Bài giảng Xử lý ảnh - Chương 2: Ảnh số hoá

10 CHƯƠNG 2 ẢNH SỐ HOÁ 2.1 GIỚI THIỆU Các máy tính chỉ có thể xử lý ảnh số, trong khi tự nhiên ban cho các ảnh ở dạng khác, nên điều quyết định trước tiên cho vấn đề xử lý ảnh số là chuyển đổi ảnh sang dạng số. Nhìn chung, thiết bị chuyên dụng cho ảnh số hoá là sự biến đổi từ một hệ thống máy tính thông thường thành một trạm làm việc (workstation) xử lý ảnh số. Một thiết bị ghi lại ảnh cũng có thể cần đến, mặc dù chất lượng các bản in của các máy in ma trận điểm bị hạn chế. Những ngày đầu của xử lý ảnh số, thiết bị số hoá ảnh phức tạp và đắt đến nỗi chỉ một vài trung tâm nghiên cứu có liên quan mới có đủ khả năng trang bị. Tuy nhiên, những tiến bộ trong công nghệ đã khiến cho các bộ số hoá ảnh trở nên rẻ và phổ biến hơn. Cấu hình thiết bị gồm nhiều loại khác xa nhau được sử dụng để chuyển đổi ảnh sang dạng số. Trong chương này, chúng ta sẽ đề cập đến các phần tử của bộ số hoá ảnh, một vài hiện tượng vật lý thường dùng trong quá trình xử lý và chúng ta sẽ xem xét vài sự thực hiện số hoá. Mục đích là để mở rộng hiểu biết về các khả năng và hạn chế của các cách tiếp cận khác nhau đối với sự số hoá ảnh, sự nhạy cảm với nhiễu và sự méo ảnh. Sự giảm bớt hay loại bỏ nhiễu và méo của bộ số hoá là một trong các chức năng chính của xử lý ảnh số. 2.1.1 Các phần tử của bộ số hoá Một bộ số hoá ảnh phải có khả năng chia một ảnh thành các phần tử điểm ảnh (pixel), đánh địa chỉ cho mỗi phần tử riêng biệt, đo giá trị các mức xám của ảnh tại mỗi điểm, lượng tử hoá các giá trị liên tục đo được thành một tập các số nguyên và ghi giá trị của tập số nguyên đó ra thiết bị lưu trữ dữ liệu. Để thực hiện công việc này, bộ số hoá phải có năm phần tử. Phần tử đầu tiên của bộ số hoá là ống kính (aperture) lấy mẫu-cho phép bộ số hoá truy cập vào các phần tử điểm ảnh riêng lẻ và bỏ qua phần còn lại của ảnh. Phần tử thứ hai là một cơ chế quét (sampling/scanning) ảnh. Quá trình này gồm có di chuyển ống kính lấy mẫu khắp ảnh theo mô hình định nghĩa trước. Quá trình quét cho phép ống kính lấy mẫu đánh địa chỉ cho các phần tử điểm ảnh, mỗi lần một điểm. Phần tử thứ ba là một bộ cảm nhận ánh sáng, dùng để đo độ sáng của mỗi điểm ảnh thông qua ống kính lấy mẫu. Bộ cảm biến nói chung là một bộ chuyển đổi dùng để biến đổi từ cường độ ánh sáng thành điện áp hay cường độ dòng điện. Phần tử thứ tư là bộ lượng tử hoá, chuyển đổi giá trị liên tục từ đầu ra của bộ cảm biến thành giá trị số nguyên. Đặc trưng của bộ lượng tử là một mạch điện tử gọi là bộ chuyển đổi tương tự sang số (analog to digital converter-ADC). Phần tử cuối cùng của bộ số hoá là thiết bị lưu trữ đầu ra. Các giá trị mức xám được sinh ra bởi bộ lượng tử hoá phải được lưu trữ ở dạng thích hợp cho máy tính xử lý. Thiết bị đầu ra có thể là bộ nhớ bán dẫn, đĩa từ hoặc một vài