов. Результат представлялся в виде среднего значения.

Оценка точности цветопередачи

В качестве образца для проверки точности цветопередачи при сканировании в отраженном свете использовались цветовые поля тестовой таблицы Kodak IT-8.7/2. Восемь цветовых полей сканировались без коррекции в 24-битном цвете с разрешением 200 ppi. Затем при помощи гистограммы (Image|Histogram) измерялись средние значения уровней цветовых каналов для каждого из полей. Полученные координаты RGB преобразовывались в Lab и сравнивались с эталонными значениями, известными для тестовой шкалы. В результате вычислялись отклонения яркостной ( d elta L) и двух цветовых ( d elta C, d elta E) составляющих, а также спектральный сдвиг ( d elta H).

Определение скорости сканирования

Для оценки скоростных характеристик тестируемых сканеров были проведены замеры времени, необходимого для выполнения нескольких наиболее типичных задач. Отсчет времени начинался с момента нажатия кнопки Scan (или аналогичной) в приложении, из которого производилось сканирование, и заканчивался после того, как приложение было вновь готово к работе.

Результаты тестирования

Результаты тестирования сканеров приведены в табл. 1, а результаты тестирования скоростных характеристик — в табл. 2. Тесты на регулярный шум и равномерность излучения представлены в виде диаграмм.

Таблица 1. Результаты тестирования сканеров

Таблица 2. Результаты тестирования скоростных характеристик сканеров

Сканер EPSON GT-15000

Сканер EPSON GT-15000 относится к разряду офисных широкоформатных сканеров формата A3 и позиционируется компанией Seiko EPSON Corporation как сканер для быстрого сканирования большого объема документов. EPSON GT-15000 является самой современной моделью в линейке GT. В соответствии с техническими характеристиками сканера, максимальное оптическое разрешение составляет 600 ppi, а глубина цвета — 48 бит. Сканер оснащен интерфейсами для подключения к ПК SCSI-2 и USB 2.0. Кроме того, в сканере предусмотрен разъем расширения для опциональной установки платы интерфейса IEEE-1394 (FireWire) или сетевого адаптера Ethernet 10/100Base-TX, при использовании которого пользователи получат совместный сетевой доступ к сканеру.

Максимальный формат сканирования у сканера EPSON GT-15000 составляет 297 x 432 мм (формат A3). Это позволяет сканировать, например, разворот журнала или два листа формата А4 за один раз. Глубина цвета в 48 бит дает возможность использовать отсканированные изображения в профессиональных программах обработки графики.

Сканер отличается нестандартной боковой загрузкой изображений. На лицевой части сканера имеются два индикатора, которые показывают его состояние на текущий момент. Для защиты во время перевозок EPSON GT-15000 оборудован механическим блокиратором каретки сканера, которая находится над гнездом питания. Это не позволяет включить питание, пока каретка не будет в свободном состоянии.

Отличительной особенностью нового сканера Epson GT-15000 является использование новой четырехлинейной ПЗС-матрицы (CCD). В дополнение к традиционным линейкам RGB она содержит четвертую линейку, предназначенную для монохромного (одно- или восьмибитного) сканирования. Это обеспечивает повышенную скорость сканирования монохромных оригиналов. Кроме того, повышению скорости сканирования способствует использование ксеноновой лампы вместо стандартной ртутной лампы, которой необходимо довольно длительное время на разогрев. Поскольку ксеноновая лампа практически не требует разогрева, сканер начинает сканировать документ почти сразу же после получения команды, что обеспечивает значительное повышение его скоростных характеристик.

Кроме того, в сканере может опционально использоваться устройство автоматической подачи документов для сканирования. При его использовании скорость сканирования составляет 16 страниц в минуту в монохромном и 10 страниц в минуту в цветном режиме (формат А4, разрешение 300 dpi). При работе «со стекла», без автоподачи, сканирование листа А4 в монохромном режиме выполняется менее чем за 5 с.

Увеличению скорости сканирования способствует и функция автоматического определения размера оригинала, как при сканировании «со стекла», так и при использовании устройства автоматической подачи документа. В результате пользователю необязательно выполнять предварительное сканирование, чтобы определить область захвата изображения или вручную выбрать размер документа.

Программное обеспечение, которое управляет непосредственно предварительной обработкой изображения и сканированием, имеет дружественный интерфейс и включает набор настроек, которые разделены на группы. Все пользователи могут выбрать себе тот режим настройки, который лучше всего соответствует их уровню подготовки. Всего имеется три режима настроек:

• Office Mode — это самый простой режим c минимальным количеством настроек, предназначенный для сканирования большого объема документов постоянного размера с неизменными параметрами без выполнения предварительного сканирования.

• Home Mode — режим отличается от офисного режима работы несколько более широкими возможностями, например автоматический подбор параметров сканирования фотографий, цветных и черно-белых рисунков, а также текстов.

