Основные компоненты сканера: Принцип действия и классификация сканеров

Содержание

Принцип действия и классификация сканеров

Что такое сканер?

Сканер — это устройство, которое используется для создания точной цифровой копией изображение фото, текст, написанный на бумаге, или даже объект. Это цифровые изображения могут быть сохранены в файл на вашем компьютере и может использоваться, чтобы изменить/улучшить изображения или применять его в Интернете. Наиболее часто используемый планшетный сканер, в котором вы копируете объект на оконном стекле. Сканированное изображение передаётся на ваш компьютер. Изображение и текст получаются именно через процесс оптического распознавания символов [OCR].

 Исторический сканеры берет свое начало  от устройств ввода телефотографий, которые в основном используются в типографии. Данный сканер состоит из вращающегося барабана, который вращается с максимальной скоростью 240 оборотов в минуту. Используемые сигналы был аналогового характера и передавались через телефонные линии к рецептору.

Рецептор распознает сигнал синхронно и пропорционально, после чего  печатает выходной сигнал на специальной бумаге.

Типы сканеров

1. Барабанные Сканеры

Барабанный сканер был первый в мире сканер. Это было сделано в 1957 году в США Национальное Бюро стандартов. Первый снимок был черно-белый с разрешением 176 пикселей.

Этот сканер используется в основном в издательской индустрии. В данной технологии, используются для сканирования так называемые фотоэлектронные умножители (PMT).

Как видно из названия, барабанный сканер состоит из барабана (цилиндра) на вершине которого установлен сканируемый документ. Этот цилиндр вращается с очень высокой скоростью и, следовательно, объект, расположенный на нем доставит копию изображения с помощью высокоточной оптики. Хотя прецизионная оптика передает свет, отраженный от поверхности изображения, они будут восприняты датчик в PMT. Оно будет получено с помощью фильтра в PMT и реплики.

Современные барабанные сканеры также могут распознавать цветные изображения с помощью трех отдельных цветных фильтров. Каждый цветной фильтр отвечает за свой составной цвет [RGB]. Отраженный свет разделяется на три цвета и фильтруется.

Размер изображения зависит от конструкции барабана производителя.

Этот сканер находит свое применение в издательской сфере из-за его способности улавливать мельчайшие детали из пленки. Он также имеет преимущество в своей способности контролировать самостоятельно пробную площадь и диафрагму. Эта функция помогает в очистке зерна с негативных пленок, а также цвета пленки во время сканирования. Таким образом, они также могут в производить сканирование с высоким разрешением, градации цвета и структуры изображения. Так разрешение может быть увеличено до 12 000 точек на дюйм, и они особенно полезны, когда отсканированное изображение необходимо увеличивать.

После изобретения планшетных сканеров, производство барабанных сканеров  было ограничено. Планшетный сканер также обладает теми же функциями, но по более низкой себестоимости. До сих пор барабанные сканеры применяются в местах, где необходима печать высокого качества, книги и журналы и многие другие области публикаций.

2. Планшетные сканеры

Планшетный сканер на сегодняшний день является наиболее часто используемой машиной для сканирования. Они также называются настольными сканерами. Подробное описание планшетных сканеров будут приведены ниже. Они используют прибор с так называемой зарядовой связью (CCD) для сканирования объекта.

3. Ручные сканеры

Эти устройства нашли свою популярность в начале 90-х годов. Ручные сканеры используются для сканирования документов путем перетаскивания сканера по поверхности документа. Они доступны как документ-сканеры, а также 3-D сканеры. Это сканирование будет эффективным, только с устойчивым руки, иначе изображение может выглядеть искаженным. Они имеют датчики для определения коэффициента искажений и показатель будет указан в оповещении если движение сканеру слишком быстрое.

У них также есть кнопка Пуск, которая запускает процесс сканирования. Они синхронизируются с компьютером, а также имеют автоматическое оптическое разрешение. Сканеры также имеют светодиоды, которые подсвечивают изображения для сканирования. Для качественного изображения могут быть использованы специальные справочные маркеры, доступные в устройстве, которое помогают компенсировать искажения.

Хотя получается плохое качество изображения, но зато происходит быстрое сканирование текстов этим устройством. 

4. Плёночные сканеры

Этот прибор изготовлен специально для сканирования позитивных и негативных фотографических изображений. Фотография вставляется в носитель. Он будет перемещается шаговым двигателем и процесс сканирования производится с помощью CCD-датчиков. Выходные данные передаются в компьютер.

Работа планшетного сканера

 Главное отличие старых  и современных сканеров в типе датчика изображения. В старых сканерах использовался фотоэлектронный умножитель [PMT]. Для современных сканеров используется прибор с зарядовой связью [CCD]. CCD-матрица используется для захвата света от сканера, а затем преобразует его в пропорциональные электроны. Развитых зарядов будет больше, если больше интенсивность света, который попадает на датчик. 

 Любой планшетный сканер будет иметь следующие устройства:

  • Прибор с зарядовой связью (CCD) массив

  • Сканирующая головка

  • Шаговый двигатель
  • Объектив

  • Блок питание

  • Схема управления

  • Интерфейсные порты

  • Зеркала

  • Стеклянная пластина (окно)

  • Лампа

  • Фильтры

  • Стабилизатор

  • Ремень

  • Крышка

Хотя конфигурация указанных выше компонентов различается в зависимости от конструкции производителя, но основными конструкции похожи.

 Сканер состоит из плоской прозрачной стеклянной пластины, под которой закреплены CCD-датчики, лампы, линзы, фильтры и зеркала. Документ должен быть размещен на стеклянной пластине. Там также есть крышка, чтобы закрыть сканер. Эта крышка может быть белого или черного цвета. Этот цвет помогает в обеспечении единообразия в фоновом режиме. Эту равномерность обеспечивает сканеру программное обеспечение для определения размера сканируемого документа. Например, если сканировать страницу из книги, Вы не сможете использовать крышку.

 Лампа улучшает текст при сканировании. Большинстве сканеров используются флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL).

Шаговый двигатель под сканером отвечает за перемещение сканирующей головки от одного конца до другого. Движение медленное и управляется ремнём. Сканирующая головка состоит из зеркала, объектива, CCD-датчиков, а также фильтра. Сканирующая головка перемещается параллельно стеклянной пластины и тоже в постоянном движении. Поскольку отклонение может произойти в ходе движения, а стабилизатор будет обязан его скомпенсировать. Сканирующая головка перемещается от одного конца машины к другому. Когда она достигает другого конца сканированного документа процесс завершается. Для некоторых сканеров, используется двухстороннее сканирование, в которых сканирующая головка должна вернуться к своей первоначальной позиции, чтобы обеспечить полное сканирование.

Когда сканирующая головка перемещается под стеклом, свет от лампы бьет в документе и отражается с помощью зеркал под углом один к другому. По конструкции устройства могут быть установлены 2 зеркала, или 3 зеркала. Зеркала будут ориентированы таким образом, что отраженный образ будет искажать меньшую поверхность. В конце концов, изображение достигает объектив, которые пропускает его через фильтр и вызывает образ, чтобы быть сосредоточены на CCD-датчики. CCD-датчики преобразуют свет в электрические сигналы, которые весьма интенсивные.

Электрические сигналы будут преобразованы в формат изображения на компьютере.

Этот прием может также отличаться в зависимости от различия в объективах и конструкций фильтра. Метод под названием три сканирования  используется способ, в котором каждое движение сканирующей головки от одного края к другому копирует каждый составной цвет и передаёт его между объективу и CCD-датчиками. После трех сканирований составных цветов, сканер с помощью программного обеспечения собирает три отфильтрованного изображения в одно цветное изображение.

 Существует также способ однопроходного сканирования, в котором изображение, захватываемое объективом, будет разделено на три части. Эти предметы будут проходить сквозь любые цвета составных фильтров. Затем будут использованы CCD-датчики. Таким образом одноцветного изображения будут объединены в сканере.

 В ряде новых сканеров, контактный датчик изображения [CIS], заменил датчик CCD. Хотя этот метод не так дорог, как CCD-сканер, качество изображения и разрешение значительно ниже. 

Параметры сканера

Разрешение изображения является одним из основных параметров сканера. Каждый сканер варьируется в зависимости от его разрешения и, следовательно  стоимости. Характеристика может быть выражена в пикселях на дюйм (PPI), а также в виде образцов на дюйм (SPI). Но, вместо того чтобы определить правильное оптическое разрешение сканера производители в основном публикуют интерполированное разрешение сканера. Последний планшетный сканер имеет интерполированное разрешение 5400 PPI и почти 12 000 точек на дюйм, как у барабанного сканера.

Интерполированное разрешение фактически означает увеличение разрешения изображения с помощью программы сканирования. Это делается путем добавления дополнительных точек между ними те, что на самом деле есть в этой матрице. Эти дополнительные пиксели могут быть добавлены только как среднее из соседних пикселей. Предположим, сканер имеет разрешение 300 x 300 точек на дюйм (DPI) и интерполированное разрешение заявленного производителем 600×300 точек на дюйм. Таким образом, дополнительный пиксель добавляется в каждой строке CCD-датчика с помощью программного обеспечения.

Данная характеристика так же увеличивает размер файла. Этот размер может быть уменьшен за счет технологии сжатия с потерями, таким форматом, как JPEG. Благодаря этому методу качество картинки будет незначительно ухудшаться. Обычно этот метод проводится для быстрой загрузки изображения в Интернет, а также для печати изображения на всю страницу.

Сканер имеет не менее оригинальное разрешение около 300×300 точек на дюйм (DPI). При этом разрешение возрастает с увеличением количества CCD-датчиков, а также с точностью шагового двигателя.

По мере увеличения яркости лампы сканера наряду с использованием высококачественной оптики также увеличивается резкость изображения. Диапазон плотности — еще один параметр, через который мелкие тени и детали, а так же яркость также может быть воспроизведена путем сканирования. Чем выше плотность, тем чётче детали.

Другой используемый параметр — это глубина цвета. В цветном сканировании, глубина цвета определяет количество цветов, которые могут быть воспроизведены с помощью сканера. Хотя 24 бита/пиксель для сканера достаточно, но есть сканеры с 30 битами, 36 битами и они вполне доступены.

Способы подключения сканера для к компьютеру

Изображение, которое было успешно отсканированно должно быть переведено на наш домашний компьютер для обработки или хранения. 

1. Физическое соединение между сканером и компьютером.

Подключение: Параллельное соединение

Это один из древнейших способ и самый медленный способ. Хотя этот Тип соединения является большим экономическим и имел скорость передачи данных до 70 Кбит/с.

Подключение: Интерфейс малых компьютерных систем [интерфейсом SCSI] 

Этот метод может быть целесообразным только с помощью карты интерфейса SCSI. Раньше сканеры используются с выделенной плате SCSI. Хотя скорость передачи данных достаточно высока, намного экономичнее и легче соединений, таких как FireWire и USB пришел на его место.

Подключение: Универсальная последовательная шина USB

Подключение USB является последней и наиболее экономичный способ передачи данных. Она имеет скорость до 60 Мбит/с и может быть легко подключен к сканеру.

Подключение: FireWire

Это самый быстрый из всех вышеприведенных методов. Он был введен в последней высокопроизводительных сканеров и идеально подходит для сканирования изображений с высоким разрешением. Он может передавать данные на максимальной скорости до 800 Мбит/с.

2. Передача информации от сканера к компьютеру

Передача информации от сканера к компьютеру через прикладное программное обеспечение является основным решением. Для этого используются программные интерфейсы [API]. По стандартам API компьютер может передавать данные с любого сканера, даже не зная деталей сканера. Наиболее часто используемое программное обеспечение для передачи изображений из сканера в Adobe Photoshop. Photoshop поддерживает стандарт TWAIN. Если сканер поддерживает тот же стандарт, то возможна передача информации. API используется в большинстве сканеров, а также используется в другом Low-End оборудовании. TWAIN — это просто как водитель, который помогает в общении со всеми другими сканерами с помощью общего языка.

Обработанные данные

После попадания в компьютер, фактический объем объекта будет, как несжатое составное изображение. Это изображение может позже отредактировано в Photoshop или других графических программах, чтобы преобразовать его в формат JPEG и сжать с потерями или без потерь сжатого в формат PNG. Если это текстовое изображение, то оно будет преобразовано в .txt файл с помощью программного обеспечения оптического распознавания символов (OCR ). Текст будет точным, в зависимости от четкости ее изображения.

Автоматический метод чистки сканера

Пленки, используемые при проверке могут быть подвержены пыли и царапинам. Современные сканеры имеют встроенную процесс очистки, так называемой инфракрасной очистки. В этом методе инфракрасный луч будет использоваться для сканирования пленки. Когда луч попадает на местами с пылью и царапинами, луч будет отсекаться. Таким образом, определяется правильное положение, размер и форму пыли, которое будет рассчитываться и будет удалено. Большинство современных компаний, таких как Nikon, Microtek и Epson называют эту технику: Digital ICE, в то время как Canon называет эту технику: Film Automatic — Автоматическое ретуширование и улучшение системы [FARE].

Применения сканера

Приложения варьируются в зависимости от типа используемого сканера. Планшетные сканеры в основном применяются для сканирования документов. Но, для больших форматов документов будет использоваться механический сканер .

Существуют ручные сканеры, которые используются для сканирования объекта в зависимости от движения нашей руки [сканер не двигаться сам по себе]. Этот сканер помогает в 3-D сканирование материалов и применяется в промышленных образцах, испытаниях и измерениях устройств, игровых приложениях и так далее. 3-D сканирование также может быть сделано с помощью планетарных сканеров. Существуют также процессы, которые протекают в производстве сочетание 3-D сканеры с цифровыми камерами, так что реалистичные фотографии с истинным цветом может быть получено в 3-D режиме.

Новый концепт, под названием репрографические камеры, проложил свой путь для сканеров в виде цифровых камер. Этот тип сканера имеет много преимуществ, как легкая оцифровки широкоформатных документов, высокая скорость обработки и транспортировки и так далее. Они также производят изображения с высоким разрешением с функцией защиты от сотрясений. Исследования еще продолжаются, чтобы устранить основные недостатки, такие как тени и отражения помех, искажение изображения и низкую контрастностью.

Сканеры также нашли применение в области био-медицинских исследований. Сканеры высокого разрешения с разрешением около 1 мкм/пиксель используются для обнаружения ДНК. Здесь также используются для обнаружения приборы с зарядовой связью (CCD).

Использованные источники  

1.  http://www.circuitstoday.com/working-of-scanner

Планшетные сканеры | Skanworld.ru

Здравствуйте, дорогие читатели!  Добро пожаловать на мой сайт о компьютерных периферийных устройствах. В этом посте я привел общие сведения о планшетных сканерах и их основных характеристиках.

Сканеры являются одним из наиболее распространенных периферийных устройств компьютера. Основная область их применения сканирование печатных оригиналов, таких как старые фотографии, страницы из книг и журналов, рисунки и иллюстрации. Наиболее распространенным видом сканера является планшетный.

Что такое планшетный сканер?

Если брать в общем, то сканер – это устройство для создания цифрового образа материального объекта. Планшетный сканер назван так из-за стеклянной пластины-планшета, на которой располагается сканируемый оригинал. Его коллега, барабанный сканер, использует для этих целей стеклянный барабан. Преимуществом планшетного сканера перед тем же барабанным является то, что для сканирования достаточно просто разместить оригинал на планшет, не подвергая его при этом никаким воздействиям (давлению, изгибу, деформации, вибрации). Поэтому он подходит для хрупких или даже трехмерных объектов.

Устройство

Наиболее важным компонентом планшетного сканера является  светочувствительный элемент – CIS или CCD-матрица. Она закрепляется  в перемещаемой каретке, вместе с оптической системой и источником света. Работу сканера иллюстрирует рисунок приведенный ниже.  При сканировании, свет от источника ( 1) попадает на сканируемую поверхность, отражается от нее, и с помощью системы зеркал (2)  и линзы (3) попадает на сенсоры матрицы (4), где преобразуется в серию электронных сигналов.

Размеры

Размеры планшетных сканеров варьируются в зависимости от области применения. Большинство сканеров для дома и малого офиса могут сканировать оригиналы с максимальным размером 8.5дюймов на 11 дюймов (листы формата letter или А4). Более крупные планшетные сканеры подогнаны под листы формата tabloid и могут сканировать оригиналы размером от 11 на 17 дюймов, до 12 на 18 дюймов. Такие модели часто используют в изобразительных студиях и в полиграфии для предпечатной подготовки макетов.

Разрешение

Разрешение сканера во многом определяет качество полученного скана. Оно показывает, на сколько точек разбивается  линия  сканируемого изображения длиной в один дюйм при оцифровке, и измеряется в точках на дюйм (dpi) или пикселях на дюйм (ppi). В характеристиках  планшетного сканера указывают разрешение для двух координат – Х и У. Например, если сканер обеспечивает 4800 точек на дюйм по горизонтали (координата Х) и 9600 по вертикали (координата Y), то говорят, что разрешение этой модели 4800 на 9600 dpi. Хотя многие производители сокращают этот показатель, указывая в характеристиках только разрешение по горизонтали.

Какое разрешение достаточно?

Когда речь идет о разрешении, больше не всегда значит лучше. Планшетные сканеры с высокой разрешающей способностью являются более дорогостоящими. Поэтому, чтобы не переплачивать, стоит определить, какое разрешение вам необходимо. Чем выше качество скана, тем выше качество печати, особенно на больших форматах. При этом файл оцифрованного изображения тоже будет очень большим.

Разрешение 4800 dpi необходимо для высокого качества печатного продукта. Но принтер или пресс, который будет использован для печати, все же является определяющим фактором качества конечной продукции. Не все устройства вывода могут печатать в высоком разрешении, так что высокая разрешающая способность планшетного сканера при сканировании может оказаться бесполезной.

Если сканированные изображения планируется использовать  только для просмотра на экране монитора, сканер высокого класса так же не требуется.

Хорошие универсальные сканеры с разрешением  2400 dpi вполне достаточны для домашнего использования. Если планируется работа только с текстовыми  оригиналами (например, с офисной документацией), то вполне достаточно разрешения 600 dpi.

Битовая глубина цвета

Другой важной характеристикой планшетных сканеров является битовая глубина цвета. Чем выше этот показатель, тем большее количество цветов и оттенков можно получить при сканировании. Основная масса дешевых сканеров имеет глубину цвета 24 бита, в то время как более дорогие модели 48 бит. 24-битный цветной сканер будет хорош для цветных графиков и диаграмм. Если вы будете сканировать много фотографий, то лучше использовать устройства с глубиной цвета 48 бит. Планшетные сканеры с глубиной 96-бит могут различать самый широкий диапазон цветов и оттенков, и используются профессионалами для сканирования картин и других оригинальных произведений искусства.

