掃描槍

掃描槍作為光學、機械、電子、軟體套用等技術緊密結合的高科技產品，是繼鍵盤和滑鼠之後的第三代主要的電腦輸入設備。掃描槍自80年代誕生之後，得到了迅猛的發展和廣泛的套用，從最直接的圖片、照片、膠片到各類圖紙圖形以及文稿資料都可以用掃描槍輸入到計算機中，進而實現對這些圖像信息的處理、管理、使用、存儲或輸出。

基本介紹

• 中文名：掃描槍
• 外文名：Scanning Gun
• 誕生時間：80年代
• 功能：對圖像信息的處理、管理、使用

背景

條形碼作為一種及時、準確、可靠、經濟的數據輸入手段已被物流信息系統所採用。在工業發達的國家已經普及套用，已成為商品獨有的世界通用的“身份證”。

歐美、日本等等國家已經普遍使用條形碼技術，而且正在世界各地迅速推廣普及，其套用領域還在不斷擴大。由於採用了條碼，消費者從心理上對商品質量產生了安全感，條碼在識別偽劣產品、防假打假中也可起到重要作用。因為條碼技術具有先進、適用、容易掌握和見效快等特點，在信息（數據）採集中發揮優勢無論在商品的入庫、出庫、上架還是和顧客結算的過程，都要面對如何將數據量巨大的商品（不論是整包包裝還是拆封后單個零售）信息輸入計算機中的問題。如果在單個商品的包裝上，印製上條碼符號，利用條碼閱讀器，就可以高速、準確、及時地掌握商品的品種（貨號）、數量、單價、生產廠家、出廠日期等信息。這樣不僅提高了效率，同時也吸引了更多的顧客，減少或消除顧客購貨後結算和付款時出現擁擠排隊現象。條形碼技術在中國將作為主要的自動識別技術，廣泛套用於工業自動化控制和各類管理信息系統中，並將滲透到多技術領域和高新技術的產品中。

條形碼技術用於物流信息系統中，完成計算機的信息採集與輸入。這將大大提高許多計算機管理系統的實用性。條碼的套用和推廣首先源於商品管理現代化，即POS系統的套用。如美國超級市場商品種類約為22萬多種，每年約有10，000種新商品進入市場，10，000種老商品清除，引新除舊的比例達50%，如此繁重的工作量，沒有條碼，沒有POS系統的套用是難以應付的。當今日本在POS系統的套用上走在了世界的前列。至2015年止，日本已有48，000個製造廠家約有1億種商品項目採用了EAN碼標識，有相當一部分商家全用POS系統，POS系統不僅限於食品雜貨，一些專業店（如醫藥、化妝品、菸酒等）也建立了POS系統。目前不僅POS系統得到廣泛的套用，很多國家還建立了市場數據交換中心，溝通產、供、銷之間信息，建立貿易數據交換機構，及時蒐集匯總各商店，各種商品的銷售信息並及時反饋給製造廠家。這樣生產廠家可及時、準確地了解商品銷售、購買情況和價格等，可分析消費者的心理，預測市場及時組織貨源。零售商可根據情況 及時調整銷售計畫、進貨情況等。

交通運輸業

國際運輸協會已作出規定，貨物運輸中，物品的包裝上必須貼上條碼符號，以便所運物品進行自動化統計管理。此外，鐵路、公路的旅客車票自動化售票及檢票系統，公路收票站的自動化，貨運倉庫、貨梭的物流信息系統中的作用條形碼作為一種及時、準確、可靠、經濟的數據輸入手段已被物流信息系統所採用。在工業已開發國家已經普及套用，已成為商品獨有的世界通用的“身份證”。歐美、日本等等國家已經普遍使用條形碼技術，而且正在世界各地迅流自動化管理等，都須利用條碼技術來實時採集數據。