thiết bị phù hợp khác. 11 2.2 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA BỘ SỐ HOÁ ẢNH Mặc dù các bộ số ảnh khác nhau về các thiết bị mà chúng sử dụng để thực hiện các chức năng của chúng, nhưng chúng vẫn có các đặc tính cơ bản liên quan với nhau. Kích thước điểm ảnh. Hai đặc tính quan trọng là kích thước ống kính lấy mẫu và khoảng cách giữa các điểm ảnh liền kề nhau. Nếu bộ số hoá được trang bị trên một hệ thống quang học có thể thay đổi khả năng phóng to, thì khoảng cách và kích thước mẫu của mặt phẳng ảnh vào là có thể thay đổi, đây là lĩnh vực đáng quan tâm. Kích thước ảnh. Tham số quan trọng khác là khả năng của phương tiện đối với kích thước ảnh vào. Đối với trường hợp máy quét film, kích thước của film đầu vào cực đại là 35 mm hoặc ảnh X quang 11  14 inch. Ở đầu ra, kích thước ảnh được định rõ bằng số dòng cực đại và số điểm ảnh trên một dòng. Tính chất phân phối cục bộ. Đặc tính quan trọng thứ ba của bộ số hoá ảnh là tham số vật lý mà thực tế nó đo và lượng tử hoá được. Ví dụ đối với các máy quét film, chúng có thể đo và lượng tử hoá hệ số truyền hay mật độ quang học của film. Cả hai đều là các hàm độ sáng hay độ tối của film nhưng chắc chắn các ứng dụng của chúng hữu ích hơn các hàm khác. Tính chất tuyến tính. Mức độ tuyến tính của sự số hoá cũng là một yếu tố quan trọng. Chẳng hạn, trong thực tế phương tiện số hoá cường độ ánh sáng, dùng để xác định mức độ chính xác của các mức xám tỷ lệ với độ sáng thực sự của ảnh. Bộ số hoá phi tuyến có thể phá huỷ tính hợp lệ của quá trình xử lý tuần tự. Số các mức xám mà thiết bị có thể lượng tử hoá ảnh cũng rất quan trọng. Các bộ số hoá ảnh trước đây chỉ có hai mức xám: đen và trắng. Trong thực hành số hoá đơn sắc hiện nay, dữ liệu thường là 8 bit (256 mức) và thiết bị có độ phân giải cao hơn có thể thực hiện được. Nhiễu. Cuối cùng, mức nhiễu của bộ số hoá là đặc tính có tầm quan trọng nhất. Trường hợp ảnh xám được thể hiện bởi bộ số hoá, nhiễu vốn có trong hệ thống sẽ gây ra hiện tượng mức xám đan chéo nhau trên ảnh đầu ra, cho dù độ sáng ảnh đầu vào là hằng số. Nhiễu do bộ số hoá tạo ra chính là nguyên nhân gây ra sự suy biến ảnh và điều này liên quan một phần đến sự tương phản của ảnh. Những đặc tính này tạo thành bản chi tiết kỹ thuật cho một bộ số hoá. Chúng cung cấp cơ sở để so sánh các phương tiện khác nhau hay để quyết định một bộ số hoá có thích hợp cho một công việc cụ thể nào đấy hay không. Trong một vài trường hợp, ảnh số hoá có thể thích hợp với vài dòng, số điểm ảnh trên một dòng, các mức xám có liên quan và với tính phi tuyến có thể đánh giá được hay mức nhiễu cao. Tuy nhiên, nhiều ứng dụng quan trọng của xử lý ảnh số đòi hỏi bộ số hoá chất lượng cao-có khả năng số hoá một ảnh lớn có nhiều mức xám với tính tuyến tính tốt và mức nhiễu thấp. Chương sau, chúng ta sẽ thảo luận chi tiết đến các yêu cầu đối với bộ số hoá trong các ứng dụng xử lý ảnh. 2.3 CÁC KIỂU BỘ SỐ HOÁ ẢNH Một kiểu bộ số hoá đa năng và quan trọng là camera số hoá, camera mà có một hệ thống thấu kính có thể số hoá ảnh của bất kỳ đối tượng nào. Một ví dụ là camera video phối ghép với máy tính, đó là thiết bị có thể số hoá không những các đối tượng vật lý mà còn các ảnh như film chụp ảnh. Một kiểu bộ số hoá hạn chế, tuy nhiên cũng quan trọng, là máy quét film. Đây là công cụ dùng riêng cho việc quét các ảnh chụp trên film. Những máy quét film chỉ có thể số hoá ảnh của một đối tượng sau khi camera quay film thu nhận ảnh của đối tượng 12 đó. Về phương diện lịch sử, các máy quét film đã đóng vai trò nổi bật trong xử lý ảnh, nhưng thực tế hiện nay các camera số hoá trực tiếp có xu thế được sử dụng nhiều hơn. 2.3.1 Số hóa quét đầu vào (Scan-in) và quét đầu ra (Scan-out) Có hai cách tiếp cận quá trình số hoá tổng quát, gọi là số hóa quét đầu vào (Scan-in) và số hoá quét đầu ra (Scan-out). Trong hệ thống quét đầu ra (Hình 2-1), toàn bộ đối tượng hay ảnh film được chiếu sáng một cách liên tục và ống kính lấy mẫu cho phép bộ cảm biến ánh sáng “nhìn thấy” mỗi lần duy nhất một điểm ảnh. Còn trong hệ thống quét đầu vào (Hình 2-2), mỗi một lúc chỉ một vết (spot) nhỏ của đối tượng được chiếu sáng và ánh sáng truyền qua được tập trung vào bộ cảm biến. Trong trường hợp này, chùm ánh sáng chiếu vào sẽ quét lên đối tượng và bộ cảm biến không rõ ràng về mặt không gian. HÌNH 2-1 Hình 2-1 Bộ số hoá quét đầu ra Có một cách tiếp cận thứ ba được kết hợp từ hai cách tiếp cận trước đó. Trong hệ thống quét đầu vào/quét đầu ra, đối tượng được chiếu bởi một vết sáng chuyển động và được lấy mẫu thông qua một ống kính chuyển động theo vết sáng. Đó là hệ thống làm giảm sự ảnh hưởng của ánh sáng và đã cung cấp một vài ứng dụng trong quá trình số hoá ảnh hiển vi. Tuy nhiên, điều rắc rối của chúng, đặc biệt vết lấy mẫu di chuyển theo các vết sáng, đã có phần hạn chế ứng dụng của hệ thống quét đầu vào/quét đầu ra. HÌNH 2-2 Hình 2-2 Bộ số hoá quét đầu vào 13 2.4 CÁC THÀNH PHẦN SỐ HOÁ ẢNH Như đã đề cập trước đây, một bộ số hoá phải có một nguồn ánh sáng, một bộ cảm biến ánh sáng và một hệ thống quét. Hơn nữa, nguồn ánh sáng hoặc bộ cảm biến ánh sáng (hoặc cả hai) phải nằm phía trước ống kính lấy mẫu. Trong phần này, chúng ta sẽ đề cập đến các nguồn ánh sáng rời rạc, các bộ cảm biến và các hệ thống quét khác nhau. Phần tiếp theo, chúng ta sẽ sắp đặt chúng với nhau để tạo thành các bộ số hoá ảnh đầy đủ. 2.4.1 Nguồn ánh sáng Bóng đèn nóng sáng. Hầu hết các nguồn sáng nhân tạo là bóng đèn nóng sáng. Đối với hệ thống quét đầu ra, đèn nóng sáng rất thích hợp cho việc chiếu sáng đối tượng hoặc ảnh đang được số hoá. Đối với công việc quét đầu vào, sợi giây tóc của một bóng đèn nhỏ hay đi-ốt phát sáng (LED) có thể được mô tả bằng một thấu kính để tạo thành một vết sáng nhỏ. Laser. Laser có thể tạo ra những chùm ánh sáng tập trung ở mức độ cao. Laser sinh ra chùm ánh sáng hẹp, tập trung và có cường độ lớn bằng cách kích thích các nguyên tử của nguyên tố hoạt động (argon, helium, neon, ...) lên trạng thái năng lượng cao, đồng thời kích thích cho chúng chuyển hoá về trạng thái bình thường. Sự chuyển hoá này gây ra một chùm ánh sáng tập trung có cường độ cao, dễ dàng hội tụ và làm lệch hướng. Mặc dù laser được sử dụng làm nguồn chiếu sáng trong hệ thống quét đầu ra, ưu thế của nó là tạo ra các vết sáng nhỏ có cường độ cao cho các bộ số hoá quét đầu vào. Phốt pho. Phốt pho phát sáng khi các điện tử chiếu vào. Nếu một chùm điện tử hội tụ vào một điểm nhỏ trên bề mặt tấm kính thuỷ tinh có tráng phốt pho (Hình 2-3), ánh sáng phát ra từ điểm đó. Bề mặt ống tia điện tử (Cathode-ray tube - CRT) được tráng bởi hợp chất pha trộn giữa phốt pho và pha lê. Phốt pho được phủ lên trên mặt ống nhờ một màng nhôm trong suốt. Màng nhôm này có nhiệm vụ tạo thành một cực dương (anode) thu hút chùm điện tử. Sự va chạm của các điện tử mang năng lượng trong chùm điện tử kích thích các nguyên tử phốt pho, đưa một vài nguyên tử lên trạng thái năng lượng cao. Mỗi một điện tử phân rã về trạng thái bình thường của nó, nó sẽ phát ra một phôtôn. Trong quá trình sản xuất phốt pho ta có thể điều chỉnh được quang phổ (màu) và tính bền vững (độ phân rã) của ánh sáng phát ra. Có thể tìm được nhiều vật phát ra quang phổ và thời gian phân rã từ nhỏ hơn 1 micrô giây đến vài giây. HÌNH 2-3 Hình 2-3 Cấu trúc CRT 14 Độ sáng của vết sáng tạo thành bởi chùm điện tử đại khái là tỷ lệ với mật độ trung bình của chùm. Phốt pho được tạo thành từ các hạt nhỏ và vì thế, giả thiết đưa ra là bên trong lớp phốt pho có nhiều hạt phát sáng. Các ống tia điện tử có độ phân giải giới hạn từ 30 đến 70 dòng (chu kỳ) trên một milimet. LED. Các LED chỉ dùng bán dẫn cũng tạo ra nguồn ánh sáng đặc và thích hợp. Thực chất LED được tạo ra từ chất bán dẫn Asen Gali. Chúng phát ra ánh sáng tại cường độ được điều khiển từ nguồn nhỏ. Nhờ vậy mà chúng được sử dụng trong các hệ thống quét đầu vào. 2.4.2 Bộ cảm biến ánh sáng Các bộ cảm biến ánh sáng sinh ra tín hiệu điện ứng với cường độ ánh sáng chiếu lên chúng. Năm hiện tượng vật lý khác nhau được ứng dụng để tạo ra năm kiểu cảm biến: thiết bị quang phát (photoemissive), tế bào quang điện (photovoltaic), chất quang dẫn (photoconductor), bộ cảm biến silicon (silicon sensor) và bộ phận tiếp giáp bán dẫn (P- N). Các chất quang phát phát ra điện tử khi có ánh sáng chiếu vào. Các chất quang điện, như các tế bào năng lượng mặt trời silicon, sinh ra một điện thế khi phơi dưới ánh sáng. Các chất quang dẫn, như Sunfit Catmi (Cadmium sunfide), sẽ bị