Диапазон цен

Цены планшетных сканеров  зависят от их размера, разрешения, скорости сканирования и глубины цвета. Они могут варьироваться  от менее чем 100 долларов за простой сканер, для домашнего использования, до 50000 долларов за высококлассную профессиональную модель.

В завершение поста, хочу предложить Вам интересное видео об устройстве планшетного  сканера.

с вашего сайта.

Все о 3D-сканерах: от разновидностей до применения

3D-сканер представляет собой специальное устройство, которое анализирует определённый физический объект или же пространство, чтобы получить данные о форме предмета и, по возможности, о его внешнем виде (к примеру, о цвете). Собранные данные в дальнейшем применяются для создания цифровой трехмерной модели этого объекта.

Создать 3D-сканер позволяют сразу несколько технологий, различающиеся между собой определёнными преимуществами, недостатками, а также стоимостью. К тому же, существуют некоторые ограничения по объектам, которые могут быть оцифрованы. В частности, возникают трудности с блестящими, прозрачными или обладающими зеркальными поверхностями предметами.

Не стоит забывать и том, что сбор 3D-данных важен и для других применений. Так, они необходимы в индустрии развлечений для создания фильмов и видеоигр. Также эта технология востребована в промышленном дизайне, ортопедии и протезировании, реверс-инжиниринге, разработке прототипов, а также для контроля качества, осмотре и документировании культурных артефактов.

 

Функциональные возможности

Цель 3D-сканера в том, чтобы создать облако точек геометрических образцов на поверхности объекта. В дальнейшем эти точки могут быть экстраполированы для воссоздания формы предмета (процесс, называемый реконструкцией). Если были получены данные и о цвете, то и цвет реконструированной поверхности также можно определить.

3D-сканеры немного похожи на обычные камеры. В частности, у них есть конусообразное поле зрения, и они могут получать информацию только с тех поверхностей, которые не были затемнены. Различия между двумя этими устройствами в том, что камера передаёт только информацию о цвете поверхности, что попала в ее поле зрения, а вот 3D-сканер собирает информацию о расстояниях на поверхности, которая также пребывает в его поле зрения. Таким образом «картинка», полученная с помощью 3D-сканера, описывает расстояние до поверхности в каждой точке изображения. Это позволяет определить положение каждой точки на картинке сразу в 3 плоскостях.

В большинстве случаев одного сканирования недостаточно для создания полноценной модели предмета. Таких операций потребуется несколько. Как правило, приличное множество сканирований с разных направлений понадобится для того, чтобы получить информацию обо всех сторонах объекта. Все результаты сканирования должны быть приведены к общей системе координат – процесс, называемый привязкой изображений или выравниванием, и только после этого создаётся полная модель. Вся эта процедура от простой карты с расстояниями до полноценной модели называется  3D конвейер сканирования.

 

Технология

Существует несколько технологий для цифрового сканирования формы и создание 3D-модели объекта. Однако была разработана специальная классификация, которая делит 3D-сканеры на 2 типа: контактные и бесконтактные. В свою очередь, бесконтактные 3D-сканеры можно поделить ещё на 2 группы – активные и пассивные. Под эти категории сканирующих устройств могут подпадать сразу несколько технологий.

 

Координатно-измерительная машина с двумя фиксированными взаимно перпендикулярными измерительными руками

 

Контактные 3D-сканеры

Контактные 3D-сканеры исследуют (зондируют) объект непосредственно через физический контакт, пока сам предмет пребывает на прецизионной поверочной плите, отшлифованной и отполированной до определённой степени шероховатости поверхности. Если объект сканирования неровный или не может стабильно лежать на горизонтальной поверхности, то его будут удерживать специальные тиски.

 

Механизм сканера бывает трёх различных форм:

  • Каретка с фиксированной измерительной рукой, расположенной перпендикулярно, а измерение по осям происходит, пока рука скользит вдоль каретки. Эта система оптимальна для плоских или обычных выпуклых кривых поверхностей.
  • Манипулятор с фиксированными составляющими и с высокоточными угловыми датчиками. Расположение конца измерительной руки влечет за собой сложные математические вычисления, касающиеся угла вращение шарнира запястья руки, а также угла разворота каждого из соединений руки. Этот механизм идеально подходит для зондирования углублений или внутренних пространств с небольшим входным отверстием.
  • Одновременное использование предыдущих двух методов. К примеру, манипулятор можно совместить с кареткой, что позволить получить 3D-данные от больших объектов, обладающих внутренними полостями или перекрывающими друг друга поверхностями.

КИМ (координатно-измерительная машина) представляет собой яркий пример контактного 3D-сканера. Они используются в основном в производстве и могут быть сверхточными. К недостаткам КИМ можно отнести необходимость непосредственного контакта с поверхностью объекта. Поэтому существует возможность изменить предмет или даже повредить его. Это весьма важно в том случае, если сканируются тонкие или ценные предметы, например, исторические артефакты. Ещё один недостаток КИМ перед другими методами сканирования – медлительность. Перемещение измерительной руки с установленным зондом может оказаться очень медленным. Самый быстрый результат работы КИМ не превышает несколько сотен герц. В то же время, оптические системы, к примеру, лазерный сканер, может работать от 10 до 500 кГц.

Ещё одним примером могут послужит ручные измерительные зонды, с помощью которых оцифровывают глиняные модели для компьютерной анимации.

 

Устройство Лидар используется для того, чтобы сканировать здания, скалы и т. д., что дает возможность создавать их 3D-модели. Лазерный луч Лидара может использоваться в широком диапазоне: его головка поворачивается по горизонтали, а зеркало перемещается по вертикали. Сам же лазерный луч используется для того, чтобы измерить расстояние до первого объекта, на его пути.

 

Бесконтактные активные сканеры

Активные сканеры используют определённые виды излучения или просто свет и сканируют объект через отражение света или прохождение излучения через объект или среду. В таких устройствах применяется свет, ультразвук или рентгеновские лучи.

 

Времяпролётные сканеры

Времяпролётный лазерный 3D-сканер – это активный сканер, который использует  лазерный луч, чтобы исследовать объект. В основе этого типа сканера лежит времяпролётный лазерный дальномер. В свою очередь, лазерный дальномер определяет расстояние до поверхности объекта, исходя из времени пролёта лазера туда и обратно. Сам лазер используется для создания светового импульса, в то время как детектор измеряет время до того момента, пока свет не отразится. Учитывая, что скорость света  (c) – величина постоянная, то зная время пролёта луча туда-обратно, можно определить расстояние, на которое переместился свет, оно будет в два раза больше расстояния между сканером и поверхностью объекта. Если (t) – это время полёта луча лазера туда-обратно, тогда расстояние будет равно  (c*t\2). Точность времени пролёта лазерного луча 3D-сканера зависит от того, насколько точно мы можем измерить само время (t): 3,3 пикосекунды (приблизительно) необходимо для того, чтобы лазер преодолел 1 миллиметр.
Лазерный дальномер определяет расстояние только одной точки в заданном направлении. Поэтому устройство сканирует все своё поле зрения по отдельным точкам за раз, меняя при этом направление сканирования. Менять направление лазерного дальномера можно либо путем вращения самого прибора, либо с помощью системы вращающихся зеркал. Зачастую используют последний метод, ведь он намного быстрее, точнее, а также легче в обращении. К примеру, времяпролётные 3D-сканеры могут измерять расстояние от 10 000 до 100 000 точек за одну секунду.
Времяпролётные девайсы также доступны в конфигурации 2D. В основном, это касается времяпролётных камер.

 

Триангуляционные сканеры

 

Принцип работы датчика лазерной триангуляции. Показано две позиции объекта.

 

Облако точек создаётся с помощью триангуляциии лазерной полосой.

 

Триангуляционные лазерные 3D-сканеры также относятся к активным сканерам, которые используют лазерный луч для того, чтобы прозондировать объект. Подобно времяпролётным 3D-сканерам триангуляционные устройства посылают на объект сканирования лазер, а отдельная камера фиксирует расположение точки, куда попал лазер. В зависимости от того, как далеко лазер продвигается по поверхности, точка появляется в различных местах поля зрения камеры. Эта технология названа триангуляцией потому, что лазерная точка, камера и сам лазерный излучатель образуют своеобразный треугольник. Известна длина одной стороны этого треугольника – расстояние между камерой и лазерным излучателем. Также известен угол лазерного излучателя. А вот угол камеры можно определить по расположению лазерной точки в поле обзора камеры. Эти 3 показателя полностью определяют форму и размер треугольника и указывают на расположение угла лазерной точки. В большинстве случаев, чтобы ускорить процесс получения данных, вместо лазерной точки пользуются лазерной полосой. Так, Национальный научно-исследовательский совет Канады был среди первых научных организаций, разработавших основы технологии триангуляционного лазерного сканирования ещё в 1978 году.

 

Преимущества и недостатки сканеров

Как времяпролётные, так и триангуляционные сканеры обладают своими сильными и слабыми сторонами, что определяет их выбор для каждой конкретной ситуации. Преимущество времяпролётных устройств в том, что они оптимально подходят для работы на очень больших расстояниях вплоть до нескольких километров. Они идеальны для сканирования зданий или географических объектов. В то же время, к их недостаткам можно отнести точность измерений. Ведь скорость света довольно высока, поэтому при подсчете времени, которое требуется лучу, дабы преодолеть расстояние до и от объекта, возможны некоторые огрехи (до 1 мм). А это делает результаты сканирования приблизительными.

Что же касается триангуляционных дальномеров, то у них ситуация с точностью до наоборот. Диапазон их действия составляет лишь несколько метров, а вот точность относительно высока. Такие устройства могут измерить расстояние с точностью до десятков микрометров.

Негативно на точность работы времяпролётных сканеров влияет исследование края объекта. Лазерный импульс посылается один, а отражается сразу из двух мест. Координаты рассчитываются, исходя из позиции самого сканера, при этом берётся среднее значение двух отражений луча лазера. Это приводит к тому, что точка будет определена в неправильном месте. При использовании сканеров с высоким разрешением шансы на то, что лазерный луч попадёт точно на край объекта возрастают, но при этом за краем появится шум, что негативно отразится на результатах сканирования. Сканеры с небольшим лучом могут решить проблему сканирования края, но у них ограничен диапазон действия, поэтому ширина луча превысит расстояние. Существует также специальное программное обеспечение, которое позволяет сканеру воспринимать только первое отражение луча, игнорируя при этом второе.

При скорости работы 10 000 точек за секунду сканеры с низким разрешением справятся с задачей в течение нескольких секунд. А вот для сканеров с высоким разрешением нужно сделать несколько миллионов операций, на что уйдут минуты. Стоит учитывать, что данные могут исказиться, если объект или сканер будут двигаться. Так, каждая точка фиксируется в определённый момент времени в определённом месте. Если объект или сканер переместится в пространстве, то результаты сканирования будут ложными. Поэтому так важно устанавливать и объект, и сканер, на фиксированной платформе, и свести возможность вибрации к минимуму. Следовательно, сканирование объектов в движении практически невыполнимо. Однако в последнее время ведутся активные исследования того, как можно компенсировать влияние вибрации на искажение данных.

Стоит учесть и тот факт, что при сканировании в одном положении в течение длительного времени небольшое смещение сканера может произойти из-за изменения температуры. Если сканер установлен на штативе и одна из сторон сканера подвержена сильному влиянию солнечных лучей, то в таком случае штатив будет расширяться, а данные сканирования будут постепенно искажаться с одной стороны на другую. Вместе с тем, некоторые лазерные сканеры обладают встроенными компенсаторами, которые противодействуют любому движению сканера во время работы.

 

Коноскопическая голография

В коноскопической системе лазерный луч проецируется на поверхность объекта, после чего луч отражается по той же траектории, но уже через коноскопический кристалл, и проецируется на ПЗС (прибор с зарядовой связью). В результате получается дифракционный образец, из которого с помощью частотного анализа можно определить расстояние до поверхности объекта. Основное преимущество коноскопической голографии в том, что для измерения расстояния нужен только один ход луча, что позволяет определить, к примеру, глубину небольшого отверстия.

 

Ручные лазерные сканеры

Ручные лазерные сканеры создают 3D-изображение по принципу триангуляции, описанному выше. Лазерный луч или полоса проецируются на объект из ручного излучателя, а сенсор (зачастую, ПЗС или координатно-чувствительный детектор) измеряет расстояние до поверхности объекта. Данные собираются относительно внутренней системы координат и следовательно для получения результатов, если сканер находится в движении, место положения устройства должно быть точно определено. Это можно сделать с помощью базовых пространственных объектов на сканируемой поверхности (наклеивающиеся отражающие элементы или природные особенности) или же посредством метода внешнего слежения. Последний способ зачастую принимает форму лазерного трекера (предоставляющего датчик положений) со встроенной камерой (для определения ориентации сканера). Также можно использовать фотограмметрию, обеспечивающуюся 3 камерами, которая придаёт сканеру шесть степеней свободы (возможность совершать геометрические движения в трехмерном пространстве). Обе техники, как правило, используют инфракрасные светодиоды, подключённые к сканеру. За ними наблюдают камеры через фильтры, обеспечивающие стойкость амбиентного освещения (отражение света с разных поверхностей).

Данные сканирования собираются компьютером и записываются в качестве точек трехмерного пространства, которые после обработки преобразуются в триангулированную сетку. Затем система автоматизированного проектирования создаёт модель, используя для этого неоднородный рациональный B-сплайн, NURBS (специальная математическая форма для создания кривых и поверхностей). Ручные лазерные сканеры могут совмещать эти данные с пассивными датчиками видимого света, которые захватывают текстуру поверхности и ее цвет, что позволяет создать или провести обратный инжиниринг полноценной 3D-модели.

 

Структурированный свет

3D-сканеры, работающие по технологии структурированного света, представляют собой проекцию световой сетки непосредственно на объект, деформация этого рисунка и представляет собой модель сканируемого предмета. Сетка проецируется на объект с помощью жидкокристаллического проектора или другого постоянного источника света. Камера, расположенная чуть в стороне от проектора, фиксирует форму сети и вычисляет расстояние до каждой точки в поле зрения.
Сканирование структурированным светом до сих пор остаётся активной областью исследований, которой ежегодно посвящается довольно много научно-исследовательских работ. Идеальные карты также признаны полезными, как структурированные световые узоры, которые могут решить проблемы соответствия и позволяют не только обнаружить ошибки, но и исправить их.

Преимущество 3D-сканеров, использующих структурированный свет, в их скорости и точности работы. Вместо сканирования одной точки в один момент времени, структурированные сканеры сканируют одновременно несколько точек или все поле зрения сразу. Сканирование всего поля зрения занимает долю секунды, а сгенерированные профили являются более точными, чем лазерные триангуляции. Это полностью решает проблему искажения данных, вызванного движением. Кроме того, некоторые существующие системы способны сканировать даже движущиеся объекты в режиме реального времени. К примеру, VisionMaster – сканирующая система в формате 3D – обладает 5-мегапиксельной камерой, благодаря чему каждый кадр содержит 5 миллионов точек.

Сканеры, работающие в режиме реального времени, используют цифровую проекцию края и фазосдвигающую технику (одна из методик применения структурированного света), что позволяет захватить, восстановить и создать компьютерную модель с высокой плотностью деталей динамически изменяющихся объектов (к примеру, мимика) при 40 кадрах в секунду. Недавно был создан новый тип сканера. Различные модели могут быть использованы в этой системе. Частота кадров для захвата и обработки данных достигает 120 кадров в секунду. Этот сканер может обрабатывать и отдельные поверхности. Например, 2 движущиеся руки. Используя метод бинарной дефокусировки, скорость съемки может достигать сотен, а то и тысяч кадров в секунду.

 

Модулированный свет

При использовании 3D-сканеров на основе модулированного света световой луч, направленный на объект, постоянно меняется. Зачастую смена света проходит по синусоиде. Камера фиксирует отражённый свет и определяет расстояние до объекта, учитывая путь, который преодолел луч света. Модулированный свет позволяет сканеру игнорировать свет от других источников, кроме лазера, что позволяет избежать помех.

 

Объемные техники

 

Медицина

Компьютерная томография (КТ) – специальный медицинский метод визуализации, который создаёт трехмерное изображение внутреннего пространства объекта, используя большую серию двухмерных рентгеновских снимков. По похожему принципу работает и магнитно-резонансная томография – ещё один приём визуализации в медицине, который отличается более контрастным изображением мягких тканей тела, чем КТ. Поэтому МРТ используют для сканирования мозга, опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы, поиска онкологии. Эти методики позволяют получить объемные воксельные модели, которые можно визуализировать , изменять и преобразовывать в традиционную 3D-поверхность используя алгоритмы экстракции изоповерхности.

 

Производство

Хотя МРТ, КТ или микротомография более активно используются в медицине, но они также активно применяются и в других областях для получения цифровой модели объекта и его окружения. Это важно, к примеру, для неразрушающего контроля материалов, реверс-инжиниринга или изучения биологических и палеонтологических образцов.

 

Бесконтактные пассивные сканеры

Пассивные сканеры не излучают свет, вместо этого они используют отраженный свет из окружающего пространства. Большинство сканеров этого типа предназначены для обнаружения видимого света, ведь это наиболее доступный вид окружающего излучения. Другие типы излучения, к примеру, инфракрасное, также может быть задействовано. Пассивные методы сканирования относительно дешёвые, ведь в большинстве случаев они не нуждаются в специальном оборудовании, достаточно обычной цифровой камеры.
Стереоскопические  системы предусматривают использование 2-ух видеокамер, расположенных в разных местах, но в одном направлении. Анализируя различия в снимках каждой камеры, можно определить расстояние до каждой точки на изображении. Этот метод по своему принципу похож на стереоскопическое зрение человека.

Фотометрические системы обычно используют одну камеру, которая производит съемку нескольких кадров при любых условиях освещения. Эти методы пытаются преобразовать модель объекта, чтобы восстановить поверхность по каждому пикселю.

Силуэтные техники используют контуры из последовательных фотографий трехмерного объекта на контрастном фоне. Эти силуэты экструдируют и преобразуют, чтобы получить видимую оболочку объекта. Однако этот метод не позволяет просканировать углубления в объекте (к примеру, внутреннюю полость чаши).