• Professional Mode — в профессиональном режиме сканирования пользователю доступны все инструменты для цветовой коррекции изображения: кривые гамма-коррекции, гистограммы, цветовой баланс и пр. Функция удаления муара, предусмотренная режимом Professional Mode, позволяет сделать изображение четким и более насыщенным. При сравнении изображений, отсканированных с выключенной и включенной функцией удаления муара, качество картинки, полученной при сканировании с удалением муара, оказалось значительно выше.

Кривые гамма-коррекции дают возможность пользователю откорректировать изображение до последующей обработки в программах по трем точкам, а функция цветового баланса позволяет сбалансировать цвета получаемых изображений. Кроме того, программа управления сканированием имеет встроенные профили для удобного использования выставленных настроек.

При тестировании EPSON GT-15000 на разрешающую способность он показал достаточно высокий результат для сканеров с оптическим разрешением 600 ppi (значение функции MTF составило 3,92).

Благодаря ксеноновой лампе и увеличенной скорости сканирования EPSON GT-15000 продемонстрировал отличные результаты в тестах на скорость. Предварительное сканирование заняло у сканера около 6 с. Время сканирования черно-белых и Grayscale-изображений с разрешением 200 и 300 ppi было практически одинаковым и составило порядка 7 с. На сканирование фотографии размером 10 x 15 см с оптическим разрешением 600 ppi сканер потратил около 17 с.

Разница сканирования с включенной и выключенной функцией удаления муара составила 14 с, а сканирование изображения 10 x 22 без этой функции заняло 7 с.

Тестирование сканера на несовпадение цветовых каналов показало, что он отлично справился и с этим тестом. Разница составила порядка 3-4 пикселов, что свидетельствует о хорошем результате.

По результатам тестирования на неравномерность светимости лампы по горизонтальной и вертикальной осям сканер продемонстрировал очень хорошую стабильную светимость по всему участку.

Как видно из представленных диаграмм (рис. 1 и 2), дельта светимости по осям X и Y составляет всего 1,1.

В тесте на определение регулярного шума (рис. 3 и 4) сканер продемонстрировал отличные результаты. Как и у всех сканеров, регулярный шум по оси X у него немного превышает шум по оси Y .

В заключение отметим, что Epson GT-15000 идеально подходит для офисного использования и полностью соответствует своему позиционированию в качестве сканера для быстрого сканирования большого объема документов.

Microtek ScanMaker 9800XT

Microtek ScanMaker 9800XT имеет довольно внушительные габариты (628 x 376 x 130 мм), что, впрочем, естественно для сканера формата А3. При таких габаритах сканер весит около 14,5 кг . Он выполнен в традиционном для сканеров стиле и имеет фронтальную загрузку. При максимальном формате A3 сканер имеет высокую оптическую разрешающую способность в 1600 ppi, что позволяет позиционировать его уже как профессиональный сканер. Большая область сканирования — 430 x 305 мм — и высокое разрешение обеспечивают почти все потребности профессионального сканирования.

Сканер оснащен тремя интерфейсами для подключения — FireWire, USB 2.0 и SCSI-2. Обладая прочным и жестким шасси, столь необходимым для широкоформатных моделей, а также тройным SCSI/FireWare/USB-интерфейсом, данное устройство позволит решить основные проблемы, с которыми сталкиваются пользователи сканеров этого класса.

Максимальная оптическая плотность 3,7 D и 48-битная CCD-матрица позволяют устройству захватывать множество мелких деталей в светлых и темных областях при точной передаче цвета.

Опционально поставляемый слайд-адаптер поддерживает использование держателей для 35-мм слайдов, 35-мм стрипов/полосок, слайдов среднего формата и слайдов 5x4?. С учетом того, что оптическая плотность Microtek ScanMaker 9800XT составляет 3,7 D, этот сканер можно с успехом использовать и для высококачественного сканирования слайдов.

Программное обеспечение сканера включает множество программ, таких как Adobe Photoshop Elements, Microtek ScanWizard Pro, Microtek ICC Profiler, Kodak Color Management s oftware, ABBYY FineReader, Sprint OCR и ряд других. Сканер поддерживает платформы MAC и PC, а в поставку входят драйверы для последних версий систем Mac и Windows. Программное обеспечение устройства позволяет управлять и использовать его по сети посредством TCP/IP-протокола. В этом режиме на компьютере с подключенным сканером устанавливается мини-сервер, с помощью которого осуществляется обмен данными между пользователями в сети и сканером. Опционально со сканером поставляется модуль TMA для сканирования слайдов и негативов. В поставку также входит пленка Kodak Q-60R1 Reflective Calibration, при помощи которой можно откалибровать сканер и профили для лучшего качества получаемых изображений. Поскольку у сканера присутствует интерфейс FireWire, в поставку входят контроллер FireWire, шлейф и драйверы.

Бумажными описаниями сканер снабжен в избытке, а кроме того, на дисках имеются подробные руководства по установке и использованию прилагаемого обеспечения. Среди описаний — довольно грамотное руководство по тестированию сканера и описание работы с профессиональными программами, которые к нему прилагаются. В поставку входит профессиональный пакет для сканирования изображений — SilverFast 6, который расположен на DVD-диске. К нему прилагается многостраничное описание по установке, настройке сканера и сканированию, которое может оказаться кое в чем полезным даже профессионалу. SilverFast 6 позволяет устранять в результирующем изображении пыль и царапины, имеющиеся на оригинале, корректировать цвета, резкость, насыщенность и многое другое.

Программа управления сканированием ScanWizard Pro имеет огромное число настроек и по функциональности не слишком уступает другим аналогам; ее можно отнести к одной из самых продвинутых программ подобного типа. Программа имеет дружественный интуитивно понятный интерфейс, который слегка напоминает Adobe Photoshop. Главное отличие этой программы от аналогов, которые используются вместе с непрофессиональными сканерами, — возможность получения картинки высокого качества с предустановленными настройками без необходимости какой-либо последующей обработки. ScanWizard Pro дает пользователю возможность, после предварительного сканирования, откорректировать изображение по трем точкам. В программу управления сканированием входит важная функция переключения работы с цветом в режиме LCH. Данная модель представления цвета более проста, чем RGB, которая использует набор цветов, определенный для принтеров и мониторов. Только задействовав режим работы с цветом LCH, можно использовать довольно серьезную функцию Gradation Tool, которая изменяет полутон изображения при помощи одного лишь канала L, поскольку остальные каналы в этом случае являются константами. Tone Curve Tool является аналогом Gradation Tool, но имеет больше дополнительных возможностей, которые позволяют корректировать полутон по каждому из каналов RGB или CMYK. Использование представления цвета LCH позволяет применять инструмент для удаления или добавления оттенка. Инструмент Saturation Curve позволяет уменьшить или увеличить насыщенность цвета изображения. Также присутствует функция с предварительными настройками коррекции изображения; всего представлено около 10 шаблонов с наиболее часто используемыми установками. Функция Dynamic Range Tool дает возможность установить плотность сканируемой поверхности и показывает распределение (гистограмму) этой плотности в изображении. Для ускорения работы с небольшими изображениями в программе предусмотрено изменение области предварительного сканирования. Переворот и трансформация изображения на лету увеличивают скорость работы. Инструмент Black & White Points используется для изменения тени и света изображения, прежде всего — для сканирования очень темных или, наоборот, очень светлых изображений. Имеются сотни совместимых профилей ICC и ColorSync для разных мониторов, а также профессиональные CMYK-профили для принтеров, которые соответствуют американским, японским и европейским стандартам. В программе существует инструмент для наложения разного рода фильтров, чтобы добавить эффекты на создаваемом изображении. Также программное обеспечение сканера позволяет после предварительного просмотра настроить различные установки отдельных областей, а затем отсканировать их за один раз.

В ходе тестирования на фактическую разрешающую способность (функция MFT) сканер показал себя с лучшей стороны, в итоге полностью оправдав свое позиционирование в качестве профессионального сканера. При тестировании на случайный шум устройство показало невысокий результат, поэтому ему была поставлена оценка «хорошо». Также, для наглядности, мы приводим здесь диаграммы результатов теста на равномерность яркости излучения по вертикальной и горизонтальной осям (рис. 5 и 6).

Как видно из графиков равномерности распределения излучения источника света, сканер выдержал этот тест на «хорошо», хотя график по оси X несколько смущает разбросом светимости на коротких промежутках. Дельта излучения по оси X составила 1,2, а по оси Y — 1,9, что является неплохим результатом, с учетом габаритов и поддерживаемого большого формата. (Напомним, что значение дельты менее 5 может заметить только профессионал, а значение ниже 1 не способен различить даже эксперт высокого класса.)

Тестирование на определение регулярного шума (рис. 7 и 8) выявило следующие особенности. Регулярные шумы по осям X и Y проявляются довольно слабо и не имеют ярко выраженных артефактов. За этот тест сканер получил оценку «отлично».

По итогам теста на несовпадение цветовых каналов сканер получил оценку «удовлетворительно». Скорее всего, на результат этого теста повлиял случайный шум, о котором мы писали чуть выше. Тестирование на скорость сканирования выявило некоторые интересные моменты. Время, затрачиваемое сканером на разогрев, составило всего 3 с. Сканирование документа А4 в режиме Grayscale/8 бит занимало чуть более 30 с, однако на сканирование цветных изображений ушло чуть больше 25 с. Также следует отметить, что сканирование с включенной функцией муара заняло в 3 раза больше времени, чем с выключенной функцией, но в итоге отсканированное изображение получилось очень качественным. Сканирование фотографии 10x15 заняло всего 17 с, причем время почти не зависело от устанавливаемого разрешения.

Редакция выражает признательность:

• московскому представительству компании Seiko EPSON Corporation (тел.: (095) 777-0355, www.epson.ru) за предоставленный на тестирование сканер EPSON GT-15000;

• компании «Графитек» (тел.: (095) 789-3899, www.grafitec.ru) за предоставленный для тестирования сканер Microtek ScanMaker 9800XT.

КомпьюАрт 4'2004