suy giảm điện trở khi có sự tác động của ánh sáng. Các thiết bị silicon lợi dụng các tính chất cảm nhận ánh sáng của tinh thể silicon nguyên chất. Đặc tính tiếp giáp bán dẫn của đi ốt quang (photodiode) và transistor quang (phototransistor) là chúng tích điện khi có tác động của ánh sáng tới. Thiết bị quang phát. Ống nhân quang (photomutiplier) (Hình 2-4) có bề mặt quang phát tạo thành catôt quang nửa trong suốt (semitransparent photocathode). Thành ống được phủ một lớp ôxit kim loại kiềm (như bạc, cesium, antimon, natri, bitmut, rubidi). Khi các phôtôn có một năng lượng đủ lớn (  1 micron) đập vào catôt quang đã được tích điện âm, giải phóng các hạt điện tử khỏi bề mặt catôt. HÌNH 2-4 Hình 2-4 Ống nhân quang Đằng sau catôt quang là dãy các đinôt (dynode) được giữ ở các mức điện áp dương dần lên. Các hạt điện tử sơ cấp đã được các phôtôn giải phóng từ ca tốt quang bay nhanh về phìa đinôt đầu tiên. Sự va chạm của mỗi điện tử tự do với vài hạt điện tử thứ cấp sẽ tạo thành hiệu ứng phân rã hạt nhân. Sau đó các điện tử mới sinh ra bị hút về phía đinôt thứ hai, ở đây hiệu ứng tương tự được lặp lại. Quá trình cứ tiếp diễn như vậy cho đến khi các điện tử từ đinôt cuối cùng được tập hợp vào anôt, tạo thành dòng điện bên trong 15 mạch điện ngoài. Dòng điện này tỷ lệ với thông lượng (flux) phôtôn tới trên ca tốt quang, dòng điện này có thể được lấy mẫu và lượng tử hoá. Ống nhân quang khá nhạy cảm do hiệu ứng phân rã hạt nhân của các đinôt. Một hạt điện tử sơ cấp có thể tạo ra đến tận hàng triệu điện tử. Ống nhân quang được sử dụng trong quá trình số hoá mức ánh sáng thấp nhờ vào tính nhạy cảm cao của nó. Bộ cảm biến silicon. Nguyên chất ở mức độ rất cao, được xử lý đặc biệt, silicon có thể trở thành các tinh thể cỡ lớn. Mỗi nguyên tử silicon được liên kết cùng hoá trị với sáu nguyên tử xung quanh nó trong mạng lưới tinh thể hình khối chữ nhật ba chiều. Các phôtôn tới đủ năng lượng ( < 1m) sẽ phá vỡ mối liên kết, giải phóng một điện tử và để lại một “lỗ hổng” ở nơi đó. Lớp kim loại mỏng phủ trên bề mặt silicon và được tích một điện áp âm tạo ra một nguồn điện thế (potential well), tập hợp và nắm giữ các quang điện tử trong khu vực hiện tại đã được phô tôn giải phóng. Mỗi nguồn điện thế tương ứng với một điểm ảnh trong một mạng các bộ cảm biến. Mỗi nguồn điện thế có thể giữ khoảng 800 điện tử/một micron vuông, hoặc từ 105 đến 106 điện tử/một điểm ảnh trên các chip hiện có. Dải động của một nguồn là tỷ số với dung lượng điện tử của nó trên mức nhiếu số liệu ra. Nhiễu số liệu ra có thể thấp đến 5-10 điện tử đối với các thiết bị chất lượng cao. Nguồn phơi quá lâu sẽ sinh ra các điện tử quá mức qui định và có thể tràn sang các nguồn kế bên, dẫn đến ảnh bị nở hoa (blooming). Năng lượng nhiệt cũng gây ra sự phá vỡ liên kết ngẫu nhiên, tạo thành các nhiệt