Существуют и другие методы, которые основаны на том, что пользователь сам обнаруживает и идентифицирует некоторые особенности и формы объекта, опираясь на множество различных изображений объекта, которые позволяют создать приблизительную модель этого объекта. Такие методы можно применять для быстрого создания трехмерной модели объектов простых форм, к примеру, здания. Сделать это можно, воспользовавшись одним из программных приложений: D-Sculptor, iModeller, Autodesk ImageModeler или PhotoModeler.

Этот вид 3D-сканирования основан на принципах фотограмметрии. К тому же, эта техника в некоторых моментах похожа на панорамную фотографию, за исключением того, что фотографии объекта сделаны в трехмерном пространстве. Таким образом, можно скопировать сам объект, а не делать серию фото из одной точки трехмерного пространства, что привело бы к воссозданию окружения объекта.

 

Реконструкция

 

Из облаков точек

Облака точек, которые создают 3D-сканеры, могут напрямую использоваться для измерений или визуализации в области архитектуры и конструирования.
Однако большинство приложений используют вместо полигональных 3D-моделей, моделирование поверхности объекта через неоднородный рациональный B-сплайн, NURBS или же редактируемые CAD-модели (также известные, как объемные (монолитные) модели.

  • Модели из полигональной сетки: В полигональном представлении формы кривые поверхности состоят из множества небольших плоских поверхностей с гранями (яркий пример – шар на дискотеках). Полигональные модели весьма востребованы для визуализации в области АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства (например, механическая обработка). Вместе с тем, такие модели довольно «тяжёлые» (вмещают большой объем данных) и их довольно сложно редактировать в таком формате. Реконструкция в полигональную модель предполагает поиск и объединение соседних точек прямыми линиями, пока не образуется непрерывная поверхность. Для этого можно использовать ряд платных и бесплатных программ (MeshLab, Kubit PointCloud для AutoCAD, 3D JRC Reconstructor, ImageModel, PolyWorks, Rapidform, Geomagic, Imageware, Rhino 3D и т.д.).
  • Поверхностные модели: Этот метод представляет собой следующий уровень сложности в области моделирования. Здесь применяется набор кривых поверхностей, которые придают вашему объекту форму. Это может быть NURBS, T-Spline или другие кривые объекты из топологии. Использование NURBS, преобразует, к примеру, сферу в ее математический эквивалент. Некоторые приложения предполагают ручную обработку модели, но программы более продвинутого класса предлагают также автоматический режим. Это вариант не только более легок в использовании, но и предоставляет возможность видоизменять модель при экспорте в систему автоматизированного проектирования (САПР). Поверхностные модели поддаются редактированию, но только в скульптурном отношении. Хорошо поддаются моделированию органические и художественные формы. Возможность моделирования поверхности представлена в программах Rapidform, Geomagic, Rhino 3D, Maya, T Splines.
  • Объемные САПР-модели: С точки зрения инженерной и производственной перспективы, этот вид моделирования представляет собой полноценную оцифрованную форму параметрической САПР -модели. В конце концов, САПР – это общий «язык» промышленности, позволяющий описать, отредактировать и сохранить форму активов предприятия. К примеру, в САПР сферу можно описать параметрическими функциями, которые легко редактировать, меняя их значение (скажем, радиус или центральную точку).

Эти САПР-модели не просто описывают оболочку или форму объекта, но они позволяют также воплотить проектный замысел (то есть, критические функции и их отношение к другим функциям). В качестве примера  проектного замысла, не выраженного в форме, могут выступить ребристые болты тормозного барабана, которые должны быть концентричны с отверстием в центре барабана. Этот нюанс определяет последовательность и способ создания САПР-модели, поэтому инженер, учитывая эти особенности, будет разрабатывать болты, привязанные не к наружному диаметру, а наоборот, к центру. Таким образом, для создания подобной САПР-модели нужно соотнести форму объекта с проектным замыслом.

Существует несколько подходов, позволяющих получить параметрическую САПР-модель. Одни предполагают только экспорт NURBS-поверхность, оставляя САПР-инженеру завершить моделирование (Geomagic, Imageware, Rhino 3D). Другие используют данные сканирования для создания редактируемой и поддающейся проверке функций модели, которую можно полностью импортировать в САПР с неповреждённым полностью функциональным деревом, предоставляя завершенное слияние формы и проектного замысла САПР-модели (Geomagic, Rapidform). Тем не менее, другие САПР-приложения достаточно мощны, чтобы манипулировать ограниченным количеством точек или полигональными моделями в САПР-среде (CATIA, AutoCAD, Revit).

 

Из набора срезов формата 2D

 

3D-реконструкция головного мозга или глазных яблок по результатам КТ происходит по изображениям формата DICOM. Их особенность в том, что участки, на которых отображен воздух, или кости с большой плотностью сделаны прозрачными, а срезы накладываются в свободном интервале выравнивания. Внешнее кольцо биоматериала, окружающее мозг, состоит из мягких тканей кожи и мышц на внешней стороне черепа. Все срезы производятся на чёрном фоне. Поскольку они представляют собой простые 2D-изображения, то складываясь один ко одному при просмотре, границы каждого среза исчезают, благодаря своей нулевой толщине. Каждое DICOM-изображение представляет собой срез толщиной около 5 мм.

 

КТ, промышленное КТ, МРТ или микроКТ сканеры создают не облако точек, а срезы формата 2D (именуемые  «томограммой»), которые накладываются друг на друга, в результате чего образуется своеобразная 3D-модель. Есть несколько способов провести такое сканирование, которые зависят от требуемого результата:

  • Объемный рендеринг: Разные части объекта обычно обладают различными пороговыми величинами и плотностью полутонов. Исходя их этого, трехмерную модель можно свободно сконструировать и отобразить на экране. Несколько моделей можно сделать из различных пороговых величин, позволяя разным цветам обозначать определённую часть объекта. Объемный рендеринг чаще всего применяется для визуализации сканируемого объекта.
  • Сегментация изображений: Когда разные структуры обладают похожими величинами порога или полутонов, может оказаться невозможным разделить их просто посредством изменения параметров объемного рендеринга. Решением проблемы станет сегментация – ручная или автоматическая процедура, которая удалит ненужные структуры с изображения. Специальные программы, поддерживающие сегментацию изображений, позволяют экспортировать сегментированные структуры в формат CAD или STL, что позволит продолжить с ними работу.
  • Сетка на основе анализа изображений: Когда для компьютерного анализа используются данные 3D-изображения (CFD и FEA), простая сегментация данных и создание сетки из САПР-файла может потребовать довольно много времени. Кроме того, некоторые типичные данные изображения могут, по сути, оказаться неподходящими для сложной топологии. Решение лежит в создании сетки на основе анализа изображений – это автоматизированный процесс генерации точного и реалистического геометрического описания данных сканирования.

Применение

 

Обработка материалов и производство

Лазерное 3D сканирование описывает общий способ измерения или сканирования поверхности посредством лазерной технологии. Оно применяется сразу в нескольких областях, отличаясь в основном мощностью лазеров, которые используются, и результатами самого сканирования. Низкая мощность лазера нужна, когда не должно оказываться влияние на сканируемую поверхность, например, если она нуждается только в оцифровке. Конфонкальное или 3D лазерное сканирование – это методы, позволяющие получить информацию о сканируемой поверхности. Ещё одно маломощное применение предполагает проекционную систему, которая использует структурированный свет. Она применяется для метрологии плоскости солнечной батареи, включающей вычисление напряжения с пропускной способностью более 2 000 пластин в час.

Мощность лазера, применяемого для лазерного сканирования оборудования в промышленности, составляет 1Вт. Уровень мощности обычно находится на уровне 200мВт или меньше.

 

Строительная промышленность

  • Управление роботом: лазерный сканер выполняет функцию «глаз» робота
  • Исполнительные чертежи мостов, промышленных предприятий, монументов
  • Документирование исторических мест
  • Моделирование места и планировка
  • Контроль качества
  • Обмер работ
  • Реконструкция автотрасс
  • Постановка метки уже существующей формы\состояния, дабы определить структурные изменения после экстремальных событий – землетрясения, воздействия корабля или грузовика, пожара.
  • Создание ГИС (Географической информационной системы), карт и геоматики
  • Сканирование недр в шахтах и карстовых пустотах
  • Судебная документация

Преимущества 3D-сканирования

Создание 3D-модели посредством сканирования обладает следующими преимуществами:

  • Повышает эффективность работы со сложными частями и формами
  • Способствует проектированию продуктов при необходимости добавить часть, созданную кем-то другим.
  • Если САПР-модели устареют, 3D-сканирование обеспечит обновлённую версию
  • Замещает пропущенные или отсутствующие части

Индустрия развлечений

3D-сканеры активно используются в индустрии развлечений для создания цифровых 3D-моделей в кинематографе и видеоиграх. Если у создаваемой модели есть аналог в реальном мире, то сканирование позволит создать трехмерную модель гораздо быстрее, нежели разработка этой же модели посредством 3D-моделирования. Довольно часто деятели искусства сперва лепят физическую модель, которую затем сканируют, чтобы получить цифровой эквивалент, вместо того, чтобы создавать такую модель на компьютере.

 

Обратная разработка (реверс-инжиниринг)

Реверс-инжиниринг механических компонентов требует весьма точной цифровой модели объектов, которые нужно воссоздать. Это хорошая альтернатива тому, чтобы множество точек цифровой модели преобразовать в полигональную сетку, использовать набор плоских и кривых поверхностей NURBS или же, что идеально для механических компонентов, создавать объемную САПР-модель. 3D-сканер может использоваться для того, чтобы привести в цифровую модель объекты, свободно меняющие форму. Также как и призматическую конфигурацию, для которой обычно используют координатно-измерительную машину. Это позволит определить простые размеры призматической модели. Эти данные в дальнейшем обрабатываются посредством специальных программ для обратного инжиниринга.

 

3D печать

3D-сканеры также находят активное применение в сфере 3D печати, так как позволяют в короткие сроки создавать достаточно точные 3D модели различных объектов и поверхностей, пригодные для последующей доработки и печати. В этой сфере используются как контактный, так и бесконтактный методы сканирования, оба метода имеют определенные преимущества.

 

Культурное наследие

 

Пример копирования реального объекта посредством 3D-сканирования и 3D-печати. Существует множество исследовательских проектов, которые проводились с применением сканирования исторических мест и артефактов для их документирования и анализа. Совместное использование 3D-сканирования и 3D-печати позволяет копировать реальные объекты без использования традиционного гипсового слепка, который во многих случаях может повредить ценный или деликатный артефакт культурного наследия. Скульптура фигуры слева была оцифрована с помощью 3D-сканера, а полученные данные преобразовывали в программе MeshLab. Полученная цифровая 3D-модель была напечатана посредством машины для быстрого прототипирования, которая позволяет создавать реальную копию исходного объекта.

 

Микеланджело

Существует множество исследовательских проектов, которые проводились с применением сканирования исторических мест и артефактов для их документирования и анализа.

В 1999 году 2 разных исследовательских группы начали сканировать статуи Микеланджело. Стэндфордский университет вместе с группой, возглавляемой Марком Левоем, использовал обычный лазерный триангуляционный сканер, созданный компанией Cyberware специально для того, чтобы просканировать статуи Микеланджело во Флоренции. В частности, знаменитый Давид, «Рабы» и ещё 4 статуи из часовни Медичи. Сканирование производится с плотностью точек равной 0,25 мм, достаточной для того, чтобы увидеть следы от долота Микеланджело. Столь детальное сканирование предполагает получения огромного количества данных (около 32 гигабайт). На их обработку ушло около 5 месяцев.

Примерно в это же время работала исследовательская группа от компании IBM, под руководством Х.Рашмейера и Ф.Бернардини. Перед ними встала задача просканировать скульптуру «Флорентийская пьета», чтобы получить как геометрические данные, так и информацию о цвете. Цифровая модель, полученная в результате сканирования Стэндфордского университета, была полностью использована в 2004 году для дальнейшего восстановления статуи.

 

Применение в медицине CAD/CAM

3D-сканеры активно используются в ортопедии и стоматологии для создания 3D-формы пациента. Постепенно они заменяют собой устаревшую гипсовую технологию. Программное обеспечение CAD/CAM применяется для создание протезов и имплантатов.
Многие стоматологии используют CAD/CAM, а также 3D-сканеры для захвата 3D-поверхности средства для зубов (в естественных условиях или в пробирке), для того, чтобы создать цифровую модель с помощью САПР-технологий или же CAM-методов (к примеру, для фрезерного станка под управление ЧПУ (числовое программное управление), а также 3D-принтера). Такие системы предназначены для облегчения процесса 3D-сканирования препарата в естественных условиях с дальнейшим его моделированием (например, для коронки, пломбы или инкрустации).

 

Обеспечение качества и промышленная метрология

Оцифровка объектов реального мира имеет огромное значение в различных областях применения. Весьма активно 3D-сканирование применяется в промышленности для обеспечения качества продукции, к примеру, для измерения геометрической точности. Преимущественно все промышленные процессы, такие как сборка, являются довольно сложными, они также отличаются высокой степенью автоматизации и обычно основаны на CAD (автоматизированное проектирование данных). Проблема в том, что та же степень автоматизации требуется и для обеспечения качества. Яркий пример, автоматизированная сборка современных автомобилей, ведь они состоят из множества частей, которые должны точно совпадать друг с другом.
Оптимальный уровень производительности гарантируется системами обеспечения качества. В особенной проверки нуждаются геометрические металлические детали, ведь они должны быть правильного размера, подходить к друг другу, чтобы обеспечить надёжную работу.
В высокоавтоматизированных процессах результаты геометрических измерений передаются на машины, которые производят соответствующие объекты. Из-за трения и других механических процессов, цифровая модель может немного отличаться от реального объекта. Для того, чтобы автоматически фиксировать и оценивать эти отклонения, произведённые детали нужно заново сканировать. Для этого и применяются 3D-сканеры, которые создают модель-образец, с которой сравниваются полученные данные.
Процесс сравнения 3D-данных и CAD-модели называют CAD-сравнением, и может быть полезным методом для определения уровня износа пресс-форм и станков, точности окончательной сборки, анализа разрывов, а также объемной поверхности разобранной детали. В настоящее время лазерные триангуляционные сканеры, устройства, использующие структурированный свет и сканирование контактов являются ведущими технологиями, которые применяются в промышленных целях. Контактные методы сканирования, хоть и являются самым медленным, но наиболее точным вариантом.

Если у вас есть потребность в услугах 3D-сканирования и/или последующем реверс-инжиниринге, пишите нам на почту [email protected]

 

 

Page not found | Официальная служба поддержки Avast

For the best Support Center experience, JavaScript must be turned on in your browser settings

При совершении покупок в магазине Avast вы можете получить уведомление о том, что вам необходимо разрешить использование JavaScript и/или файлы cookie в своем браузере. Это связано с тем, что магазин Avast не может загружаться и правильно работать без включения этих настроек.

Чтобы разрешить использование JavaScript и/или файлов cookie, обратитесь к информации в соответствующем разделе ниже в зависимости от вашего браузера.

Google Chrome

Разрешение использования JavaScript

Инструкции по разрешению использования JavaScript на всех сайтах, которые вы посещаете с помощью Google Chrome, приведены в разделе Шаг 2. Включите JavaScript справочной статьи Google Chrome, приведенной ниже.

Если вы хотите включить JavaScript только для веб-страниц домена avast.com, выполните следующие действия.

  1. Откройте Меню (три точки) ▸ Настройки.
  2. Нажмите Конфиденциальность и безопасность ▸ Настройки сайта.
  3. В меню Содержимое нажмите JavaScript.
  4. Щелкните кнопку Добавить рядом с элементом Разрешить.
  5. Введите [*.]avast.com и нажмите Добавить.

Пункт [*.]avast.com появится в вашем списке разрешений. Это означает, что для всех веб-страниц с адресом, начинающимся с avast.com (например, www.avast.com/store), будут разрешено использование JavaScript.

Разрешение использования файлов cookie

Инструкции по управлению настройками файлов cookie в Google Chrome приведены в разделе Как изменить настройки файлов cookie справочной статьи Google Chrome, приведенной ниже.

Mozilla Firefox

Разрешение использования JavaScript

По умолчанию использование JavaScript разрешено в Mozilla Firefox для всех сайтов. Если вы отключили JavaScript с помощью расширения браузера, которое позволяет настраивать параметры JavaScript, вам необходимо повторно включить JavaScript с помощью этого расширения. Более детальную информацию о настройках JavaScript в Mozilla Firefox можно найти в статье из поддержки Mozilla ниже.

Разрешение использования файлов cookie

Инструкции по управлению общими настройками файлов cookie для всех сайтов, которые вы посещаете с помощью Mozilla Firefox, приведены в статье поддержки Mozilla, указанной ниже.

Если вы хотите разрешить файлы cookie только для веб-страниц домена avast.com, выполните следующие шаги.

  1. Откройте любую страницу домена avast.com в окне своего браузера (любой URL-адрес, который начинается с avast.com).
  2. Нажмите значок щита слева от адресной строки.
  3. Нажмите синий (ВКЛ.) ползунок рядом с элементом Улучшенная защита от отслеживания на этом сайте ВКЛЮЧЕНА, чтобы он стал серым (ВЫКЛ.)

Файлы cookie будут разрешены для всех веб-страниц домена avast.com.

Safari

Разрешение использования JavaScript

По умолчанию использование JavaScript разрешено в Safari для всех сайтов. Если вы самостоятельно отключили JavaScript, выполните следующие действия для включения этой функции.

  1. Убедитесь, что окно Safari открыто и активно.
  2. Нажмите Safari ▸ Настройки… в левой части строки меню.
  3. Выберите панель Безопасность и убедитесь, что рядом с элементом Разрешить JavaScript установлен флажок.

Использование JavaScript будет разрешено для всех сайтов, которые вы посещаете с помощью Safari.

Разрешение использования файлов cookie

В Safari нет возможности разрешить использование файлов cookie для определенных сайтов. Однако вы можете управлять общими настройками файлов cookie, которые применяются ко всем сайтам, посещаемым вами с помощью Safari. Более детальную информацию о доступных вариантах можно найти в статье поддержки Apple, приведенной ниже.

Microsoft Edge

Информация ниже применима к новой версии Microsoft Edge (версия 79.0.309 или новее).

Разрешение использования JavaScript

Чтобы включить JavaScript для всего домена avast.com, выполните следующие действия.

  1. Откройте ... Меню (три точки) ▸ Настройки.
  2. Выберите Файлы cookie и разрешения сайтов ▸ JavaScript.
  3. Щелкните кнопку Добавить рядом с элементом Разрешить.
  4. Введите [*.]avast.com и нажмите Добавить.

Пункт [*.]avast.com появится в вашем списке разрешений. Это означает, что для всех веб-страниц с адресом, начинающимся с avast.com (например, www.avast.com/store), будут разрешено использование JavaScript.

Разрешение использования файлов cookie

Инструкции по управлению общими настройками файлов cookie, применимыми ко всем сайтам, которые вы посещаете с помощью Microsoft Edge, приведены в справочной статье Microsoft, указанной ниже.

Если вы хотите разрешить файлы cookie только для домена avast.com, выполните следующие шаги.

  1. Откройте ... Меню (три точки) ▸ Настройки.
  2. Выберите Файлы cookie и разрешения сайтов ▸ Файлы cookie и данные сайта.
  3. Щелкните кнопку Добавить рядом с элементом Разрешить.
  4. Введите [*.]avast.com и нажмите Добавить.

Пункт [*.]avast.com появится в вашем списке разрешений. Это означает, что для всех веб-страниц с адресом, начинающимся с avast.com (например, www.avast.com/store), будут разрешено использование файлов cookie.

Avast Secure Browser

Разрешение использования JavaScript

Информация о том, как разрешить всегда использовать JavaScript на определенных сайтах в Avast Secure Browser, приведена в статье ниже.

Разрешение использования файлов cookie

Информация о том, как разрешить всегда использовать файлы cookie на определенных сайтах в Avast Secure Browser, приведена в статье ниже.

Opera

Разрешение использования JavaScript

Чтобы разрешить использование JavaScript на всех сайтах, которые вы посещаете с помощью браузера Opera, обратитесь к инструкциям в разделе Управление JavaScript на страницах в статье справки Opera, приведенной ниже.

Если вы хотите разрешить JavaScript только для домена avast.com, выполните следующие шаги.

  1. Откройте Меню (значок O) ▸ Настройки ▸ Дополнительно.
  2. Нажмите Конфиденциальность и безопасность ▸ Настройки сайта.
  3. В меню Содержимое нажмите JavaScript.
  4. Щелкните кнопку Добавить рядом с элементом Разрешить.
  5. Введите [*.]avast.com и нажмите Добавить.

Пункт [*.]avast.com появится в вашем списке разрешений. Это означает, что для всех веб-страниц с адресом, начинающимся с avast.com (например, www.avast.com/store), будут разрешено использование JavaScript.

Разрешение использования файлов cookie

Чтобы разрешить использование файлов cookie на всех сайтах, которые вы посещаете с помощью браузера Opera, обратитесь к инструкциям в разделе Управление файлами cookie на страницах в статье справки Opera, приведенной ниже.

Если вы хотите разрешить файлы cookie только для домена avast.com, выполните следующие шаги.

  1. Откройте Меню (значок O) ▸ Настройки ▸ Дополнительно.
  2. Нажмите Конфиденциальность и безопасность ▸ Настройки сайта.
  3. В меню Содержимое нажмите Файлы cookie и данные сайта.
  4. Нажмите кнопку Добавить рядом с элементом Сайты, которые всегда могут использовать файлы cookie.
  5. Введите [*.]avast.com и нажмите Добавить.

Пункт [*.]avast.com будет отображаться в вашем списке сайтов, которые всегда могут использовать файлы cookie. Это означает, что для всех веб-страниц с адресом, начинающимся с avast.com (например, www.avast.com/store), будут разрешено использование файлов cookie.

  • Все платные продукты Avast в сегменте потребительских решений
  • Microsoft Windows 10 Home / Pro / Enterprise / Education — 32- или 64-разрядная версия
  • Microsoft Windows 8.1 / Pro / Enterprise — 32- или 64-разрядная версия
  • Microsoft Windows 8 / Pro / Enterprise — 32- или 64-разрядная версия
  • Microsoft Windows 7 Home Basic / Home Premium / Professional / Enterprise / Ultimate — SP 1, 32- или 64-разрядная версия

2.2. Компоненты современного антивируса. Защита вашего компьютера

2.2. Компоненты современного антивируса

Сегодняшний антивирус состоит из нескольких компонентов, каждый из которых отвечает за обнаружение вирусов на определенном участке работы.

В процессе развития состав этих компонентов изменялся, добавлялись новые и удалялись не отвечающие требованиям времени.

• Первый и основной антивирусный компонент – сканер (On-Demand Scanner). Задачей сканера является проверка по требованию пользователя файлов, памяти и загрузочных секторов на наличие вирусов. Сканер необходимо периодически запускать для проверки имеющихся файлов и при получении новых.

До недавнего времени практически все тесты антивирусов включали время, за которое антивирусный сканер проверял жесткий диск компьютера, и количество выявленных вирусов. Компании – разработчики антивирусов шли на различные хитрости. Например, известна история, что в антивирусе Dr. Solomon был специальный режим для работы с тестовыми коллекциями, позволявший ему побеждать. Сейчас скорость работы не является основным показателем, главное – это качество выявления вирусов. Чтобы несколько раз не проверять файлы, которые не изменялись со времени предыдущей проверки, сканеры ведут специальную базу данных.

• Пользователи часто забывают проверять принесенные дискеты и диски. Именно по этой причине был разработан страховочный компонент антивируса – монитор(On-Access Scanner).

В отличие от сканера, монитор постоянно находится в оперативной памяти и автоматически проверяет файлы в реальном времени. Когда пользователь пытается запустить программу, монитор перехватывает запрос, проверяет файл на наличие вирусов и, если он чист, разрешает дальнейшее выполнение. Одни мониторы контролируют файлы только в процессе запуска, другие проверяют все, с чем работает пользователь, а также изменяемые и закрываемые файлы.

Совет

Обязательно проследите, чтобы в используемом антивирусе был включен монитор, так как он автоматически проверяет все файлы, с которыми вы работаете.

Первое время в составе антивирусов были только файловые мониторы, но так как для распространения вирусов часто используется электронная почта, появились почтовые мониторы, которые автоматически активизируются, когда пользователь принимает и отправляет почту.

В составе антивирусов могут быть также другие мониторы, контролирующие отдельные приложения (например, Microsoft Office) или сервисы.

Монитор предоставляет пользователю большую безопасность и очень удобен, так как предупреждает пользователя только когда сталкивается с проблемой, а все проверки происходят незаметно. Однако именно монитор нагружает систему, часто вызывая раздражение пользователя, и становится причиной отключения антивируса, чтобы он не мешал работе. Работа монитора часто является определяющей при выборе антивируса, так как в различных решениях он по-разному нагружает систему.

• Еще один компонент антивируса – ревизор изменений. Его задача – отслеживать изменения в важных системных файлах. Если охраняемый файл изменился, это может означать, что в системе не все в порядке, о чем антивирус предупреждает пользователя. Если монитор загружен, а пользователь не изменял системные файлы, такая ситуация может означать, что компьютер заражен неизвестным вирусом, и первое, что необходимо сделать, – это обновить антивирусные базы и проверить систему.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Сканеры уязвимостей сети — обзор мирового и российского рынков

Сканеры уязвимостей (или сканеры защищённости) давно стали обязательными инструментами специалистов по информационной безопасности. На сегодняшний день на рынке представлено значительное количество таких продуктов как российского, так и зарубежного производства. Попробуем разобраться в этом многообразии и сделать выводы.

 

 

 

 

 

  1. Введение
  2. Для чего нужны сканеры уязвимостей
  3. Мировой рынок сканеров уязвимостей
  4. Российский рынок сканеров уязвимостей
  5. Обзор отечественных сканеров уязвимостей
    1. 5.1. MaxPatrol 8
    2. 5.2. RedCheck
    3. 5.3. ScanOVAL
    4. 5.4. XSpider
    5. 5.5. «Ревизор сети»
    6. 5.6. «Сканер-ВС»
  6. Обзор зарубежных сканеров уязвимостей
    1. 6.1. F-Secure Radar
    2. 6.2. GFI LanGuard
    3. 6.3. Nessus Professional
    4. 6.4. Nexpose Vulnerability Scanner
    5. 6.5. Qualys Vulnerability Management
    6. 6.6. Tenable.io
    7. 6.7. Tripwire IP360
    8. 6.8. Vulnerability Control
  7. Обзор сканеров уязвимостей с открытым исходным кодом
    1. 7.1. Nikto
    2. 7.2. OpenVAS
  8. Выводы

Введение

Наличие уязвимостей в информационных системах, узлах инфраструктуры или элементах комплекса защиты информации является большой проблемой для подразделений ИТ и ИБ. Конечно, поиском брешей можно заниматься вручную, но это будет крайне трудозатратный процесс, который займёт много времени при высокой вероятности что-нибудь не заметить.

Поэтому лучше всего использовать автоматические средства для поиска уязвимостей и слабых мест в информационной инфраструктуре предприятия, такие как сканеры защищённости или сканеры уязвимостей. В настоящее время инструменты подобного класса позволяют решать задачи широкого профиля. Это — и сканирование сети, и перебор паролей, и поиск неустановленных патчей и небезопасных версий ПО, и обнаружение паролей и учётных записей, установленных по умолчанию, и поиск открытых портов и запущенных небезопасных служб, а также отслеживание других элементов, которые потенциально несут угрозу информационной безопасности. Также данные инструменты поддерживают большое количество операционных систем, средств защиты информации, сетевого оборудования и прочих объектов, чтобы максимально охватить инфраструктуру предприятия.

В настоящее время на рынке информационной безопасности представлено большое количество сканеров уязвимостей, представляющих собой как российские, так и зарубежные разработки. Также есть как коммерческие версии, так и бесплатные. Ранее мы уже вскользь касались этой темы в разных статьях, например «GFI LanGuard — виртуальный консультант по безопасности» или «Обзор продуктов Tenable для анализа защищённости корпоративной инфраструктуры».

Для чего нужны сканеры уязвимостей

Применение сканеров уязвимостей позволяет решать различные задачи. Такие инструменты используют не только для самостоятельной проверки на наличие брешей в инфраструктуре предприятия, но и для выполнения требований регуляторов — PCI SSC, ФСТЭК России и т. д.

Функциональность сканера уязвимостей даёт, например, возможность провести инвентаризацию ИТ-ресурсов и определить, какие приложения и какой версии установлены на рабочих станциях и серверах. При этом сканер покажет, какое ПО имеет уязвимости, и предложит установить патч, обновить версию или остановить те или иные службы и отключить протоколы, если они представляют собой угрозу информационной безопасности. Если присутствуют ошибки в скриптах, это будет также обнаружено сканером.

Также можно провести сканирование сети, составить её карту и определить, какие именно сетевые устройства в инфраструктуре предприятия используются. Будут также определены все поддомены. Сразу же можно выявить открытые порты, запущенные сетевые сервисы, которые представляют угрозу для безопасности. На сетевых устройствах будет произведён поиск уязвимостей, которые можно будет закрыть установкой патчей, обновлением или изменением конфигураций.

Кроме того, сканер позволяет проверить на стойкость используемые пароли на сервисах с доступной авторизацией, при этом будут выявлены пароли, установленные по умолчанию. Будет произведён и брутфорс (полный перебор возможных вариантов) с использованием актуальной базы паролей.

Сканеры уязвимостей позволяют также сканировать средства защиты информации и определять, когда можно установить новые патчи, обновить программное обеспечение, изменить конфигурацию и настройки, а также проверить актуальность баз сигнатур.

Современные сканеры уязвимостей поддерживают практически все современные операционные системы, как серверные, так и пользовательские. Также всё большую популярность начинают набирать облачные решения такого рода.

По результатам проверки все сканеры позволяют сформировать отчёты различного формата и назначения, где будет отображена вся картина по уязвимостям в инфраструктуре, а также даны рекомендации по их устранению. Каждой уязвимости будет сопоставлен номер из баз CVE (Common Vulnerabilities and Exposures), NVD (National Vulnerability Database) или Банка данных угроз безопасности информации (БДУ) ФСТЭК России. Некоторые из инструментов позволяют делать отчёты для предоставления руководству.

Мировой рынок сканеров уязвимостей

Мировой рынок сканеров уязвимостей (Vulnerability Management / Assessment) активно развивается. Данные инструменты стали полноценными системами для управления уязвимостями, которые можно вести как проекты. В свою очередь проекты по отслеживанию уязвимостей превращаются в процессы, в которых участвуют представители различных подразделений. Также производители сканеров предлагают интеграцию с системами управления рисками или патч-менеджмента, платформами по управлению инцидентами (Incident Response Platform), процессами безопасной разработки (Security Development), не говоря уже о SIEM.

Ещё одной важной особенностью является использование сканеров для соответствия требованиям PCI DSS. Некоторые вендоры, например Tenable, Qualys или Rapid7, являются разрешёнными поставщиками услуг сканирования (ASV) PCI SSC.

Также стоит отметить, что в последние годы наметилась явная тенденция к использованию облачных сканеров уязвимостей. Для некоторых заказчиков данный вариант становится предпочтительным, поскольку исчезает необходимость выделять ресурсы под размещение сканера в своей инфраструктуре.

Производители предлагают как коммерческие версии своих продуктов, так и бесплатные. Последние обычно предоставляются с сильно ограниченными функциональными возможностями и в виде облачного сервиса.

Исследовательская компания IDC провела анализ рынка систем управления уязвимостями за 2019 год и опубликовала свои выводы в материале «Worldwide Device Vulnerability Management Market Shares, 2019: Finding the Transitional Elements Between Device Assessment Scanning and Risk-Based Remediation». На диаграмме (рис. 1) из этой статьи можно увидеть распределение долей мирового рынка среди различных производителей. 

 

Рисунок 1. Рынок управления уязвимостями устройств в 2019 году

 

По результатам исследования, проведённого компанией GeoActive Group, объём рынка Vulnerability Management / Assessment достигнет 2,1 млрд долларов в 2020 году.

Согласно аналитическому отчёту Gartner «Market Guide for Vulnerability Assessment», тремя доминирующими вендорами по разработке сканеров безопасности являются Tenable (около 30 000 заказчиков), Qualys (около 16 000 заказчиков) и Rapid7 (чуть больше 9 000 заказчиков). На этих игроков приходится большая часть прибыли в отрасли. В том же отчёте было отмечено, что среди заметных вендоров на этом рынке также присутствуют F-Secure, Positive Technologies, Tripwire и Greenbone Networks. 

Ещё одним разработчиком, на наш взгляд заслуживающим внимания, является GFI Languard, один из лидеров сегмента малого и среднего бизнеса, в том числе на российском рынке. 

В данном обзоре мы рассмотрим следующие продукты вендоров, представляющих мировой рынок сканеров уязвимостей:

  • Nessus (Tenable).
  • Qualys Vulnerability Management (Qualys).
  • F-Secure Radar (F-Secure).
  • Rapid7 Nexpose (Rapid7).
  • IP360 (Tripwire).
  • Tenable.io (Tenable).
  • GFI Languard (GFI Software).

Российский рынок сканеров уязвимостей

В отличие от мирового основной особенностью российского рынка сканеров уязвимостей является соответствие требованиям регуляторов: ряд нормативных актов в области информационной безопасности (приказы ФСТЭК России № 17, № 21, № 239, № 31, постановление Правительства РФ № 79 и т. д.) предписывают заказчикам обязательно иметь сканер уязвимостей, а сам продукт должен обладать сертификатом по требованиям безопасности ФСТЭК России. Некоторые сканеры уязвимостей позволяют проводить проверки на соответствие требованиям PCI DSS и других зарубежных нормативных актов.

Также стоит отметить, что российские производители предлагают свои продукты в основном в локальном исполнении (on-premise) для установки в инфраструктуре заказчика. Все отечественные вендоры поставляют только коммерческие версии своих продуктов, за исключением сканера ScanOVAL, который является «детищем» ФСТЭК России.

Наиболее заметными на российском рынке сканеров являются следующие продукты:

  • MaxPatrol 8 (Positive Technologies).
  • RedCheck («АЛТЭКС-СОФТ»).
  • ScanOVAL (ФСТЭК России).
  • XSpider (Positive Technologies).
  • «Ревизор сети» («ЦБИ-сервис»).
  • «Сканер-ВС» (НПО «Эшелон»).

Обзор отечественных сканеров уязвимостей

 

 

MaxPatrol 8

Система контроля защищённости и соответствия стандартам MaxPatrol 8 — продукт корпоративного класса (enterprise) с внушительными функциональными возможностями для крупных заказчиков с неограниченно большим количеством узлов в сетевой инфраструктуре. 

Сканер проводит комплексный анализ на наличие уязвимостей в сложных системах, включая платформы Windows, Linux, Unix, сетевое оборудование Cisco, Juniper, Huawei, Check Point, системы виртуализации Hyper-V, VMware, веб-серверы Microsoft IIS, Apache HTTP Server, Nginx, серверы веб-приложений IBM WebSphere, Oracle WebLogic, Apache Tomcat, а также ERP-системы SAP и 1C.

MaxPatrol 8 анализирует безопасность веб-приложений и позволяет обнаружить большинство уязвимостей в них: внедрение SQL-кода, межсайтовое выполнение сценариев (XSS), запуск произвольных программ.

Сканер проверяет СУБД, такие как Microsoft SQL, Oracle, PostgreSQL, MySQL, MongoDB, Elastic. MaxPatrol 8 также анализирует сетевые настройки, парольную политику (включая поиск паролей по умолчанию), права и привилегии пользователей, позволяет управлять обновлениями.

 

Рисунок 2. Окно настройки задач по сканированию в MaxPatrol 8

 

Кроме того, продукт проверяет инфраструктуру на соответствие техническим стандартам безопасности CIS, SAP и VMware, предписаниям PCI DSS и ISO/IEC 27001, собственным стандартам Positive Technologies.

MaxPatrol 8 имеет действующий сертификат соответствия требованиям безопасности ФСТЭК России (№ 2922 до 08.07.2024).

Более подробно о продукте можно узнать в посвящённом ему разделе сайта производителя.