郵電通訊業

郵件的分揀、登單是非常繁重的工作，占用了郵電職工的絕大部分工作量。在郵件上貼上或印製上條碼符號，就能用條碼閱讀設備輸入相應的信息，實施分揀、登單的自動化管理。例如，6位數的郵政編碼用條碼符號代替，就可以利用計算機實現函件及各郵電局（所）都貼上相應的條碼標籤作為他們的代碼，用條碼閱讀設備讀取這些信息，則利用計算機可實現掛號函件的自動登單。

郵件簽收

物流行業

物流行業是條形碼技術一個很重要的套用方面。在物資入庫、分類、出庫、盤點和運輸等方面，可以全面實現條形碼管理。通用商品流通銷售方面在這方面軍除抓好出口商品條碼自動化管理外，應著手研製適合中國情況的專用收款機和商場綜合管理系統，並經高商場試用，逐步進行推廣。POS系統由若干個子系統組成，其中現金收款機（又叫收銀機）是集個人電腦和解碼器為一身，既能自動識別條形符號，又能進行數據處理，而且能列印出購物清單，內容包括商品名稱、價格、數量、總金額及日期等，顧客可把它作為購物收據。系統中的計算機是用來對數據進行綜合處理的，為此應事先建立資料庫和套用軟體。這樣有利於根據各終端的當日報告情況，進行商品銷售綜合分析，及時提供市場動態，並根據此確定訂貨計畫，以保證經營活動的正常進行。由於使用了條形碼技術，既方便迅速，又保證了信息準確。

物流倉儲

行政執法

當科技強警不僅僅只是一個口號了之後，警用設備的科技含量越來越高，特別是交警、巡警和刑警也已經開始配備移動數據設備，其中手持終端的配備，為警察提供了更強有力的執行警務的工具。除警務外，目前衛生、城管、稅務等等行政部門也開始嘗試使用手持終端來規範行政業務，同時提高行政效率。移動警務所使用的手持終端的功能主要有GPRS/CDMA數據、語音通訊、IC卡讀寫，以後可能還會需要指紋採集、比對等等。

交警執法

鞋服行業

條碼的普及，鞋服等時尚行業已告別手工訂貨會方式，採用手持掃描槍的銷邦無線訂貨會已廣泛普及，客戶手握掃描槍通過掃描物品條碼，即可讀出物品的顏色、款號、大小，可通過掃描槍現場訂貨，並將數據通過WIFI傳至後台伺服器，大大提供了訂貨會的效率。

服裝訂貨會

電力行業

手工轉錄易出錯且費時費力，人工卡片抄表方式字跡不清，再往pc機轉錄數據易出錯，抄表人員不到現場只進行估抄，不能精確統計，採用手持掃描槍，大大提高工作效率，提高抄表準確性。

種類

手持式掃描槍

手持式掃描槍是1987年推出的技術形成的產品，外形很像超市收款員拿在手上使用的條碼掃描槍一樣。持式掃描槍絕大多數採用CIS技術，光學解析度為200dpi，有黑白、灰度、彩色多種類型，其中彩色類型一般為18位彩色。也有個別高檔產品採用CCD作為感光器件，可實現位真彩色，掃描效果較好。

手持掃描槍

小滾筒式掃描槍

這是手持式掃描槍和平台式掃描槍的中間產品（這幾年有新的出現，因為是內置供電且體積小被稱為筆記本掃描槍）這種產品絕大多數採用CIS技術，光學解析度為300dpi，有彩色和灰度兩種，彩色型號一般為24位彩色。也有及少數小滾筒式掃描槍採用CCD技術，掃描效果明顯優於CIS技術的產品，但由於結構限制，體積一般明顯大於CIS技術的產品。小滾筒式的設計是將掃描槍的鏡頭固定，而移動要掃描的物件通過鏡頭來掃描，運作時就象印表機那樣，要掃描的物件必須穿過機器再送出，因此，被掃描的物體不可以太厚。這種掃描槍最大的好處就是，體積很小，但是由於使用起來有多種局限，例如只能掃描薄薄的紙張，範圍還不能超過掃描槍的大小。