điện tử (thermal electron) không thường xuyên và không thể phân biệt được với quang điện tử. Điều này gây ra luồng tối (dark current) cho bộ cảm biến silicon, ngay cả khi thiếu ánh sáng. Luồng tối nhạy cảm với nhiệt độ, tăng gấp đôi mỗi một độ tăng 60C (tức là, nhiệt độ tăng 60C thì luồng tối lại tăng gấp đôi). Việc cảm nhận ảnh đòi hỏi nhiều thời gian kết hợp thì các nguồn nhiệt điện tử thường được sử dụng hơn là quang điện tử. Sự làm nguội thường dùng làm giảm luồng tối và do đó phạm vi thời gian kết hợp là có thể dùng được. Làm mát bộ cảm biến silicon sẽ làm giảm luồng tối của nó từ vài nghìn điện tử trên một giây với nhiệt độ trong phòng, dần đến một điện tử trên một giây tại -600C. Đi ôt quang. Đi ốt quang (Hình 2-5) là thiết bị tiếp giáp P-N ở thể rắn. Một điện trường tạo ra sự phân cực đối ngược nhau trong vùng phụ cận của vùng tiếp giáp giữa hai vật liệu bán dẫn. Trường này quét qua các vật mang điện (các điện tử và các lỗ hổng) bên ngoài vùng tiếp giáp, tạo thành lớp trống rỗng ngăn cản dòng chảy. Đó thông thường là một thiết bị cho phép dòng chảy chỉ chảy theo một chiều. Trong đi ốt quang, một mặt của thiết bị (ví dụ lớp P) được chế tạo rất mỏng đến nỗi ánh sáng có thể xuyên đến lớp tiếp giáp. HÌNH 2-5 16 Hình 2-5 Đi ôt quang Hoạt động của lớp tiếp giáp là cung cấp một điện áp phân cực đảo, vì thế nó dẫn luồng rất nhỏ. Tuy nhiên, các phôtôn va chạm sẽ giải phóng các cặp điện tử-lỗ hổng bên trong vật liệu bán dẫn. Trong lớp trống rỗng, nơi điện trường mạnh, hầu hết các vật mang được huy động này đều chịu ảnh hưởng của điện trường cuốn dạt ra xa trước khi chúng có thể kết hợp lại. Trong mạch điện ngoài, sự di trú (migration) của chúng tạo thành một luồng tỷ lệ với thông lượng phôtôn tới. Tiếp giáp P-N biểu thị trở kháng cao (high resistance) cho dòng chảy theo chiều đảo, dòng chảy mà được điều khiển bởi cường độ ánh sáng và độc lập quan hệ với điện áp cung cấp theo bên ngoài. Lớp trống rỗng có thể được làm tương đối dày để thu hút các phôtôn có bước sóng dài. Đi ôt quang thác (avalanche photodiotde) đạt được tính nhạy cảm cao hơn đi ốt quang bình thường nhờ tính nhân điện tử của ống nhân quang. Đi ôt quang thác lệ thuộc vào điện áp phân cực đảo rất cao. Sự va chạm của các phôtôn giải phóng các điện tử, các điện tử này được gia tốc (accelerate) bởi điện trường có cường độ lớn trong lớp trống rỗng. Chúng đạt tới vận tốc cao đến nỗi chúng có thể ion hoá các va chạm trong phạm vi vật liệu, giải phóng nhiều điện tử hơn. Hiệu ứng này có thể làm cho hệ số tăng cao đến tận 1,000, tăng tính nhạy cảm của thiết bị một cách đáng kể. Trong những phần đã đề cập trước đây, người ta cho rằng đi ốt quang tạo một dòng trạng thái ổn định tỷ lệ với thông lượng phôtôn tới. Như một sự lựa chọn, chúng có thể hoạt động trong chế độ tích hợp (integrating