 

 

RedCheck

Сканер уязвимостей RedCheck от вендора «АЛТЭКС-СОФТ» предлагает комплексный подход к анализу защищённости инфраструктуры предприятия. Данный продукт обладает следующими характерными особенностями:

  • Обнаружение узлов сети и сканирование на предмет уязвимостей операционных систем, общесистемного и прикладного ПО. Обеспечивается поддержка таких платформ, как клиентские и серверные редакции ОС Microsoft Windows (за исключением «Домашних») и системы семейства Linux (Red Hat, SUSE, Debian, Ubuntu, CentOS, Astra Linux, Alt Linux, ROSA, «РедОС» и другие), а также сетевого оборудования — Cisco, Huawei, Check Point — и множества различных прикладных программ.
  • Выявление уязвимостей и слабых конфигураций в серверах приложений и веб-серверах.
  • Контроль конфигураций и оценка соответствия политикам и стандартам безопасности.
  • Сканирование в режиме «Пентест», сетевые проверки и сканирование портов.
  • Проведение аудита парольной политики и подбор паролей.
  • Аудит защищённости СУБД (Microsoft SQL Server, Oracle Database, MySQL, PostgreSQL).
  • Выявление уязвимостей в средствах виртуализации Microsoft Hyper-V, VMware ESXi / vCenter, VMware NSX.
  • Инвентаризация сети для получения детальной информации об аппаратных и программных средствах.
  • Контроль целостности с выбором алгоритма контрольного суммирования.
  • Контроль изменений в системе.
  • Управление обновлениями для общесистемного ПО.
  • Аудит SCADA-систем.

Рисунок 3. Схема работы сканера защищённости RedCheck

 

Ещё одной ключевой особенностью сканера RedCheck является его работа с унифицированным SCAP-контентом (обновления, уязвимости, конфигурации, политики безопасности), получаемым из собственного репозитория OVALdb. Это — один из крупнейших международных банков контента по безопасности, позволяющий формировать оценку защищённости информационных систем.

Также RedCheck имеет API-модуль для интеграции с различными системами управления ИБ, включая HP ArcSight, Splunk, MaxPatrol SIEM, NeuroDAT SIEM, R-Vision IRP, ePlat4m Security GRC.

Сканер представлен в нескольких редакциях, включая вариант «Enterprise». Модульная компоновка позволяет масштабировать систему и использовать её в территориально распределённых сетях и ЦОД.

RedCheck имеет сертификат соответствия требованиям безопасности ФСТЭК России (№ 3172 до 23.06.2020), который на момент публикации находится на продлении. Техническая поддержка оказывается до 23.06.2025.

Больше сведений о данном сканере можно найти на сайте RedCheck.

 

 

ScanOVAL

Программное средство ScanOVAL, разработанное по инициативе ФСТЭК России и при непосредственном участии «АЛТЭКС-СОФТ», предназначено для автоматизированного обнаружения уязвимостей в программном обеспечении на узлах (рабочих станциях и серверах), функционирующих под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows (клиентских — 7 / 8 / 8.1 / 10 — или серверных: 2008 / 2008 R2 / 2012 / 2012 R2 / 2016).

Была выпущена и версия сканера ScanOVAL для Linux, позволяющая проводить сканирование и поиск уязвимостей в ОС Astra Linux 1.6 SE, а также проверку общесистемного и прикладного ПО, входящего в состав этого дистрибутива.

 

Рисунок 4. Окно со списком обнаруженных уязвимостей в ScanOVAL для Linux

 

Обе версии сканера осуществляют анализ защищённости ОС и прикладного ПО на наличие уязвимостей, сведения о которых содержатся в Банке данных угроз безопасности информации ФСТЭК России и бюллетенях разработчиков.

Выявление уязвимостей производится следующим образом: состояние системных параметров сканируемого программного обеспечения (системного и прикладного) сравнивается с базой уязвимостей, представленной в виде описаний, которые разработаны в соответствии со спецификацией OVAL. Сканер позволяет выявлять одиночные и множественные бреши.

Полная информация об этом сканере размещена в соответствующем разделе сайта ФСТЭК России.

 

 

XSpider

Сканер защищённости XSpider компании Positive Technologies впервые появился на рынке ещё в 2002 году — причём в это же время была основана сама компания.

XSpider предназначен для компаний с количеством узлов до 10 000. Он позволяет сканировать сеть на наличие уязвимостей (в том числе в сервисах SMB, RDP, HTTP, SNMP, FTP, SSH), проводить тесты на проникновение, проверять веб-приложения сторонней и внутренней разработки на возможность внедрения SQL-кода, запуска произвольных программ, получения файлов, межсайтового выполнения сценариев (XSS), расщепления HTTP-ответов. Задачи по проверке парольной политики также решаются XSpider, при этом будет задействован брутфорс с использованием базы паролей, которые наиболее распространены или применяются по умолчанию.

Ещё данный сканер может проводить инвентаризацию узлов сети (с получением базовой информации о системах), выявлять открытые порты TCP / UDP, идентифицировать серверные приложения.

 

Рисунок 5. Окно с установкой параметров сканирования в XSpider

 

XSpider способен обнаруживать уязвимости из БДУ ФСТЭК России, CVE, OWASP Top 10, а также собственной базы данных Positive Technologies.

Продукт имеет действующий сертификат соответствия требованиям ФСТЭК России (№ 3247 до 24.10.2025).

Более подробно об этом сканере можно узнать в посвящённом ему разделе сайта производителя.

 

 

«Ревизор сети»

Сканер уязвимостей «Ревизор сети 3.0», разработанный ООО «Профиль Защиты», позволяет осуществлять тестирование сетевых устройств и операционных систем семейств Windows и Linux, поддерживающих стек протоколов TCP/IP.

«Ревизор сети» способен искать уязвимости, включённые в Банк данных угроз безопасности информации ФСТЭК России, в операционных системах семейств Windows и Linux. Также данный сканер осуществляет поиск брешей, содержащихся в международных базах cve.mitre.org, ovaldb.altx-soft.ru, microsoft.com и других.

Кроме того, «Ревизор сети» может импортировать в состав своих отчётов результаты, полученные при использовании сетевого сканера Nmap в части определения типов операционных систем и выявления сетевых сервисов на открытых TCP- и UDP-портах.

Основными особенностями «Ревизора сети» являются:

  • проверки уязвимостей ОС семейств Windows и Linux, СУБД, средств виртуализации, общесистемного и прикладного ПО с использованием регулярно обновляемых баз данных;
  • проверка наличия неустановленных обновлений ОС семейства Windows;
  • проверки учётных записей для узлов сети, подбор паролей;
  • определение открытых TCP- и UDP-портов на узлах проверяемой сети с верификацией сервисов, поиск уязвимостей;
  • определение NetBIOS- и DNS-имён проверяемых узлов сети;
  • проверки наличия и доступности общих сетевых ресурсов на узлах сети;
  • сбор дополнительной информации об ОС семейства Windows.

Рисунок 6. Окно для просмотра задач сканирования в «Ревизоре сети 3.0»

 

«Ревизор сети 3.0» поддерживает установку на следующие операционные системы производства Microsoft: Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7, Windows Server 2008 R2, Windows 8, Windows Server 2012, Windows 8.1, Windows Server 2012 R2, Windows 10, Windows Server 2016.

Сканер уязвимости «Ревизор сети» версии 3.0 имеет сертификат соответствия требованиям ФСТЭК России № 3413, действительный до 2 июня 2023 г.

С более подробной информацией о сканере можно ознакомиться на странице разработчика.

 

 

«Сканер-ВС»

Продукт «Сканер-ВС» является разработкой НПО «Эшелон» и представляет собой систему комплексного анализа защищённости, позволяющую обеспечить выявление уязвимостей в ИТ-инфраструктуре организаций любого масштаба. Также данный сканер может проводить тесты на проникновение и осуществлять анализ конфигурации различных узлов. «Сканер-ВС» включает в себя базу, содержащую более 64 000 проверок, которая обновляется еженедельно. Обеспечивается полная совместимость с БДУ ФСТЭК России.

 

Рисунок 7. Главное меню системы «Сканер-ВС»

 

Помимо этого можно отметить наличие следующих возможностей:

  • Инвентаризация ресурсов сети.
  • Сканирование на наличие уязвимостей как с учётной записью администратора, так и без неё.
  • Сетевой и локальный анализ стойкости паролей.
  • Поиск подходящих эксплойтов на основе собранной информации об узле.
  • Перехват и анализ сетевого трафика, а также реализация атак типа MitM (Man in the Middle, «внедрённый посредник»).
  • Анализ беспроводных сетей.
  • Проверка обновлений ОС Windows — аудит установленных обновлений для ОС Windows 7, 8.1, 10, Server 2012, 2012 R2 и 2016.
  • Аудит настроек комплекса средств защиты ОС Astra Linux Special Edition.
  • Создание отчёта с техническими рекомендациями по устранению обнаруженных уязвимостей.

Из дополнительных функций можно отметить поиск остаточной информации, гарантированную очистку путём многократного затирания файлов по стандартам ГОСТ, BSI, FIPS, DoD. Также «Сканер-ВС» предлагает проведение контроля целостности — подсчёт контрольных сумм заданных папок и файлов по 13 алгоритмам.

Из дополнительных функций можно отметить поиск остаточной информации, гарантированную очистку путём многократного затирания файлов по стандартам ГОСТ, BSI, FIPS, DoD. Также «Сканер-ВС» предлагает проведение контроля целостности — подсчёт контрольных сумм заданных папок и файлов по 13 алгоритмам.

«Сканер-ВС» имеет действующие сертификаты соответствия от ФСТЭК России (№ 2204) и Минобороны России (№3872).

Больше информации о данном сканере размещено на сайте данного продукта.

Обзор зарубежных сканеров уязвимостей

 

 

F-Secure Radar

Этот сканер уязвимостей является продуктом компании F-Secure, которая активно работает на рынке антивирусов. Radar — облачное решение, для полноценной работы которого необходима установка агентов. На данный момент поддерживается совместимость с ОС семейств Windows и Linux.

F-Secure Radar представляет собой не только сканер уязвимостей, но и платформу для управления уязвимостями и активами. Он обладает возможностями по обнаружению ИТ-активов, их инвентаризации и идентификации. Также доступны инструменты для подготовки отчётов о рисках и о соблюдении требований — например, соответствии предписаниям PCI и GDPR.

 

Рисунок 8. Окно центра управления в F-Secure Radar

 

Помимо этого Radar предлагает следующие возможности:

  • Централизованное управление уязвимостями, оповещениями по безопасности и расследованием инцидентов.
  • Обнаружение фактов незаконного использования товарного знака и попыток мошенничества под фирменным наименованием от третьих лиц.
  • Предотвращение атак с помощью выявления неправильной настройки программного обеспечения в службах, операционных системах и сетевых устройствах.
  • Инвентаризация приложений на узлах сети.
  • Отслеживание всех изменений в ИТ-инфраструктуре.

Больше информации о данном сканере размещено на сайте разработчика.

 

 

GFI LanGuard

Сетевой сканер безопасности GFI LanGuard от GFI Software позволяет сканировать сеть предприятия для обнаружения, выявления и устранения уязвимостей.

В том числе производится сканирование портов. Несколько готовых профилей позволяют проверить все порты или только те, которые обычно используются нежелательными и вредоносными программами. GFI LanGuard обеспечивает возможность сканировать несколько узлов одновременно, экономя тем самым время, и проводить анализ того, какое ПО какие порты использует.

GFI LanGuard может также выполнять проверку наличия последних обновлений и патчей на узлах сети. Сканер анализирует не только саму ОС, но и популярное ПО, уязвимости которого обычно используются для взлома: Adobe Acrobat / Reader, Flash Player, Skype, Outlook, браузеры, мессенджеры и т. д.

 

Рисунок 9. Окно мониторинга уязвимостей в GFI LanGuard

 

LanGuard проводит каждое сканирование после обновления данных об уязвимостях. Источниками информации об угрозах являются сами вендоры ПО, а также хорошо зарекомендовавшие себя списки SANS и OVAL.

Обеспечивается поддержка всех популярных ОС для рабочих станций и серверов (Windows, macOS, дистрибутивы Linux и Unix), а также iOS и Android для смартфонов. GFI LanGuard позволяет установить отдельные пары «логин-пароль» для доступа, а также файл ключа для связи по SSH.

LanGuard способен создавать отчёты в соответствии с требованиями PCI DSS, HIPAA, SOX, GLB / GLBA и PSN CoCo. Также можно добавлять собственные шаблоны в планировщик.

Больше сведений о GFI LanGuard можно почерпнуть на сайте разработчика.

 

 

Nessus Professional

Компания Tenable — известный разработчик целой серии продуктов для поиска уязвимостей и управления ими. Одним из таких продуктов является сканер уязвимостей Nessus, который уже давно приобрёл хорошую репутацию на рынке.

Nessus Professional предназначен для автоматического поиска известных уязвимостей и ошибок в защите информационных систем. Сканер способен обнаруживать наиболее часто встречающиеся виды брешей и проблем безопасности. Отметим следующие сценарии:

  • Поиск и выявление уязвимых версий служб или доменов.
  • Обнаружение уязвимостей в различных ИТ-активах, включая сетевые устройства (например, Cisco, Juniper, HP, F5 и SonicWall), MDM-платформы MobileIron и VMware AirWatch, операционные системы (Windows, macOS, Linux) и различные приложения — от небольших утилит для обновления драйверов до сложных офисных пакетов.
  • Обнаружение ошибок в конфигурациях.
  • Аудит парольной политики, выявление паролей по умолчанию, пустых или слабых паролей.

Рисунок 10. Окно для выбора различных вариантов сканирования в Nessus

 

Nessus Professional характеризуется следующими особенностями:

  • Предварительно настроенные шаблоны сканирования (450 шаблонов, в том числе для выполнения требований различных стандартов по безопасности).
  • Группировка обнаруженных уязвимостей по приоритетам.
  • Широкие возможности по работе с отчётами и архивными данными.
  • Высокоскоростное сканирование с минимальным количеством ложных срабатываний.
  • Возможность выявления около 60 000 уязвимостей, которым присвоены идентификаторы CVE ID, а также множества других.

Больше информации о Nessus размещено на сайте разработчика.

 

 

Nexpose Vulnerability Scanner

Nexpose Vulnerability Scanner от Rapid7 предлагается в исполнении «on-premise» для локальной установки на территории заказчика. Облачная версия доступна в редакции Rapid7 InsightVM, предлагающей расширенные функциональные возможности за ту же стоимость.

Данный продукт вычисляет показатель реального риска по шкале от 1 до 1000, где оценка CVSS является лишь одной из составляющих, что даёт более полезную информацию. При этом учитываются такие параметры, как значимость узла, срок уязвимости, наличие общедоступных эксплойтов / готовых вредоносных объектов и др. Nexpose предоставляет контекстную бизнес-аналитику, акцентируя внимание на самых значимых рисках для бизнеса, посредством автоматизированной классификации активов и рисков.

Отметим следующие возможности Nexpose:

  • Применение различных стратегий с адаптацией под различные задачи и инфраструктуру.
  • Интеграция с DHCP Service, VMware и AWS / Azure для понимания динамики среды и обнаружения новых устройств и уязвимостей.
  • Доступ к данным из Project Sonar для выявления компонентов инфраструктуры, наиболее подверженных распространённым уязвимостям.
  • Создание динамических групп активов с более чем 50 фильтрами.
  • Выявление более чем 75 000 уязвимостей.
  • Широкий выбор готовых шаблонов отчётов и возможность создания собственных шаблонов с необходимыми параметрами (включая таблицы, диаграммы, сравнения) с большими возможностями импорта.

Функция Adaptive Security позволяет автоматически обнаруживать и оценивать новые устройства и уязвимости в режиме реального времени. В сочетании с подключениями к VMware и AWS, а также интеграцией с исследовательским проектом Sonar сканер Nexpose обеспечивает постоянный мониторинг изменяющейся среды в ИТ-инфраструктуре.

Также Nexpose позволяет проводить аудит политик и конфигураций. Сканер анализирует политики на соответствие требованиям и рекомендациям популярных стандартов. Отчёты об уязвимостях содержат пошаговые инструкции о том, какие действия следует предпринять, чтобы устранить бреши и повысить уровень безопасности.

 

Рисунок 11. Окно мониторинга в Nexpose Vulnerability Scanner

 

Nexpose предлагает большие возможности по интеграции, в том числе двусторонней, с инструментом для проведения пентестов Metasploit, а также с другими технологиями и системами безопасности, в том числе посредством OpenAPI: SIEM, межсетевыми экранами, системами управления патчами или системами сервисных запросов (тикетов), комплексами технической поддержки (service desk) и т. д.

Помимо этого Nexpose позволяет решать задачи по соответствию требованиям различных стандартов, в частности — PCI DSS, NERC CIP, FISMA (USGCB / FDCC), HIPAA / HITECH, Top 20 CSC, DISA STIGS, а также стандартов CIS по оценке рисков.

Полная информация о данном сканере расположена на сайте разработчика.

 

 

Qualys Vulnerability Management

Особенностью продукта Qualys является разделение процессов сбора и обработки информации:

  • информация по уязвимостям собирается либо с помощью сканера (безагентно), который может быть выполнен в виртуальном или «железном» формате, либо с помощью облачных агентов;
  • обработка и корреляция информации, поступающей с сенсоров, происходит в облаке Qualys. Таким образом не нагружается локальная инфраструктура и существенно упрощается работа с данными, которые отображаются в интерфейсе в консолидированном и нормализованном виде.

Отдельно стоит отметить, что крупным заказчикам доступна возможность развёртывания облака Qualys в локальной сети.

Облачные агенты Qualys обеспечивают непрерывный сбор данных и их передачу на облачную платформу, которая является своего рода аналитическим центром, где информация коррелируется и распределяется по приоритетам для обеспечения видимости всего того, что происходит на конечных точках и в сети компании, в режиме реального времени.

 

Рисунок 12. Окно мониторинга уязвимостей и ИТ-активов в Qualys Vulnerability Management

 

Также заслуживают упоминания следующие возможности платформы:

  • Инвентаризация всей ИТ-инфраструктуры, включая обнаружение и классификацию активов, проверку типа лицензий ПО (коммерческие / с открытым исходным кодом) и цикла поддержки (End of Life / End of Support).
  • Поиск уязвимостей и критических ошибок в конфигурациях в соответствии с критериями CIS, VMware, Microsoft, Qualys, NIST, DISA по активам с возможностью исправления конфигураций.
  • Автоматическая приоритизация угроз на основе информации о реальных атаках злоумышленников, а также данных киберразведки (Threat Intelligence).
  • Инвентаризация цифровых сертификатов SSL / TLS.
  • Соблюдение требований PCI DSS.
  • Защита конечных узлов от атак с возможностью расследования инцидентов и поиска следов компрометации (EDR).
  • Мониторинг целостности файлов.
  • Проверка на наличие уязвимостей на протяжении всего цикла разработки.
  • Защита веб-приложений с применением виртуальных патчей.
  • Сканирование контейнеров на всех этапах.
  • Пассивное сканирование сетевого трафика и выявление аномалий.
  • Собственный патч-менеджмент для ОС и приложений.
  • Сканирование облачных аккаунтов и сред Azure, AWS, GCP.
  • Сканирование внешнего периметра из дата-центра Qualys.
  • Анализ безопасности сетей АСУ ТП.
  • Открытый документированный API для интеграции с CMDB, NAC, WAF, SIEM, Service Desk, Skybox, R-Vision и другими системами.

