Scanner (informatique)

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Un scanner, francisé en scanneur[1], numériseur de document ou numériseur à balayage[2], est un périphérique informatique qui permet de transformer un document ou une partie de document en une image numérique. Le document est soumis au balayage d'un rayon lumineux ; un capteur transforme la lumière reçue en un signal électrique qui est transféré à l'ordinateur, pour y être ensuite sauvegardé, traité ou analysé. L'appareil prend souvent la forme d'une tablette sur laquelle le document doit être posé, mais il existe aussi des scanners à main et des stylos numériseurs.

Un scanner à plat

Historique[modifier | modifier le code]

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Le premier scanner est le bélinographe, inventé en 1908. On fixe le document à reproduire sur un cylindre tournant. Une cellule photoélectrique se déplace lentement sur un chariot mu par une vis solidaire du cylindre qui la fait avancer d'une fraction de milliètre par tour. Le bélinographe analyse ainsi le document ligne par ligne ((en) scan). Le signal électrique obtenu peut se transmettre par téléphone. À l'autre bout, le signal module une lumière qui impressionne un film photographique.

Les premiers scanners pour l'exploitation informatique de l'image, qui apparaissent dès les années 1960, fonctionnent selon le même principe.

Le scanner à plat, sur lequel on peut poser des livres et des cahiers sans séparer les feuilles, apparaît dans les années 1970. Les scanners professionnels resteront rotatifs pendant une dizaine d'années. Il est en effet plus facile alors de fabriquer une mécanique de précision, n'utilisant qu'une cellule dont les caractéristiques restent stables pendant la durée de l'analyse du document, que des ensembles de capteurs photo-électriques de caractéristiques identiques.

La politique de numérisation des bibliothèques et archives a entraîné la fabrication de scanners permettant la reproduction de livres sans les écraser sur une vitre, grâce à un système optique permettant de garder la ligne de capteurs à distance.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

  • La résolution : c'est la précision de la capture de l'image ; la précision est mesurée en points par pouce (ppp ou dpi pour dot per inch en anglais) ; il faut distinguer la résolution optique (ou réelle) et la résolution interpolée, la résolution optique est la précision réelle de l'appareil alors que la résolution interpolée est une résolution plus fine obtenue par calcul de points intermédiaires entre les points réellement mesurés.
  • Le format de papier : c'est la grandeur maximale des feuilles que le numériseur peut accepter.
  • L’interface : FireWire (IEEE 1394), USB, SCSI, Ethernet, port série et port parallèle (ces deux derniers étant devenus trop lents tendent à disparaitre).
  • La vitesse de numérisation : le nombre de pages numérisées par minute ; la vitesse de numérisation dépend non seulement de la puissance du numériseur mais aussi du format des documents à numériser et de la résolution choisie pour le travail.

Types de scanners[modifier | modifier le code]

Scanner à plat[modifier | modifier le code]

Scanner à plat

Les scanners à plat sont très courants. Il en existe deux types :

  • Ceux dont les capteurs (en général, de type CCD) sont fixes et dont la partie mobile est un miroir.
    Ces scanners sont plus coûteux à réaliser et embarquent un système optique d'une certaine complexité. La qualité de leurs numérisations peut être excellente.
  • Ceux dont les capteurs (de type CIS) sont mobiles, et appliqués directement contre la vitre. Bien qu'ils aient énormément progressé, leur image est toujours un peu floue car ils ne peuvent empêcher une diffusion de la lumière contre la vitre. C'est la technologie utilisée pour les scanners ultra-plats.

Par ailleurs, certains scanners à plat sont équipés d'un module pour documents transparents (cf. Scanners film)

Scanners à défilement[modifier | modifier le code]

Scanneur à défilement

Avec les scanners « à défilement », le document est entraîné, comme pour un fax, c'est lui qui se déplace et non les capteurs ou un miroir.
Ce procédé est principalement utilisé dans le monde bureautique.

Ces scanners permettent aujourd'hui de numériser des documents de grammages variables de format allant de la carte de visite à l'A3. Certains d'entre eux, peuvent scanner jusqu'à plus de 160 pages par minute en recto/verso (ex: Kodak i840). D'autres types de scanners à défilement, plus spécifiques, sont prévus pour numériser des documents grands formats (scanners de plan supérieur à l'A0).