mode). Bởi vì tiếp giáp đi ốt quang biểu thị cho điện dung, nên nó mang điện tích của chiều phân cực có xu hướng đảo (reverse- biased polarity). Tiếp sau đó, chất quang dẫn làm giảm điện tích tại vận tốc tỷ lệ với thông lượng phôtôn tới. Nếu như đi ốt quang được tích điện lại với điện áp cụ thể nào đó một cách định kỳ, thì điện tích yêu cầu (số các điện tử) phải tỷ lệ với tích phân của thông lượng phôtôn tới đối với chu kỳ giữa các lần tích điện lại. Vì thế, trong chế độ tích hợp, đi ốt quang không cảm nhận được thông lượng phôtôn tức thời, nhưng lại cảm nhận được tích phân thông lượng phôtôn đối với một chu kỳ thời gian nào đó. Có hai nhân tố giới hạn dải động hoạt động của các đi ốt quang trong chế độ tích hợp. Đầu tiên, điện dung tiếp giáp nhỏ làm giới hạn sự tích điện ban đầu. Thứ hai, luồng tối, luồng lưu thông mà không cần ánh sáng chiếu vào, từ từ phóng điện vào đi ốt quang. Các nhân tố này giới hạn chu kỳ tích hợp tới một vài mili giây và dải dộng khoảng 100 đến 1 ở nhiệt độ trong phòng. Bởi vì luồng tối nhậy cảm với nhiệt độ, nên việc làm mát đi ốt quang thực tế là để làm tăng đáng kể số lần tích hợp. Transistor quang. Transistor quang là thiết bị bán dẫn ba lớp được gắn vào miếng nhựa hoàn toàn hoặc miếng nhựa có gắn một thấu kính bên trên để cho phép ánh sáng chiếu tới lớp tiếp giáp transistor (Hình 2-6). Các phôtôn va chạm với nhau giải phóng các cặp điện tử-lỗ hổng trong lớp tiếp giáp cực góp-đáy (collector-base). Sự chuyển động của những vật mang này tạo thành dòng điện đáy trong transistor. Dòng điện cực góp tỷ lệ với dòng điện đáy nhân với hệ số tăng dòng (beta) của transistor. Nhìn bề ngoài, transistor quang hoạt động giống như đi ốt quang, ngoại trừ tính nhậy cảm cao. Tuy nhiên, các yêu cầu về tốc độ và tính tuyến tính đã bức chế (dictate) sự xếp đặt trong thiết kế transistor, những xếp đặt này sẽ quyết định các giới hạn tăng dòng có thể đạt được. Cả transistor quang lẫn đi ốt quang đều có sự phản ứng nhanh và ổn định đối với những thay đổi của cường độ ánh sáng, chúng tạo ra những bộ cảm biến điểm (point sensor) tuyệt vời cho ảnh số hoá. 17 HÌNH 2-6 Hình 2-6 Transistor quang 2.4.3 Các cơ chế quét Trong phần này, chúng ta sẽ đề cập đến những kỹ thuật được sử dụng để di chuyển điểm quét hay chiếu sáng trên ảnh. Chúng ta sẽ xem xét các nguồn sáng, các bộ cảm biến và hoạt động của các cơ chế quét với nhau trong các hệ thống số hoá ảnh ở phần tiếp theo. Thiết bị quét cơ khí. Hình 2-7 trình bày hai phương pháp cơ khí dùng cho quét ảnh: trống quay (rotating drum) và trục bước (lead screw). Từng phần hoặc toàn bộ của một ảnh chụp được bọc trong một trống hình trụ, trống này được quay để kéo ảnh qua một lỗ ống kính cố định. Thao tác này thực hiện việc quét ảnh theo một hướng. Lỗ ống kính quét có thể đặt trên trục bước nhằm di chuyể