Больше сведений о данном сканере можно почерпнуть на сайте производителя.

 

 

Tenable.io

В отличие от Nessus Professional другой продукт того же вендора — Tenable.io — имеет только облачное исполнение. В части функциональных возможностей есть сходство с Nessus. Тем не менее Tenable.io вполне самодостаточен, особенно в части управления всеми данными об активах и уязвимостях. Продукт предлагает следующие возможности:

  • Получение оперативных данных об ИТ-активах за счёт сканирования, использования агентов, пассивного мониторинга, облачных коннекторов и интеграции с базами данных управления конфигурациями (CMDB).
  • Комбинирование сведений об уязвимостях с киберразведкой (Threat Intelligence) и исследованием данных (Data Science) для более простой оценки рисков и понимания того, какие уязвимости следует исправлять в первую очередь.
  • Группировка обнаруженных уязвимостей по приоритетам.
  • Широкие возможности по работе с отчётами и архивными данными.
  • Высокоскоростное сканирование с минимальным количеством ложных срабатываний.
  • База Tenable.io содержит данные о порядка 60 000 уязвимостей.

В лицензию Tenable.io также входит безлимитное количество сканеров Nessus Professional.

 

Рисунок 13. Окно мониторинга уязвимостей в Tenable.io

 

Образно говоря, Tenable.io представляет собой разноплановый набор сенсоров, который автоматически собирает и анализирует данные о безопасности и уязвимостях, тем самым показывая полную информацию об атаке для любого актива на любой вычислительной платформе.

Также в компании Tenable есть несколько смежных продуктов, построенных на платформе Tenable.io, например специализированный инструмент для проведения сканирования в соответствии с требованиями PCI DSS, сканер для обнаружения уязвимостей в контейнерах, средство проверки веб-приложений и сервисов.

Ранее мы уже рассматривали разработки этого вендора в статье «Обзор продуктов Tenable для анализа защищённости корпоративной инфраструктуры». Также полная информация о данном сканере размещена на сайте разработчика.

 

 

Tripwire IP360

Tripwire IP360 позиционируется как продукт корпоративного уровня («enterprise») для управления уязвимостями и рисками. Сканер построен на модульной архитектуре, что позволяет легко масштабировать данную систему. Возможна поставка версий для локального (on-premise), облачного или гибридного развёртывания. Также IP360 позволяет размещать на узлах агенты для более эффективного мониторинга сети и выявления уязвимостей.

Помимо этого сканер обладает следующими возможностями:

  • Проведение инвентаризации в сети для выявления и идентификации всех ИТ-активов, включая локальные, облачные и контейнерные.
  • Отслеживание изменений в активах.
  • Ранжирование уязвимостей на основе их степени воздействия и возраста.
  • Управление временем запуска сканирования через планировщик.
  • Аудит безопасности в контейнерных средах с поддержкой инструментальных средств DevOps.
  • Централизованное управление через веб-интерфейс для администрирования, настройки, получения отчётов, распоряжения задачами.

Рисунок 14. Окно процесса сканирования в IP360

 

IP360 поставляется в виде программного или аппаратного обеспечения, причём для увеличения производительности и надёжности работы системы возможна её установка в кластере. Сканер также доступен на торговых площадках AWS и Azurе.

Tripwire IP360 предоставляет возможности интеграции со сторонними системами, такими как комплексы технической поддержки (helpdesk / service desk), решения по управлению активами, SIEM, IDS / IPS и другие средства обеспечения информационной безопасности, посредством API-модуля.

Больше сведений о Tripwire IP360 можно получить на сайте разработчика.

 

 

Vulnerability Control

Система Skybox Vulnerability Control позволяет автоматизировать различные процессы управления уязвимостями на единой платформе. Продукт способен собирать данные из различных систем с учётом особенностей сети и выявлять наиболее опасные угрозы.

Vulnerability Control обладает следующими возможностями:

Анализ данных из систем инвентаризации и патч-менеджмента, а также ряда других позволяет собирать сведения в недоступных для сканирования областях.

Получение сведений об уязвимостях из различных источников, таких как сетевые устройства, IPS / IDS, публичные и частные облака (Amazon Web Services, Microsoft Azure, Cisco ACI и VMware NSX), средства безопасности конечных точек (EDR), комплексы патч-менеджмента, системы управления конфигурацией баз данных (CMDB), сканеры уязвимостей и приложений, веб-сканеры.

Проведение имитации атак на динамической модели сети для выявления уязвимостей, которые доступны для эксплуатации на критически важных активах. Также это позволяет понять эффективность текущих настроек компонентов сети.

Функция моделирования сети позволяет определять альтернативные методы борьбы с угрозами, включая изменения правил доступа или сигнатур систем предотвращения вторжений (IPS).

Использование скоринговой модели, учитывающей различные критерии (уязвимости, активы, бизнес-сегменты), в том числе уникальные параметры и атрибуты, применяемые в конкретной инфраструктуре.

Выявление очерёдности установки патчей и других компенсирующих мер по устранению уязвимостей на основе уровня угроз и ранжирования их по степени опасности.

 

Рисунок 15. Окно с информацией об уязвимостях в Skybox Vulnerability Control

 

Vulnerability Control реализует гибкий подход к анализу уязвимостей, позволяющий лучше понять возможные последствия. Помимо основных данных собираются разнообразные дополнительные сведения: настройки и условия использования ОС и других приложений, материалы из национальной базы данных уязвимостей США (NVD), CVSS, бюллетени поставщиков, итоги анализа брешей и рисков из других источников (IBM X-Force, прочие сканеры уязвимостей и т. д.), история изменений уязвимости в зависимости от степени серьёзности, эксплуатации, доступных патчей, обновлений и т. д.

Skybox Vulnerability Control может интегрироваться с более чем 140 различными ИТ- и ИБ-системами, такими как инструменты поиска уязвимостей, сетевые устройства, ОС, средства сетевой защиты, SIEM и другие.

Более подробная информация о продукте находится на сайте разработчика.

Обзор сканеров уязвимостей с открытым исходным кодом

Помимо рынка с коммерческими проприетарными версиями продуктов есть также небольшая ниша сканеров с открытым исходным кодом (Open Source). Они являются полностью бесплатными для пользователей при соблюдении требований лицензии.

Наиболее заметными представителями данного сектора являются инструменты Nikto и OpenVAS, которые мы и рассмотрим далее.

 

 

Nikto

Сканер уязвимостей Nikto распространяется по лицензии GNU General Public License (GNU GPL). Отличительной особенностью данного инструмента является отсутствие графического интерфейса. Управление сканером осуществляется через интерфейс командной строки.

Nikto позволяет выполнять комплексное сканирование на веб-серверах, охватывая более 6700 потенциально опасных файлов и программ. Сканер проверяет устаревшие версии серверов (1250 единиц) и ищет проблемы, связанные с конкретными версиями (270 единиц), а также проверяет элементы конфигурации, такие как наличие нескольких файлов индекса или параметры HTTP-сервера, и пытается идентифицировать установленные веб-серверы и программное обеспечение. Компоненты Nikto и плагины часто обновляются; новые их версии могут устанавливаться автоматически. Также обеспечивается поддержка методов LibWhisker anti-IDS на случай проверки IDS-системы.

 

Рисунок 16. Окно с интерфейсом командной строки Nikto с результатами проверки

 

Отметим следующие возможности сканера:

  • Проверка на наличие устаревших серверных компонентов.
  • Самостоятельное создание шаблонов отчётов.
  • Сканирование нескольких портов на сервере или нескольких серверах с помощью файла ввода (input file).
  • Определение установленного программного обеспечения с помощью заголовков, значков (favicons) и файлов.
  • Возможность аутентификации хостов с помощью Basic и NTLM.
  • Поиск поддоменов.
  • Установление имён пользователей Apache и cgiwrap.
  • Проверка паролей на стойкость и выявление паролей по умолчанию.
  • Возможность интеграции с Metasploit.

Более подробная информация о Nikto находится на сайте разработчика.

 

 

OpenVAS

Этот сканер уязвимостей с открытым кодом является разработкой компании Greenbone, которая постоянно его дорабатывает и поддерживает с 2009 г. OpenVAS тоже доступен по лицензии GNU General Public License (GNU GPL).

OpenVAS позволяет осуществлять тестирование с аутентификационными данными и без них, проводить анализ различных высокоуровневых и низкоуровневых сетевых и промышленных протоколов, настройку производительности для крупномасштабного сканирования; имеется широкофункциональный внутренний язык программирования для реализации любого типа тестирования уязвимостей.

OpenVAS реализует активный мониторинг: сканирует открытые порты, посылает специальным образом сформированные пакеты для имитации атаки, получает доступ к консоли управления и выполняет там команды. Далее сканер анализирует собранные данные и делает выводы о наличии каких-либо брешей, чаще всего обусловленных наличием на узле необновлённого или небезопасно настроенного ПО.

Сканер использует большую ежедневно пополняемую базу уязвимостей (более 50 000), а также подключение к базе CVE, описывающей известные проблемы безопасности.

 

Рисунок 17. Окно со списком задач для поиска уязвимостей в OpenVAS

 

Greenbone разрабатывает OpenVAS как часть своего коммерческого семейства продуктов для управления уязвимостями Greenbone Security Manager (GSM). OpenVAS — это один из элементов более крупной архитектуры. В сочетании с дополнительными модулями с открытым исходным кодом он образует решение Greenbone Vulnerability Management.

Более подробная информация о сканере находится на сайте разработчика.

Выводы

Рассмотренные сканеры уязвимостей, как российские, так и зарубежные, обладают некоторыми сходствами — в частности, поддерживают большинство популярных операционных систем, умеют проводить инвентаризацию ИТ-ресурсов и сканирование сетевых портов, сервисов и веб-приложений, выявляют недостаточно стойкие и установленные по умолчанию пароли, ведут поиск уязвимостей с использованием баз cve.mitre.org и стандарта OVAL, решают задачи по соответствию требованиям стандарта PCI DSS, а также обеспечивают интеграцию с SIEM.

Тем не менее стоит отметить различия между зарубежными и отечественными продуктами: например, российские сканеры дополнительно обеспечивают поиск уязвимостей из Банка данных угроз безопасности информации ФСТЭК России, имеют сертификаты соответствия требованиям отечественного регулятора, позволяют проверять некоторые средства защиты и не поставляются в качестве облачного сервиса.

В свою очередь, зарубежные системы дают возможность обеспечивать защиту конечных точек за счёт использования локальных агентов и облачной платформы. Этот вариант помимо прочего позволяет лучше и оперативнее отслеживать изменения в ИТ-инфраструктуре и вовремя реагировать на новые уязвимости или атаки: ведь при такой схеме узлы сети начинают играть роль сетевых сканеров для мониторинга трафика. Также зарубежные продукты предлагают больше возможностей для интеграции со сторонними системами, такими как IDS / IPS, межсетевые экраны, средства патч-менеджмента, комплексы технической поддержки (service desk) или инструменты для пентестов.

Что касается продуктов с открытым исходным кодом, то нужно сказать, что они также предлагают достаточные для выявления уязвимостей функции, но при этом приходится мириться с не очень удобным интерфейсом и некоторыми ограничениями в части возможностей.

По итогам хочется сказать, что представленные в обзоре сканеры позволят при регулярном их использовании своевременно обнаруживать уязвимости и недостатки в безопасности ИТ-инфраструктуры. Но необходимо отметить, что данный класс средств защиты стремительно развивается и постепенно сканеры превращаются в более масштабные системы, решающие большее количество задач.

Новейшие технологии CCD — Сверхкомпактные цифровые блоки с камерой (DCU)

A Charge Coupled Device (CCD) (приборы с зарядовой связью) распознают свет, падающий на их силиконовую поверхность. Эта поверхность разделена на дискретные квадратные ячейки, каждая размером несколько микрон (например, 5.25 um). В сканере документов CCD будет включать, скажем, линейку из 5000 ячеек (пикселей). При цветном сканировании CCD включает 3 или 4 близкорасположенные параллельные линейки пикселей, причем каждая линейка покрывается своим цветовым фильтром.

Теперь рассмотрим геометрические требования для CCD-сканера. Чтобы получить сканер с оптическим разрешением 1200 dpi, производитель сканеров должен спроектировать оптическую систему, фокусирующую свет от квадратного пикселя сканируемого документа размером 1/1200″, на силиконовую поверхность пикселя CCD размером 5.25 um, что соответствует уменьшению 12:1. Это производится с помощью увеличивающих линз и, возможно, зеркал для реализации оптического пути в пространстве приемлемого размера. Использование таких линз и зеркал приводит к некоторому геометрическому искажению и несколько ухудшает фокусировку, что в свою очередь влияет на геометрическую точность и разрешающую способность. Величина искажения определяется параметрами линз и зеркал. Меньшее искажение связано с увеличением затрат на производство этих основных компонент.

Производитель CCD-сканера должен также спроектировать осветительную систему, как правило, из одной или двух флуоресцентных трубок. Поскольку производитель контролирует освещение, он способен определенным образом обрабатывать выходной сигнал от CCD с целью оптимизации цветовой гаммы и динамического диапазона CCD-сканера. Состав цвета определяется путем применения производителем сканеров “белого” света в сочетании с цветными фильтрами внутри CCD, которые выбирает производитель CCD.

Использование флуоресцентных трубок означает наличие определенного времени прогрева в течение которого уровень освещения стабилизируется.

Компоненты компьютерной томографии

— RadTechOnDuty

Компоненты КТ сканера

КТ-сканеры состоят из множества различных соединенных частей, причем в процессе создания изображения задействовано множество различных компонентов. Что еще более сложно, разные производители компьютерной томографии часто изменяют конструкцию различных компонентов. Чтобы понять основные функции каждого компонента и некоторые из основных вариантов их конструкции. В широком смысле все марки и модели сканеров компьютерной томографии схожи в том, что они состоят из сканирующего гентри, генератора рентгеновских лучей, компьютерной системы, пульта оператора или пульта управления и смотрового пульта врача.Хотя видеосъемка с бумажных копий в значительной степени была заменена просмотром на рабочих станциях и электронным архивированием, большинство систем компьютерной томографии все еще включает в себя лазерный принтер для передачи изображений компьютерной томографии на пленку.
Упрощенный 3 сегмента обработки изображений
  • Сбор данных — получение данных
  • Реконструкция изображения — использовать данные
  • Отображение изображения — Отображение данных

Данные собираются, когда рентгеновский луч проходит через пациента и попадает в детектор, и записываются. Основными компонентами, задействованными на этом этапе создания изображения, являются гентри и стол пациента.
Гентри и стол пациента являются основными компонентами системы
компьютерной томографии. (Любезно предоставлено Siemens AG.)

Портал


Портал — это часть компьютерного томографа в форме бублика или кольца. В нем находятся многие компоненты, необходимые для получения и обнаружения рентгеновских лучей. Эти компоненты установлены на вращающейся раме сканирования.
Портал содержит многие компоненты
, необходимые для получения и обнаружения рентгеновских лучей.Крышка портала на
снята в этой конфигурации сканера третьего поколения, чтобы
показать компоненты, необходимые для сбора данных, включая
рентгеновскую трубку и матрицу детекторов. Изображение любезно предоставлено
Siemens AG.

Компоненты гентри установлены на вращающейся раме сканирования. Порталы различаются как по общему размеру, так и по диаметру проема или проема. Размер диафрагмы обычно составляет от 70 до 90 см. Портал спроектирован таким образом, чтобы его можно было наклонять вперед или назад по мере необходимости, чтобы приспособиться к различным пациентам и протоколам обследования.Наклон портала варьируется в зависимости от системы, но обычно от 15 до 30 градусов. Портал также включает в себя лазерный луч, который используется для позиционирования пациента внутри сканера. Панели управления, расположенные по обе стороны от проема гентри, позволяют технологу-радиологу контролировать выравнивающие огни, наклон гентри и движение стола. В большинстве сканеров этими функциями также можно управлять с консоли оператора. На гентри установлен микрофон, позволяющий общаться между пациентом и радиологом на протяжении всей процедуры сканирования.

Контактные кольца


В КТ-сканере старой модели для вращения рамы гентри использовались кабели системы отдачи. Эта конструкция ограничила метод сканирования пошаговым режимом и режимом съемки и значительно ограничила время вращения гентри. В более новых системах используются электромеханические устройства, называемые контактными кольцами. В контактных кольцах используется устройство, напоминающее щетку, для обеспечения непрерывной подачи электроэнергии и электронной связи через вращающуюся поверхность. Они позволяют раме портала непрерывно вращаться, избавляя от необходимости выпрямлять скрученные системные кабели.Контактные кольца позволяют раме гентри непрерывно вращаться, обеспечивая возможность спирального сканирования.

Генератор


В настоящее время высокочастотный генератор используется в компьютерных томографах. Генератор спроектирован так, чтобы быть достаточно маленьким, чтобы его можно было разместить внутри портала. Также использовались высокостабильные трехфазные генераторы, но поскольку это автономные блоки, расположенные рядом с порталом и требующие кабелей, они стали устаревшими.

Генераторы вырабатывают высокое напряжение и передают его на рентгеновскую трубку.Мощность генератора указывается в киловаттах (кВт). Мощность генератора определяет диапазон методов экспонирования, таких как настройки кВ и мА, доступных в конкретной системе. Генератор КТ вырабатывает высокое напряжение, обычно 120 — 140 кВ, чтобы увеличить интенсивность луча и тем самым снизить дозу облучения пациента. Кроме того, более высокое значение кВ поможет снизить тепловую нагрузку на рентгеновскую трубку, позволив более низкую настройку мА и уменьшив тепловую нагрузку на рентгеновскую трубку, что продлит срок ее службы.