平台式掃描槍

又稱平板式掃描槍、台式掃描槍，目前在市面上大部分的掃描槍都屬於平板式掃描槍，是現在的主流。這類掃描槍光學解析度在300dpi-8000dpi之間，色彩位數從24位到48位，掃描幅面一般為A4或者A3。平板式的好處在於像使用複印機一樣，只要把掃描槍的上蓋打開，不管是書本、報紙、雜誌、照片底片都可以放上去掃描，相當方便，而且掃描出的效果也是所有常見類型掃描槍中最好的。

其它的還有大幅面掃描用的大幅面掃描槍、筆式掃描槍、條碼掃描槍、底片掃描槍（注意不是平板掃描槍加透掃，效果要好的多，價格當然也貴）、實物掃描槍（不是有實物掃描能力的平板掃描槍，有點類似於數位相機），還有主要用於業印刷排版領域的滾筒式掃描槍等很多。

掃描槍的種類及其用途的區別，使得掃描槍價格也有很大的差距，數百元到數千上萬元的掃描槍也因為外觀及其使用環境的因素而不同。選擇一款合適的掃描槍會讓工作流程更為簡單、更為便捷。

接口

掃描槍的常用接口類型有以下三種：

SCSI（小型計算機標準接口）：此接口最大的連線設備數為8個，通常最大的傳輸速度是40M/S，速度較快，一般連線高速的設備。SCSI設備的安裝較複雜，在PC機上一般要另加SCSI卡，容易產生硬體衝突，但是功能強大。

EPP（增強型並行接口）：一種增強了的雙向並行傳輸接口，最高傳輸速度為1．5Mbps。優點是不需在PC中用其它的卡，無限制連線數目（只要你有足夠的連線埠），設備的安裝及使用容易。缺點是速度比SCSI慢。此接口因安裝和使用簡單方便而在中低端對性能要求不高的場合取代SCSI接口。

USB（通用串列匯流排接口）：最多可連線127台外設，現在的USB1.1標準最高傳輸速度為12Mbps(1.5MB/s)，並且有一個輔通道用來傳輸低速數據(1.5Mbps(192KB/s))。USB2.0標準的掃描槍速度為480Mbps(60MB/s)。USB 3.0的速度則達到了5Gbps(640MB/s)。具熱插拔功能，即插即用。此接口的掃描槍隨著USB標準在Intel的力推之下的確立和推廣而逐漸普及。

工作原理

常見的平板式掃描槍一般由光源、光學透鏡、掃描模組、模擬數字轉換電路加塑膠外殼構成。它利用光電元件將檢測到的光信號轉換成電信號，再將電信號通過模擬數字轉換器轉化為數位訊號傳輸到計算機中處理。當掃描一副圖像的時候，光源照射到圖像上後反射光穿過透鏡會聚到掃描模組上，由掃描模組把光信號轉換成模擬數位訊號（即電壓，它與接受到的光的強度有關），同時指出那個像數的灰暗程度。這時候模擬-數字轉換電路把模擬電壓轉換成數字訊號，傳送到電腦。顏色用RGB三色的8、10、12位來量化，既把信號處理成上述位數的圖像輸出。如果有更高的量化位數，意味著圖像能有更豐富的層次和深度，但顏色範圍已超出人眼的識別能力，所以在可分辨的範圍內對於我們來說，更高位數的掃描槍掃描出來的效果就是顏色銜接平滑，能夠看到更多的畫面細節。

影響要素

掃描槍的解析度要從三個方面來確定：光學部分,硬體部分和軟體部分。也就是說，掃描槍的解析度等於其光學部件的解析度加上其自身通過硬體及軟體進行處理分析所得到的解析度。

光學解析度是掃描槍的光學部件在每平方英寸面積內所能捕捉到的實際的光點數，是指掃描槍CCD（或者其它光電器件）的物理解析度，也是掃描槍的真實解析度，它的數值是由光電元件所能捕捉的像素點除以掃描槍水平最大可掃尺寸得到的數值。如解析度為1200DPI的掃描槍，往往其光學部分的解析度只占 400～600DPI。擴充部分的解析度由硬體和軟體聯合生成，這個過程是通過計算機對圖像進行分析，對空白部分進行數學填充所產生的（這一過程也叫插值處理）。