On note également l'existence d'autres scanners à défilement spécifiques, pour par exemple des photos, des chèques, des cartes de visite, etc

Scanners à main[modifier | modifier le code]

Scanneur à main
Scanneur «stylo»

L'opérateur fait défiler l'outil contre le document à scanner.
Au début des années 1990, les scanneurs à main ont été les premiers scanneurs « grand public », du fait notamment de leur faible prix.
Ils sont aujourd'hui beaucoup moins fréquemment utilisés, eu égard à l'habileté que réclame leur manipulation et aux erreurs dont leur mode opératoire est la source.
Ils restent intéressants dans des domaines tels que l'analyse de l'écriture, notamment pour le chinois et le japonais.

Scanners film[modifier | modifier le code]

Scanner film Nikon LS-4000ED
Scanneur à plat avec dos diapo

Dans un scanner film, la lumière traverse directement le document transparent (négatif ou diapositive), ce qui permet, avec un objectif de qualité, d'obtenir une qualité chromatique de haut niveau et une résolution très élevée.
Certains scanneurs à plat dits "Scanner photo" sont aussi équipés d'un boîtier lumineux qui leur permet, outre leur fonction classique de numériser en lumière réfléchie les documents opaques, la numérisation en lumière directe de documents transparents. La définition réelle est inférieure à celle d'un bon scanner film mais ils peuvent constituer un compromis intéressant[3].

Scanneurs à tambour[modifier | modifier le code]

Scanner à tambour
Machine facsimilé BEP-2V à tambour.

Les scanners à tambour produisent un transfert d’image de haute qualité avec une résolution et une qualité colorimétrique sans égal. Ils ne sont pas adaptés à tous les types de documents, ceux-ci 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 scanners et sont généralement utilisés dans un environnement professionnel. En raison de leur coût d'acquisition élevé, ils sont de plus en plus remplacés par des scanners à plat de haute qualité.

De nombreux scanners à tambour sont encore utilisés pour des reproductions haut de gamme, telles que l’archivage de photos dans les musées. Pour numériser une image au moyen d’un scanner à tambour, il faut la fixer à un tambour rotatif ou la charger dans un cylindre de support. Le tambour tourne à une vitesse élevée devant des scanners optiques. Ceux-ci se déplacent lentement sur la surface du tambour, jusqu’à ce que toute l’image soit capturée. L’image capturée est ensuite reproduite par l’ordinateur sous forme d’un fichier d’image numérique.

Les scanners à tambour aujourd’hui[modifier | modifier le code]

La société allemande Linotype-Hell qui a été reprise par la Heidelberger Druckmaschinen AG a été l’un des derniers grands fabricants de scanners à tambour. Aujourd'hui, ces appareils ne sont pris en charge que par SilverFast sous les systèmes d'exploitation actuels[4].

Bancs de reproduction[modifier | modifier le code]

Banc de reproduction.

Les progrès de la photographie numérique permettent la création de « bancs de reproduction » numériques. Il existe aussi des scanneurs dits « verticaux », qui peuvent être qualifiés de « bancs de reproduction ». Ils sont utiles pour les objets ayant un certain relief, pour les objets fragiles comme les livres dont on n'est pas obligé de détruire la reliure en les ouvrant à plat, etc.

Scanneurs automatiques de livre[modifier | modifier le code]

Des entreprises, telle que 4DigitalBooks commercialisent des numériseurs capables de traiter sans intervention humaine 1 500 pages à l'heure. Les pages sont déroulées grâce à un bras perforé d'une multitude de petits trous, qui saisit les pages par aspiration, sans nécessité de détruire la reliure.

Autres scanners[modifier | modifier le code]

Il existe d'autres types de scanners, comme ceux intégrés dans des systèmes de lecteurs de code-barres, ou ceux utilisés dans les systèmes techniques de communication améliorée et alternative.

Fonctionnement[modifier | modifier le code]

Fonctionnement typique d'un scanner à plat à CCD

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.

Puisque la lumière traverse deux fois la vitre, les images souffrent d'une légère diffusion de la lumière et d'une relative perte de luminosité. Il existe cependant d'excellents scanneurs à plat depuis la fin des années 1990.

En général, les numériseurs sont contrôlés par l'ordinateur via l'interface de programmation TWAIN ou WIA sous Windows ou SANE sous Linux.

Un problème fréquent lié à numérisation est le tramage, qui est une sorte de quadrillage qui apparait 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, caractérisé par la formule j-d=po+p.

Notes et références[modifier | modifier le code]

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