Системы охлаждения

Механизмы охлаждения включены в портал. Они могут иметь разные формы, например, воздуходувки, фильтры или устройства, осуществляющие теплообмен масла с воздухом. Механизмы охлаждения важны, потому что на многие компоненты могут влиять колебания температуры.

Источник рентгеновского излучения — Рентгеновская трубка КТ

Рентгеновские трубки производят рентгеновские фотоны, которые создают КТ-изображение. Их конструкция представляет собой модификацию стандартной трубки с вращающимся анодом, например, той, что используется в ангиографии.Вольфрам с атомным номером 74 часто используется в качестве материала анодной мишени, поскольку он дает более интенсивный рентгеновский луч. Это связано с тем, что интенсивность рентгеновского излучения приблизительно пропорциональна атомному номеру материала мишени. Трубки компьютерной томографии часто содержат фокусные пятна более одного размера; 0,5 и 1,0 мм — это обычный размер фокусного пятна. Так же, как и в стандартных рентгеновских трубках, из-за уменьшения полутени небольшое фокусное пятно в трубках компьютерной томографии дает более четкие изображения, такие как лучшее пространственное разрешение, но поскольку они концентрируют тепло на меньшей площади анода, они не могут переносить столько тепла.

Трубка компьютерной томографии подвергается очень сильному напряжению. Протоколы сканирования часто требуют выполнения нескольких длительных экспозиций у большого количества пациентов в день. Трубка компьютерного томографа должна быть сконструирована так, чтобы выдерживать такую ​​нагрузку. То, как трубка рассеивает тепло, которое создается во время производства рентгеновских лучей, имеет решающее значение. Все производители указывают возможности охлаждения генераторов и трубок в своих технических характеристиках. В этих спецификациях обычно указывается максимальная мощность системного генератора в кВт. Также указана мощность анода в миллионах тепловых единиц MHU и максимальная скорость рассеивания тепла анодом в тысячах тепловых единиц KHU.Эти спецификации могут помочь дифференцировать различные системы компьютерной томографии. Важно помнить, что эти значения представляют собой наивысший предел характеристик лампы. Также важно сравнить длину протоколов, которые позволяет использовать пробирка, и то, как быстро их можно повторить.

Фильтрация

Компенсирующие фильтры используются для формирования рентгеновского луча. Они снижают дозу облучения пациента и помогают минимизировать артефакты изображения. Поскольку наши учителя жестко нас уговаривают, излучение рентгеновской трубки компьютерной томографии является полихроматическим.Фильтрация рентгеновского луча помогает уменьшить диапазон энергий рентгеновского излучения, достигающего пациента, за счет удаления длинноволновых или мягких рентгеновских лучей. Эти длинноволновые рентгеновские лучи легко поглощаются пациентом, поэтому они не вносят вклад в изображение КТ, но вносят вклад в дозу облучения пациента. Кроме того, создание более равномерной интенсивности луча улучшает КТ-изображение за счет уменьшения артефактов, возникающих в результате усиления луча.

Фильтрация рентгеновского луча помогает снизить дозу облучения, принимаемую пациентом, а также улучшает качество изображения компьютерных томографов.

При сканировании тела и головы используются разные фильтры. Анатомия человеческого тела, имеющая отличительные характеристики, имеет круглое поперечное сечение, которое в середине толще, чем во внешней области. Следовательно, фильтры сканирования тела используются для уменьшения интенсивности луча на периферии луча, соответствующей более тонким участкам анатомии пациента. Из-за своей формы их часто называют зонами для галстуков-бабочек.

Фильтрация формирует интенсивность рентгеновского луча.Удаление низкоэнергетических рентгеновских лучей сводит к минимуму облучение
пациентов и дает более равномерный луч.

Коллимация

Коллимация ограничивает пучок рентгеновских лучей определенной областью, что в результате помогает уменьшить рассеянное излучение. Это рассеяние излучения снижает качество изображения и увеличивает дозу облучения пациента. Уменьшение рассеянного излучения улучшает контрастное разрешение и снижает дозу облучения пациента. Коллимация контролирует толщину среза за счет сужения или расширения луча рентгеновского излучения.

Коллиматор источника расположен рядом с источником рентгеновского излучения и ограничивает количество пучка рентгеновского излучения до того, как он пройдет через пациента, его иногда называют дозой пациента, и он определяет, как доза распределяется по толщине среза, как профиль дозы. Коллимация источника напоминает маленькие ставни с регулируемым отверстием в зависимости от выбора оператором толщины среза. В системах MDCT на толщину среза также влияет конфигурация детекторного элемента. Сканеры различаются по толщине срезов.Диапазон выбора от 0,5 до 10 мм.

Некоторые системы компьютерной томографии также используют предикторную коллимацию. Он расположен под пациентом и над детекторной решеткой. Поскольку эта коллимация формирует луч после того, как он прошел через пациента, ее иногда называют коллимацией после лечения. Первичные функции коллимации предетекторов — обеспечить правильную ширину луча на входе в детектор и предотвратить попадание рассеянного излучения на детектор.

Детекторы


Детекторы — это компонент компьютерного томографа, который собирает информацию о степени ослабления луча каждой анатомической структурой.В обычной рентгенографии мы использовали систему киноэкранов для записи ослабленной информации. В КТ мы используем детекторы для сбора информации. Термин детектор относится к одному элементу или одному типу детектора, используемому в системе CT. Термин «матрица детекторов» используется для описания всей совокупности детекторов, включенных в систему компьютерной томографии. В частности, матрица детекторов содержит детекторные элементы, расположенные по дуге или кольцу, каждый из которых измеряет интенсивность прошедшего рентгеновского излучения вдоль луча, проецируемого от источника рентгеновского излучения на этот конкретный элемент детектора.Кроме того, в массив включены элементы, называемые эталонными детекторами, которые помогают откалибровать данные и уменьшить количество артефактов. Детекторы

могут быть изготовлены из разных веществ, у каждого из которых есть свои преимущества и недостатки.

Оптимальные характеристики детектора
  • Высокая эффективность детектора — это способность детектора улавливать проходящие фотоны и преобразовывать их в электронные сигналы.
  • Низкое послесвечение или его отсутствие — это кратковременная постоянная вспышка мерцания, которую необходимо учитывать и вычитать перед реконструкцией изображения.
  • Подавление сильного рассеяния
  • High Stability — что позволяет использовать систему без прерывания частой калибровки.

Общая эффективность детектора является продуктом ряда факторов:
  • Тормозящая способность материала детектора
  • КПД сцинтиллятора (в твердотельном исполнении)
  • Эффективность сбора изменений (в типах Xenon)
  • Геометрическая эффективность — это объем пространства, занимаемого коллиматором детектора, относительно площади поверхности детектора
  • Отклонение разброса

Другой термин для описания аспекта эффективности детектора
  • Эффективность захвата — это способность, с которой детектор улавливает фотоны, прошедшие через пациента.
  • Эффективность поглощения — это количество фотонов, поглощенных детектором, и зависит от физических свойств лицевой стороны детектора, таких как толщина и материал.
  • Время отклика — время, необходимое для того, чтобы сигнал от детектора вернулся к нулю после стимуляции детектора рентгеновским излучением, чтобы он был готов к обнаружению другого рентгеновского события.

Отклик детектора обычно зависит от конструкции детектора. Динамический диапазон — это отношение максимального измеренного сигнала к минимальному сигналу, который могут измерить детекторы.

Типы детекторов

Ксеноновые детекторы газа
Ксенон под давлением заполняет полую камеру, создавая детекторы, которые поглощают приблизительно от 60% до 87% фотонов, которые достигают их.Ксенон используется из-за его способности оставаться стабильным под давлением. Ксенон значительно дешевле по сравнению с твердотельным газом, его легче калибровать и он очень стабилен.
Как работает ксеноновый детектор газа?
Канал детектора ксенона состоит из 3-х вольфрамовых пластин. Когда фотон попадает в канал, он ионизирует газ ксенон. Эти ионы ускоряются и усиливаются электрическим полем между пластинами. Собирающий заряд производит электрический ток.Затем этот ток обрабатывается как необработанные данные. Недостатком газообразного ксенона является то, что он должен находиться под определенным давлением. Потеря рентгеновских фотонов в окне корпуса и пространство, занимаемое пластинами, являются основными факторами, снижающими эффективность детектора.
Структура матрицы детекторов ксенонового газа.
Твердотельный детектор кристаллов
Твердотельные детекторы также называются сцинтилляционными детекторами, потому что они используют кристалл, который флуоресцирует при попадании рентгеновского фотона.Фотодиод прикреплен к кристаллу и преобразует световую энергию в электрическую (аналоговую) энергию. Отдельные элементы детектора прикреплены к печатной плате.
Структура массива твердотельных детекторов.

Твердотельные кристаллические детекторы изготавливаются из различных материалов, включая вольфрамат кадмия, ростки висмута, йодид цезия и керамические соединения редкоземельных элементов, такие как гадолиний или иттрий.Поскольку эти твердые вещества имеют высокие атомные номера и высокую плотность по сравнению с газами, твердотельные детекторы имеют более высокие коэффициенты поглощения. Они поглощают почти 100% попадающих на них фотонов. Компоненты сканера КТ

: что для чего?

КТ-сканеры — это сложные медицинские устройства визуализации, каждый компонент которых способствует созданию успешных изображений. Однако разные производители не всегда используют одну и ту же конструкцию компонентов, что еще больше усложняет задачу.Вот руководство, которое поможет вам понять основные функции каждого компонента КТ-сканера, а также некоторые из основных вариаций, которые вы увидите в проектах.

Это правда, что каждая система компьютерной томографии имеет много общего: каждая из них имеет сканирующий портал, рентгеновский генератор, компьютерную систему, консольную панель и смотровую консоль врача. Кроме того, большинство систем КТ-сканирования включают в себя лазерный принтер для переноса КТ-изображений на пленку, хотя большую часть времени используются просмотр на рабочих станциях и электронное архивирование.

Три основных сегмента обработки изображений — это сбор данных, реконструкция изображения и отображение изображения.

Когда рентгеновские лучи проходят через пациента, попадая в детектор, и регистрируются, данные собираются. Гентри и стол пациента являются основными компонентами, задействованными на этом этапе создания изображения.

О портале

Портал — это кольцевая часть сканера компьютерной томографии, в которой находятся многие компоненты, необходимые для получения и обнаружения рентгеновских лучей.Компоненты установлены на вращающейся раме сканирования. Диаметр проема или проема различается по размеру, как и портал в целом. Размер диафрагмы обычно составляет 70-90 см.

Гентри можно наклонить вперед или назад по мере необходимости для различных пациентов и протоколов обследования, обычно на 15–30 градусов. Это тоже может быть разным у разных производителей. По обе стороны от проема гентри вы найдете панели управления, используемые радиологами для управления выравнивающими огнями, наклоном гентри и движением стола.Этими функциями также можно управлять с пульта оператора в большинстве сканеров. В гентри также есть микрофон, который позволяет поддерживать связь между радиологом и пациентом на протяжении всей процедуры сканирования.

О контактных кольцах

В современных системах используются электромагнитные устройства, называемые контактными кольцами, в которых используется устройство, напоминающее щетку, которое обеспечивает непрерывную электрическую энергию и электронную связь через вращающуюся поверхность. Контактные кольца позволяют раме портала непрерывно вращаться.Это избавляет от необходимости выпрямлять системные кабели, которые могут перекручиваться. Позволяя раме гентри непрерывно вращаться, становятся возможными режимы спирального сканирования.

О системе охлаждения

Охлаждающие механизмы расположены в портале. Они защищают другие компоненты от колебаний температуры. Однако они могут иметь разные формы, включая фильтры, воздуходувки или устройства, осуществляющие теплообмен между маслом.

О генераторе

Сканеры

КТ в настоящее время используют высокочастотные генераторы.Они достаточно малы, чтобы поместиться в портал. В прошлом использовались высокостабильные трехфазные генераторы. Эти автономные блоки располагались рядом с порталом и требовали кабелей.

Генераторы вырабатывают высокое напряжение и передают его на рентгеновскую трубку. Мощность генератора (указанная в киловаттах или кВт) определяет диапазон методов воздействия, таких как настройки кВ и мА, которые доступны в конкретной системе. Генератор обычно вырабатывает высокое напряжение (120–140 кВ), чтобы увеличить интенсивность луча и снизить дозу облучения пациента.Более высокая установка кВ помогает снизить тепловую нагрузку на рентгеновскую трубку, позволяя более низкую установку мА. За счет уменьшения тепловой нагрузки на трубку срок ее службы увеличивается.

Коллимация источника выглядит как маленькие заслонки с регулируемым отверстием, определяющим толщину среза. В системах MDCT на толщину среза также влияет конфигурация детекторного элемента с выбором в пределах 0,5-10 мм.

Существуют системы компьютерной томографии, в которых используется предикторная коллимация или коллимация после пациента.Сканирование происходит под пациентом и над детекторной решеткой. Этот коллимат формирует луч после того, как он прошел через пациента. Такой подход обеспечивает правильную ширину луча при входе в детектор и предотвращает попадание рассеянного излучения на детектор.

Это первая часть компонентов ТТ .

В нашем следующем блоге вы сможете познакомиться с рентгеновскими трубками, фильтрацией и коллимацией. В третьей части вы узнаете все о детекторах.

Поговорите с экспертом

Если у вас есть вопросы о системах компьютерного томографа или их компонентах, поговорите со специалистом Atlantis Worldwide.Мы предоставляем бывшее в употреблении и отремонтированное медицинское оборудование для визуализации в больницы, клиники, учреждения неотложной помощи, ветеринарные клиники и другие медицинские учреждения уже более 27 лет и будем рады помочь вам.

Свяжитесь с нами сегодня!

Следите за сообщениями Atlantis Worldwide на Twitter: @AtlantisLLC

Другие блоги, которые вы могли пропустить:

Об авторе: Викки Хармонай

Основные компоненты сканера КТ

Аннотация

6.1 Обзор системы Прежде чем дать подробный анализ и описание основных компонентов сканера КТ, в этой главе будет представлен обзор системы, чтобы объяснить, как различные компоненты работают вместе для получения изображений КТ. На рисунке 6.1 представлена ​​общая блок-схема системы ТТ. Фактическая архитектура системы для различных коммерческих сканеров может отличаться от этой схемы, но общие функции всех компьютерных томографов более или менее одинаковы. Для типичной операции КТ оператор помещает пациента на стол КТ и назначает сканограмму или «обзор».• Цель этого сканирования — определить анатомические ориентиры пациента, а также точное местоположение и диапазон компьютерной томографии. В этом режиме сканирования и рентгеновская трубка, и детектор остаются неподвижными, в то время как стол пациента движется с постоянной скоростью. Сканирование похоже на обычный рентгеновский снимок, сделанный либо в положении A-P (трубка находится в положении на 6 или 12 часов), либо в боковом положении (когда трубка находится в положении на 3 или 9 часов). Как только такое сканирование инициируется, компьютер оперативного управления дает команду порталу повернуться в желаемую ориентацию, как предписано оператором.Затем компьютер отправляет инструкции столу пациента, системе генерации рентгеновских лучей, системе обнаружения рентгеновских лучей и системе генерации изображений для выполнения сканирования. Затем стол достигает начальной точки сканирования и поддерживает постоянную скорость в течение всего процесса сканирования. Генератор высокого напряжения быстро достигает желаемого напряжения и поддерживает как напряжение, так и ток в рентгеновской трубке на заданном уровне во время сканирования. Рентгеновская трубка производит поток рентгеновских лучей, а рентгеновские фотоны обнаруживаются детектором рентгеновского излучения для генерации электрических сигналов.В то же время система сбора данных производит выборку выходных сигналов детектора с постоянной частотой дискретизации и преобразует аналоговые сигналы в цифровые. Затем выбранные данные отправляются в систему генерации изображений для обработки. Обычно система содержит высокоскоростные компьютеры и микросхемы цифровой обработки сигналов (DSP). Полученные данные предварительно обрабатываются и улучшаются перед отправкой на устройство отображения для просмотра оператором и на устройство хранения данных для архивирования.

Онлайн-доступ к электронным книгам SPIE ограничен подписавшимися учреждениями.

Основные компоненты системы компьютерного томографа.

Контекст 1

… фантом был облучен пучком фотонов мощностью 18 МВ, исходящим от однородного точечного источника на расстоянии 100 см от поверхности фантома и коллимированным до 1,5 × 1,5 см 2 на поверхности фантома с помощью четырех KillActors. Энергетический спектр точечного источника соответствовал конфигурации VARIAN Clinac 2100C, моделированной с использованием кода BEAM (Rogers et al 1995).Распределение дозы по глубине рассчитывалось вдоль центральной оси с помощью 1D DoseActor. …

Контекст 2

… занял всего 14 минут с опцией ускорения с использованием 10 клонов. На рисунке 10 показаны две проекции конического луча фантома MOBY, смоделированные без (рисунок 10 (a)) и с (рисунок 10 (b)) опции ускорения. Проекции показаны в виде матриц, заполненных необработанным количеством пикселей, и не воспроизводят фактическую геометрию детектора с его тайлами….

Контекст 3

… занял всего 14 минут с опцией ускорения с использованием 10 клонов. На рисунке 10 показаны две проекции конического луча фантома MOBY, смоделированные без (рисунок 10 (a)) и с (рисунок 10 (b)) опции ускорения. Проекции показаны в виде матриц, заполненных необработанным количеством пикселей, и не воспроизводят фактическую геометрию детектора с его тайлами. …

Контекст 4

… проекции показаны как матрицы, заполненные необработанным количеством пикселей и не воспроизводят фактическую геометрию детектора с его тайлами.360 проекций на сканирование используются для восстановления изображения с использованием алгоритма FDK с учетом фактической геометрии детектора (рисунок 10 (c)). Изображение, реконструированное с помощью проекций с использованием опции ускорения с десятью клонами (рисунок 10 (d)), не показывает никаких структурированных артефактов, но выглядит более низкого качества по сравнению с изображением без опции ускорения из-за повышенной дисперсии проекций. …

Контекст 5

… проекции на сканирование используются для восстановления изображения с использованием алгоритма FDK с учетом фактической геометрии детектора (рисунок 10 (c)).Изображение, реконструированное с помощью проекций с использованием опции ускорения с десятью клонами (рисунок 10 (d)), не показывает никаких структурированных артефактов, но выглядит более низкого качества по сравнению с изображением без опции ускорения из-за повышенной дисперсии проекций. Этот пример не предназначен для проверки модели компьютерной томографии, но иллюстрирует возможность моделирования компьютерной томографии с помощью GATE при разумных вычислительных затратах. …

Контекст 6

… возможность запуска GATE на гибридных архитектурах CPU / GPU в настоящее время изучается.В то же время разрабатываются инструменты для облегчения развертывания GATE в сетях (Camarasu et al 2010). …

Основные компоненты системы 2D-сканера (см. 19).