光學掃描與輸出是一對一的，掃描到什麼，輸出的就是什麼。經過計算機軟硬體處理之後，輸出的圖像就會變得更逼真，解析度會更高。目前市面上出售的掃描槍大都具有對解析度的軟、硬體擴充功能。有的掃描槍廣告上寫9600×9600DPI，這只是通過軟體插值得到的最大解析度，並不是掃描槍真正光學解析度。所以對掃描槍來講，其解析度有光學解析度（或稱光學解析度）和最大解析度之說，當然我們關心的就是光學解析度了，這才是硬功夫。

我們說某台掃描槍的解析度高達 4800DPI（這個4800DPI是光學解析度 和軟體差值處理的總和），是指用掃描槍輸入圖像時，在1平方英寸的掃描幅面上，可採集到4800×4800個像素點（Pixel）。1英寸見方的掃描區域，用4800DPI的解析度掃描後生成的圖像大小是 4800Pixel×4800Pixel。在掃 描圖像時，掃描解析度設得越高，生成的圖像的效果就越精細，生成的圖像檔案也越大，但插值成分也越多。

光電器件

目前市場上掃描槍所使用的感光器件主要有四種：光電倍增管，矽氧化物隔離CCD，半導體隔離CCD，接觸式感光器件（CIS或LIDE）。

主流是兩種CCD，其原理簡單說是：在一片矽單晶上集成了幾千到幾萬個光電三極體，這些光電三極體分為三列，分別用紅綠藍色的濾色鏡罩住，從而實現彩色掃描。兩種CCD相比較，矽氧化物隔離CCD又比半導體隔離CCD好，熟悉物理的朋友自然知道理由。簡單的說是半導體的CCD三極體間漏電現象會影響掃描精度，用矽氧化物隔離會大大減小漏電現象（這個是絕緣體的），當然最好再加上溫度控制，因為不管是半導體還是導體一般都是溫敏的，升溫導電性一般會提高（成本會提高不少，價格嘛，不說大家也知道會怎么樣了）。現在主流市場上的多數是半導體隔離CCD 用，矽氧化物隔離CCD 的比較少，顯然是因為成本較高。如果要了解一款掃描槍的效果，很重要的就是了解掃描槍是用什麼品質的光電元件，就算同是半導體隔離質量也有差別。

接觸式感光器件，它使用的感光材料一般是我們用來製造光敏電阻的硫化鎘，生產成本應該是較CCD低得多（市場上同等精度的CIS掃描槍總是比 CCD的掃描槍便宜不少正是這個原因）。掃描距離短，掃描清晰度低甚至有的時候達不到標稱值，溫度變化比較容易影響掃描精度，這些正是這種掃描槍的致命問題。對物理熟悉的朋友應該知道硫化鎘的電阻間漏電現象比半導體隔還大，這還要降低精度。

光電倍增管，感光材料主要是金屬銫的氧化物。他的掃描精度，甚至受溫度影響的程度和噪音等都是最好的，可價格也是最貴的。一般用戶如我這樣都是夢寐以求而已，價格太貴我們這裡就略過其具體的技術特點了。

一台掃描槍的光電器件是決定其性能的重要因素，其它的如控制電路，軟體等也很重要。直接了解這些資料可能有些困難。我們往往只能了解有限的內容（商業秘密嘛），我們在判斷一款掃描槍的性能到底如何的時候，只有靠實際操作和評測軟體等方法來了解。

選購

掃描槍如何選購呢？

首先我們要知道什麼叫做解析度。各類掃描槍都標明了它的光學解析度和最大解析度。解析度的單位是dpi，dpi是英文Dot Per Inch的縮寫，意思是每英寸的像素點數。了解解析度的含義以後，就讓我們來看看以下這些掃描槍的參數對我們有多么的重要。

