Fachartikel Scannen

 
Grundsätzliche Überlegungen zum Scannen von Plänen

Das Scannen von Unterlagen ist eine sehr kostengünstige und effektive Form der Archivierung. Trotzdem ist es wichtig, sich mit einigen Details zu beschäftigen, wenn man Unterlagen scannen (lassen) möchte. Zur Unterstützung seien hier einige wichtige Grundlagen aufgeführt.



Was ist Scannen?

Beim Scannen wird eine Unterlage automatisch durch einen Scanner abgetastet und in ein mosaikartiges Bild umgewandelt. Ähnlich wie beim Fernsehbildschirm wird das gesamte Bild in eine Punktestruktur zerlegt. Bei genügender Dichte der Punkte entsteht beim Betrachter der Eindruck eines konturscharfen Bildes.



Was versteht man unter Auflösung?

Je höher die Punktedichte dieses Bildes ist, desto konturschärfer wirkt es. Mit der Anzahl der Punkte wächst aber auch der Speicherbedarf für ein Bild. Deshalb ist die Entscheidung für das Scannen immer von einem Kompromiss zwischen Bildqualität und Dateigröße geprägt. Die Auflösung eines Bildes wird in der Einheit Pixel pro Länge angegeben. Ein Pixel ist ein Bildpunkt und als Längeneinheit gilt üblicherweise ein Inch (=2,54 cm). Gängige Auflösungen für das Scannen bewegen sich zwischen 150 – 400 dpi (dpi = dots per inch = Bildpunkte pro 2,54 cm). Bei einer Bildauflösung von 250 dpi werden also ungefähr 100 Punkte pro cm einer Unterlage abgetastet und gespeichert.



Wie wirkt sich die Auflösung auf die Speichergröße aus?

Die Auflösung eines Bildes steht im direkten Zusammenhang mit der Speichergröße. Weiterhin kommt die Farbe des Bildes nach als wichtiger Faktor hinzu. Im wesentlichen unterscheidet man Bilder in schwarz/weiss (s/w), in Grautönen oder Palettenfarben und Bilder in Vollfarben (True Color).
Bei einem s/w Bild wird jedem Pixel eine Farbinformation gegeben (schwarz oder weiss). Da in der Datenverarbeitung eine ja/nein Information jeweils in einem Bit (der kleinsten Informationseinheit) codiert wird, ergibt sich für ein s/w Bild eine Größe, die direkt von der Anzahl der Pixel abhängt (Anzahl der Pixel = Anzahl der Bits).
Beispiel: Ein DIN A4 Blatt hat eine Größe von 29,7 x 21 cm = 11,7 * 8,3 Inch. Bei einer Auflösung von 200 dpi (200 Pixel pro Inch) ergibt sich eine Dateigröße von 11,7 * 200 * 8,3 * 200 = 3.884.400 Bits = 485.550 Byte = 474 Kbyte.

Spätestens wenn Fotos oder Farbbilder gescannt werden sollen, bringt s/w keine hinreichend gute Widergabe. In diesen Fällen muss man zu erweiterten Modi übergehen. Grundsätzlich geschieht dies über Farbpaletten. In diesen Fällen wird einem Pixel eine ganze Palette von Farbmöglichkeiten zugewiesen. Im einfachen Fall weist man einem Pixel 256 verschiedene Farbtöne zu. Die Zahl 256 ergibt sich aus den Möglichkeiten, die in einem Byte (=8 Bit) gespeichert werden können. Man definiert hierzu eine Farbpalette von 256 verschiedenen Farben und weist jeder Farbe eine Indexnummer von 0 bis 255 zu. Diese Nummer lässt sich in einem Byte verschlüsseln. Auf diese Weise weist man jetzt jedem Pixel des Bildes eine Farbe aus einer Palette von 256 Farben zu. Das gleiche Verfahren wird auch für Graudarstellungen genommen. Hier weist man einem Pixel einfach 256 verschiedene Grautöne von weiss bis schwarz zu.
Beispiel: Ein DIN A4 Blatt im Palettenmodus ergibt bei 200 dpi jetzt eine Dateigröße von 11,7(Inch) * 200 (dpi) * 8,3(Inch) * 200 (dpi) * 8 (Bit) = 3.884.400 Byte = 3.793 Kbyte = 3,7 MByte.

Es gibt noch einen zweiten Farbmodus, der so genannte True Color Modus (Echtfarbenmodus). Hierbei setzt man einen Farbton aus dem Mix der drei Grundfarben Rot, Gelb und Blau (RGB) zusammen. Für jede Grundfarbe wählt man 256 verschiedene Schattierungen, so dass sich eine Farbvielfalt von 256*256*256 Farben = 16,7 Mio. Farben ergibt. Hierdurch kann man Bildeindrücke erzeugen, die der echten Farbgebung in nichts nachstehen. So erklärt sich auch der Name des Modus.
Hier wird einfach jedem Pixel für jede Grundfarbe 1 Byte an Information mitgegeben, so dass sich der Speicherbedarf wesentlich erhöht.
Beispiel: Ein DIN A4 Blatt in RGB-Farbe bei 200 dpi hat eine Größe von:
11,7(Inch) * 200 (dpi) * 8,3(Inch) * 200 (dpi) * 3*8 (Bit)= 11 Mbyte.