光學解析度是指掃描槍的光學系統可以採集的實際信息量，也就是掃描槍感光元件的解析度。例如最大掃描範圍為216mm×297mm（適合於A4 紙）的掃描槍可掃描的最大寬度為8.5英寸（216mm），它的感光原件含有5100個單元，其光學解析度為5100點÷8.5英寸=600dpi。常見的光學解析度有300×600dpi、600×1200dpi、1200×2400dpi或者更高。

色彩解析度又叫色彩深度、色彩模式、色彩位或色階，總之都是表示掃描槍分辨彩色或灰度細膩程度的指標，它的單位是bit（位）。色彩位確切的含義是用多少“位”來表示掃描得到的一個像素。例如：1bit只能表示黑白像素，因為計算機中的數字使用二進制，1bit只能表示兩個值（2 1=2）即0和1，它們分別代表黑與白；8bit可以表示256個灰度級（2 8=256），它們代表從黑到白的不同灰度等級；24bit可以表示16777216種色彩（2 24=16777216），一般稱24bit以上的色彩為真彩色，當然還有採用30bit、36bit、42bit的機種。從理論上講，色彩位數越多，顏色就越逼真。

我們再來談談解析度與檔案大小的關係。一般的掃描套用軟體都可以在你預覽原始稿樣時自動計算出檔案大小，但了解檔案大小的計算方法更有助於你在管理掃描檔案和確定掃描解析度時作出適當的選擇。黑白圖像檔案的計算公式是：水平尺寸×垂直尺寸×（掃描解析度） 2÷8。彩色圖像檔案的計算公式是：水平尺寸×垂直尺寸×（掃描解析度） 2×色深×1/8。例如用24位彩色RGB方式掃描一幅普通彩色照片（3.5×5英寸），掃描解析度為300dpi，那么得到的圖像檔案長度為 5×3.5×300 2×24×1/8=4725000Byte即4.7MB。

最後一個需要闡述的概念就是OCR。它是英文Optical character recognition的縮寫。它的功能是通過掃描槍等光學輸入設備讀取印刷品上的文字圖像信息，利用模式識別的算法，分析文字的形態特徵從而判別不同的漢字。中文OCR一般只適合於識別印刷體漢字。使用掃描槍加OCR可以部分地代替鍵盤輸入漢字的功能，是省力快捷的文字輸入方法。常見的OCR有清華文通、尚書、蒙恬等。補充一下掃描槍OCR識別的具體運用，代表性產品是Honeywell 1900，它與平板掃瞄器的區別是：它可以識別列印字型（很遺憾的是它僅僅支持英文和阿拉伯數字，而不支持中文），常見的列印字型是OCR-A；OCR-B；OCR-C三種字型。我個人更喜歡OCR-B，它的外形更接近於普通的英文印刷字型。銀行支票上的數字序號就是現實生活中的一個例子，1900通過設定便能夠直接讀取那個序號數字，國外的部分物流業的包裹就是現場列印收貨標籤的。人眼識別和掃描槍識別可以共用同一字元串，大大提高了可操作性；便利性和快捷性。

品牌型號：

傳統有線槍

中大微：ZD5800 （二維掃描槍）

Champ（展盟）：SD313E

CipherLap（欣技）：C1000,1500

Datalogic:D130,M130

Eagleyes:810,820

Shangchen（尚臣）：SC-750,SC-790

Rainbow（鐳寶）：RB-800三防槍，RB-810

MorseMark：9860

無線升級槍

Symbol（訊寶）：LS2208 SUMLUNG升級無線版，DS6708 SUMLUNG升級無線版（二維）LS4208

Metrologic（碼捷）：MS5145 SUMLUNG升級無線版

Datalogic QuickScan 6000 SUMLUNG升級無線版

Zebex（巨普）：3010 SUMLUNG升級無線版

Shangchen（尚臣）：SC-770 無線槍

Rainbow（鐳寶）：RB-800A SUMLUNG升級無線版

AUTOREC（奧圖瑞科）：6900 SUMLUNG升級無線版