Was bedeuten Kompressionsverfahren?

Allein diese Beispiele zeigen, dass beim Scannen – besonders beim Farbscannen – gewaltige Datenmengen entstehen. Trotz aller Fortschritte in der DV-Technik stellen diese Größenordnungen aber immer noch Probleme bei der Speicherung, beim (Netz-)Transport oder auch bei der Anwendung dar. Man ist deshalb bestrebt, die Datenmenge, die beim Scannen entsteht, in einer sinnvollen Form zu komprimieren.
Bei der Kompression muss man zwei unterschiedliche Philosophien unterscheiden:

· die Ausgangsqualität des Bildes bleibt erhalten oder

· die Ausgangsqualität wird (wählbar) reduziert.

Im ersten Fall wird die Kompression so angesetzt, dass eine Reduktion der Dateigröße entsteht, aber keine Information verloren geht. Dies bedeutet praktisch: die Qualität bleibt trotz Dateigrößenminimierung erhalten.
Im zweiten Fall wird davon ausgegangen, dass man die Ausgangsqualität nicht im vollen Maße erhalten muss. Man erreicht mit dieser Variante wesentlich bessere Kompressionswerte. Dies spielt so lange keine Rolle, wie das Bild noch seine Leserlichkeit behält. Die Wahl der Kompressionsstufe hängt aber damit immer von der individuellen Situation ab.



Welche Bedeutung haben die verschiedenen Rasterformate?

Es gibt im Markt weit über 40 gängige Rasterdatenfomate. Bekannte Formate sind TIFF, JPEG, GIF, PDF u.s.w.. Diese Formate lassen sich in zwei Gruppen einteilen:

· Standardformate oder

· Hersteller-spezifische Formate.

Allen Formaten gemeinsam ist das Bemühen um ein gutes Verhältnis zwischen Dateigröße und Qualität. Je nach Ausrichtung gibt es hier unterschiedliche Sichten. Von besonderer Bedeutung ist aber der Standardisierungsgrad. Hersteller-spezifische Formate haben oft den Vorteil einer hohen Kompression und einer sehr guten Anpassung an die konkrete Anwendung. Dafür haben sie aber den Nachteil mangelnder Standardisierung.
Rasterdaten in diesen Formaten können nur mit der Software des Herstellers gelesen und verarbeitet werden. Wer sich zu einer Bindung an einen Hersteller entschlossen hat, hat auf jeden Fall den Vorteil eines optimiert angepassten Formats für seine Anwendung. Man muss aber auch bedenken, dass man sich so in Abhängigkeiten begibt.
Wer aber an der langfristigen Erhaltung und der universellen Nutzung interessiert ist, sollte am besten ein standardisiertes Format wählen.
Die Auswahl des Formats bestimmt also:

· die Herstellerabhängigkeit,

· die Kompressionsmöglichkeit und damit Geschwindigkeitsaspekte in der Verarbeitung dieser Daten sowie

· die Qualität der Darstellung in den gespeicherten Daten.



Wie finde ich den für meinen Bedarf richtigen Weg?

Grundsätzlich sind alle Angaben, den richtigen Weg für das Scannen zu finden, bereits in den Ausführungen oben gemacht. Leider gibt es aber auch eine Menge Varianten, so dass die hier herausgebildeten Grundsätze nur einen Einstieg bieten und sich die Materie noch etwas weiter verkompliziert. Da die R.+S. Consult GmbH keine Hard- und Software vertreibt und Hard- und Software neutrale Dienstleistungen anbietet, können Sie sich ruhig an uns wenden. Wir analysieren Ihren Anwendungsfall und entwickeln zusammen mit Ihnen den für Ihre Situation besten Weg. Dabei klären wir über die Vor- und Nachteil verschiedener Vorgehensweisen auf, so dass der Kunde ein transparentes Bild erlangt und sich dann entscheiden kann.



Das könnte Sie noch zum Thema interessieren:

Wenn Sie das Scannen von Unterlagen in Erwägung ziehen, können Sie sich über die grundsätzlichen Möglichkeiten informieren.
Weiterhin bestehen eine Reihe von Möglichkeiten zur Qualitätsverbesserung der Scans (z.B. alte oder beschädigte Unterlagen), zur Bearbeitung von Rasterdateien oder zur Weiterverarbeitung in Anwendungssysteme.
Die wohl faszinierendste und technisch anspruchsvollste Form der Rasterdatenverarbeitung besteht im Beleglesen. Lesen Sie, welche Vorteile Ihnen diese Technik bietet!




Dies könnte Sie noch interessieren:

Einen Fachaufsatz zum Downloaden finden Sie in unserem Ratgeber!



Das neue Buch von Wilfried Klemmer

"Softwareprojekte erfolgreich managen"

R.+S. CONSULT Ingenieurgesellschaft für Beratung und Projektmanagement mbH · Am Schlosspark 4 · D-50169 Kerpen-Türnich
Tel. +49 (0) 2237 - 60 39 450 · Fax +49 (0) 2237 - 60 39 447
wilfried.klemmer@r–plus–s–consult.de
R + S Consult Logo
Ingenieurgesellschaft für Beratung und Projektmanagement mbH