Контекст 1

… (RLW) был введен и разработан для повышения производительности и гибкости традиционной лазерной сварки. 1 О первом экспериментальном анализе RLW сообщил Маккен в 1996 году. 2 Процесс удаленной сварки характеризуется большим фокусным расстоянием (до 1600 мм), мощным лазерным источником высокого качества и отклонением луча сканером.3–5 По сравнению с традиционной лазерной сваркой технология удаленной сварки обеспечивает повышенную гибкость, более высокую скорость работы и сокращенное время цикла в приложениях. 3,6 До настоящего времени RLW применяли с помощью различных мощных лазерных источников. В исх. 1, системы RLW реализованы с помощью лазеров на CO 2 и Nd: иттрий-алюминиевом гранате (YAG). В исх. 7 эксперименты по RLW выполнены с Nd: YAG и дисковыми лазерами. Приложения RLW с мощными волоконными лазерами были представлены в работах [10,11].6 и 8. Волоконный лазер с длиной волны 1070 нм обеспечивает доставку луча по оптоволокну. Напротив, доставка CO 2 -лазера с оптоволокном невозможна из-за его довольно длинной волны — 10,6 мкм. 7 Таким образом, мощный волоконный лазер в сочетании с превосходным качеством луча становится многообещающей альтернативой традиционным лазерам на CO 2 и Nd: YAG в приложениях RLW. Принцип RLW обычно заключается в использовании сканера для отклонения и позиционирования лазерного луча на поверхности заготовки с высокой скоростью перемещения.9 В настоящее время 2D-сканеры наиболее широко используются в приложениях для удаленной сварки. Блок 2D-сканера представляет собой гальванометрическую систему, обычно состоящую из двух легких зеркал. Система может работать с мощностью лазера до 5 кВт и более экономична, чем 3D-сканеры. 10 Дистанционная лазерная сварка широко применяется в автомобильной промышленности, например, в производстве сидений, белого кузова и внутренних деталей. 11 RLW заменяет всю точечную контактную сварку на 15% за счет повышения удобства использования лазеров и сокращения времени технологического процесса при изготовлении кузова автомобиля.6 Тем не менее, все еще существует множество проблем, связанных с поведением процесса и конечным качеством сварки при RLW, таких как подача защитного газа, зажим и работа с листовыми металлами с покрытием. 6,12,13 По сравнению с традиционной лазерной сваркой, при удаленной сварке необходимо учитывать больше параметров процесса. Эти параметры в первую очередь можно разделить на качество луча, параметры обработки и свойства материалов. 6 Дистанционная лазерная сварка — это технология, основанная на принципе, по которому сканер отклоняет и размещает сфокусированный лазерный луч над заготовкой на расстоянии до 1600 мм.3,14 Первый эксперимент по лазерной сварке замочной скважиной с фокусным расстоянием 1600 мм был продемонстрирован Macken в 1996 году, что признано краеугольным камнем технологии удаленной лазерной сварки. 2,12 Сканер позволяет переносить лазерный луч на большую рабочую площадь 1 Â 1 м 2 или более 2 м 3 3D-рабочий объем RLW со скоростью сварки до 30 м / мин. 3,5,15 Дистанционная лазерная сварка может быть реализована в двух режимах: система со встроенным сканером или роботизированная система. 4,7,16 Интегрированная в сканер система использует сканирующий блок (в основном 2D-сканер) для позиционирования и фокусировки лазерного луча с высокой скоростью перемещения, как показано на рис.1 (а). 4,12 RLW с роботизированной системой снабжен лазерной оптикой с большим фокусным расстоянием и шестиосевым роботом, в котором робот служит для позиционирования лазерного луча на поверхности заготовки, как показано на Рис. 1 (б). 12,16 По сравнению с роботизированным RLW, система RLW со встроенным сканером предлагает более короткое время обработки и более высокую точность во многих приложениях. Тем не менее, требования к качеству лазерного луча для RLW со встроенным сканером намного выше, чем для RLW-системы на основе роботов.В таблице I представлены типичные характеристики систем RLW со встроенным сканером и роботом по сравнению с традиционной лазерной сваркой. 4,14,16 Типичные требования к RLW для выполнения прочных сварных швов можно разделить на три категории: сканер для доставки и адекватного позиционирования луча; мощный лазер с достаточным качеством для большого фокусного расстояния системы; и надлежащий контроль параметров процесса. 17 Сканер используется для быстрого направления и позиционирования луча на поверхности заготовки по желаемой траектории сварки в RLW.17 Сканер позволяет меньше времени на позиционирование и больше времени на соединение деталей из-за небольшого веса и высокой статичности сканирования. 11 На рисунке 2 показаны типичные элементы сканирующей головки. 9 В принципе, блок сканера состоит из группы зеркал и линз. 9,18 При дистанционной сварке лазерный луч сначала проходит через линзы. Меньшая линза перемещается по оптической оси, чтобы изменить положение фокуса. После этого лазерный луч отклоняется и направляется последовательно посредством X-зеркала и Y-зеркала.Наконец, лазерный луч фокусируется на заготовке точно по желаемым сварным швам. 9 2D-сканеры в настоящее время наиболее широко применяются для дистанционной лазерной обработки. На рисунке 3 показана классическая система 2D-сканера, включающая датчик отслеживания шва, линейный проектор и высокодинамичный блок 2D-сканера. Блок 2D-сканера представляет собой систему гальванометра, в которой используются два легких зеркала, которые вращаются с помощью двигателей. Система может работать с мощностью лазера до 5 кВт и более экономична, чем 3D-сканеры.10 Недавно были разработаны мощные волоконные лазеры с привлекательными характеристиками для приложений обработки материалов. 20 Мощный волоконный лазер с великолепным качеством луча может обеспечивать сверхвысокую пиковую плотность мощности в несколько МВт / мм 2, что важно для высокоскоростных RLW с большим фокусным расстоянием. 21 Согласно ряду исследований, мощные волоконные лазеры обладают множеством преимуществ, таких как 20,22,23 • Высокий электрический КПД • Превосходное качество луча • Относительно низкие эксплуатационные расходы благодаря длительному сроку службы • Высокая гибкость производства благодаря лучу доставка с помощью волокон • Высокий коэффициент поглощения для тонких листов из большинства металлов • Компактная конструкция и мобильность На рис. 4 показана ячейка RLW с мощным волоконным лазером, закрепленная роботом и оснащенная приспособлениями для сварочных головок.В процессе работы волоконный лазер доставляется по волокнам на большие расстояния. Доказано, что дистанционная волоконная лазерная сварка позволяет увеличить скорость обработки сварных швов; сокращение расходных материалов, таких как сварочная проволока и сварочные пистолеты; меньше инструментов и деталей; и снижение текущих затрат на техническое обслуживание, обычно связанных с традиционными сварочными процессами. 24 Удаленная лазерная сварка, интегрированная со сканером, предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционной лазерной сваркой, такие как высокая гибкость, сокращенное время цикла, высокая скорость для получения надежного сварного шва с неизменно высоким качеством, высокая степень автоматизации, хороший доступ к сварным швам. благодаря большому фокусному расстоянию, экономии затрат за счет меньшего количества материалов и технического обслуживания, низкого искажения из-за меньшего тепловложения и небольшой площади пола для установки.3,13,25,26 RLW со встроенным сканером обеспечивает высокую производительность за счет высокой скорости сварки и сокращенного времени цикла. Скорость сварки зависит от мощности лазера, используемой в RLW, которая обычно составляет 6 м / мин, а для специальных пластин — до 30 м / мин. 6,15,27 Система удаленной волоконной лазерной сварки может выполнять сварку более чем в два раза быстрее, чем сварка металлов в среде защитного газа (MIG) или точечная контактная сварка. 24 За счет исключения непроизводительного времени во время изготовления сканера время цикла RLW может быть сокращено до 80%.4,27 Непрерывное движение головки сканера в сочетании с быстрым позиционированием создает систему RLW, которая перемещает лазерный луч между сварными швами менее чем за 50 мс, в то время как робот обычно занимает 2–3 секунды. 3,11 Следовательно, время цикла RLW со встроенным сканером в 6–10 раз быстрее, чем при контактной или дуговой сварке. 3 Большое рабочее расстояние между головкой сканера и заготовкой обеспечивает высокую гибкость RLW для обработки стыков, недоступных для традиционной лазерной сварки.Как показано на рис. 5, шов можно сваривать только на большом рабочем расстоянии. Еще одним преимуществом большого рабочего расстояния является предотвращение образования дыма и брызг от оптических элементов. 3,12 Большое рабочее расстояние также позволяет использовать более простые зажимные приспособления и делает RLW более выгодным при применении крупногабаритных изделий. 16 RLW продемонстрировал большой потенциал экономии средств в кузовном цехе. Согласно ряду исследований, 3,13,25,28 система RLW может сэкономить производственные инвестиции в нескольких аспектах: снижение средних эксплуатационных расходов за счет массового производства; снижение затрат за счет уменьшения количества и повышения эффективности лазерных пушек; сокращение расхода материалов за счет более узкого нахлеста швов; и низкие затраты на обслуживание благодаря долгому сроку службы.Несмотря на все это, система RLW также имеет недостатки в отношении подачи защитного газа, требований к качеству лазера, зажима и отслеживания шва. 12,13,16,29 Подача защитного газа — самая большая проблема для RLW из-за большого рабочего расстояния. В RLW защитный газ должен подаваться на детали независимо. 4,30 Вспомогательный газ не движется вместе со сварными швами, а сохраняет всю зону обработки в защитной среде. Обычно требуется несколько сопел для совместной работы в RLW с высокой скоростью потока газа, чтобы защитить зону сварки от окисления и удалить загрязнения.Следовательно, потребление защитного газа в RLW очень велико, как и общие эксплуатационные расходы. 4,12,13 RLW в основном применяется при массовом производстве плоских сборочных групп, в которых требуется обработка большого количества сварных швов. 12 Одним из типичных преимуществ использования RLW является автомобильная промышленность. 9,14,25 Сегодня почти 70 систем RLW используются 11 во многих автомобильных приложениях, таких как сиденья (кресла, рамы, гусеницы, панели), белый корпус (багажники, задние панели, двери / навесные детали, боковые панели). стены, столбы, теплообменники) и интерьер (пп…

2.972 Как работает сканер


ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: Преобразование изображения / фотографии из аналогового в цифровой формат.

ДИЗАЙН-ПАРАМЕТР: Цифровой сканер



ГЕОМЕТРИЯ / СТРУКТУРА:

Арт. Назначение
1. Шаговый двигатель Приводит в действие ремень передачи
2. Логическая плата Передает информацию со сканера и компьютера
3. Сканирующий блок / каретка Содержит источник света и датчики ПЗС
4. Ремень трансмиссии Перемещает сканирующий блок по изображению
5. Гибкая цепь Переносит информацию CCD на материнскую плату
6. ПЗС-сенсоры Преобразует измеренный отраженный свет в напряжение, пропорциональное свету. интенсивность
7. Стеклянная пластина Позволяет свету проходить от света под стеклом к ​​изображению и поддерживает образ
8. АЦП Блок аналогово-цифрового преобразователя, который изменяет измеренное напряжение ПЗС на цифровое


В виде VRML
Эскиз основных компонентов сканера Механизм перемещения источника света В сканере

ОБЪЯСНЕНИЕ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ / ИСПОЛЬЗУЕТСЯ:

  1. Сканируемое изображение помещается поверх стеклянная пластина сканера
  2. Компьютер отправляет инструкции на материнскую плату о том, как далеко должен работать двигатель, и как быстро
  3. Инструкции материнской платы помещают блок сканирования в соответствующее положение, чтобы начать сканирование
  4. Сканирующий блок перемещается по изображению, которое нужно сканировать, со скоростью, обозначенной инструкция материнской платы
  5. Когда сканирующий блок перемещается по изображению, источник света освещает изображение
  6. Свет падает на изображение, отражается и затем отражается серией зеркал, линза сканера
  7. Свет проходит через линзу сканера и достигает ПЗС-сенсоров
  8. ПЗС-сенсоры
  9. измеряют количество света, отраженного через изображение, и преобразуют свет на аналоговое напряжение
  10. Аналоговое напряжение преобразуется в цифровые значения с помощью АЦП — аналогового в цифровое. конвертер
  11. Цифровые сигналы от ПЗС-матриц отправляются на логическую плату и передаются обратно на компьютер

Информация хранится в компьютере в виде электронного файла, состоящего из пикселей.Программа сканирования TWAIN преобразует группу пикселей в изображение.

Блок-схема работы сканера

Сравнение цветного сканера и черно-белого сканера

  1. Черно-белые сканеры имеют только один источник света, а цветные сканеры — три источника света. источники, по одному на каждый основной цвет — красный, зеленый, синий.
  2. Цветное сканирование может выполняться однопроходным или трехпроходным сканером.
  3. Однопроходный сканер сканирует изображение один раз и записывает все три цвета одновременно, а трехходовой сканер делает три прохода по изображению и записывает только один цвет за каждый проход.

ДОМИНАНТНАЯ ФИЗИКА (приводная система):

Переменная Описание Метрические единицы Английские единицы
P дюйм Потребляемая мощность электродвигателя Вт Мощность
P из Мощность на валу Вт Мощность
Вт Скорость вращения вала рад / с об / мин
ч м Механический КПД

Сканирующий блок использует отражение для передачи света от изображения на датчики CCD.

Можно определить скорость вала, соединенного с двигателем. Сила в и мощность двигателя можно рассчитать:

P дюйм = I x V (двигатель постоянного тока)

P из = T x W

ч м = КПД = P из / P из

P из = P из / ч м

КПД этих типов двигателей составляет около 90%


ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА (приводная система):

Ничего не отправлено


УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:

Ничего не отправлено


ПРИМЕНЕНИЕ СКАНЕРОВ:

  1. Компактные сканеры документов, ручные сканеры, фото сканеры, планшетные сканеры и барабанные сканеры
  2. ПЗС-сенсоры
  3. также используются в видео- и цифровых камерах

ССЫЛКИ / ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Информационный центр сканирования: Глоссарий терминов сканирования
http: // www.coe.uh.edu/course/cuin/7317/scanning/glossary.html

Оптический сканер

— Краткая энциклопедия Encarta, статья
http://encarta.msm.com/index/conciseindex/63/063aa000.html

Информация о сканировании В центре: Как работает сканер?
http://www.coe.uh.edu/course/cuin/7317/scanning/work/html

Сканеры
http://www.dircon.co.uk/pctechguide/images/18scanners.html

Sylvain Домашняя страница: CCD
http://www.multimania.com/srondeau.ccd.html

Глава 2 — Принципы магнитно-резонансной томографии

Глава 2 — Принципы магнитно-резонансной томографии

2.6 Оборудование для обработки изображений

Сканер МРТ состоит из четырех компоненты: магнит, градиентные катушки, р.ф. передатчик и приемник, и компьютер. В этом разделе общий дизайн и конструкция этих компонентов обсуждается. Более подробные сведения о системе использованные для экспериментов в этой диссертации приведены в соответствующих главы.

2.6.1 Магнит

Магнит самая дорогая часть всего сканера.Самые ранние системы были основаны на резистивных магнитах с водяным охлаждением и, в частности, приложений можно использовать постоянные магниты, но большинство современных сканеров используют сверхпроводящие магниты. Причина этого сейчас желательны высокие поля для МРТ. Сопротивление всего тела и постоянные магниты ограничиваются напряженностью поля около 0,3 Тл, прежде чем их вес становится непомерно большим. Сверхпроводящие магниты может генерировать гораздо большие поля, а их всего 4.0 т теперь доступны сканеры всего тела. Эти магниты построены из материалы, такие как сплав NbTi, который ниже критической температуры около 9 К теряет свое удельное сопротивление. После запуска ток будет течь в змеевиках на неопределенный срок при условии поддержания температуры ниже критическая температура путем охлаждения жидким гелием. Поля от таких магнитов очень стабильны во времени, что важно для Система МРТ.

Конечно один из самых важных Требования к ЯМР заключаются в том, чтобы поле было как можно более однородным, с допусками от 1 п.вечера. требуется сверх объема интерес. Для этого при установке поле выравнивается. как можно больше, используя ферромагнитные блоки, помещенные внутри скучно. Кроме того, набор резистивных катушек, известных как регулировочные катушки, находятся внутри отверстия магнита. Они генерируют поля, которые варьируются в зависимости от конкретной функции положения. Используя их в комбинацию можно улучшить не только по внутреннему однородность магнита, но также уменьшают эффекты поля из-за различия в восприимчивости сканируемого объекта.

2.6.2 Градиентные катушки

Требование градиентные катушки двоякие. Сначала они должны произвести линейное изменение поля в одном направлении, а во-вторых, чтобы высокая эффективность, низкая индуктивность и низкое сопротивление, чтобы минимизировать текущие требования и тепловыделение.

Линейное изменение поля вдоль направления поля (традиционно обозначается осью Z) обычно производится с помощью Максвелла. катушка.Он состоит из пары катушек, разделенных 1,73 раза. их радиус, как показано на рисунке 2.30. Ток течет наоборот чувство в двух катушках и производит очень линейный градиент.

Рисунок 2.30 Катушки Максвелла, используемые для создания линейного поля градиент в B z по оси z.

Для создания линейного градиента по двум другим осям требует, чтобы провода проходили вдоль отверстия магнита.Это лучше всего выполняется с помощью катушки-седла, такой как катушка Голея, показанная на рис. 2.31. Он состоит из четырех седел, идущих вдоль отверстия магнита. который производит линейное изменение B z вдоль оси x или y, в зависимости от осевая ориентация. Эта конфигурация дает очень линейный поле в центральной плоскости, но эта линейность быстро теряется из этого. Чтобы улучшить это, можно использовать несколько пар которые имеют разное осевое расстояние.Если требуется градиент в ось, которая не проходит вдоль x, y или z, то это достигается посылая токи в соответствующих пропорциях на Катушки G x , G y и G z . Если например поперечный градиент G под углом q к оси x требуется, затем следует применить градиент Gcosq в по оси x, а Gsinq по оси y.

Рисунок 2.31. Катушка Голея для создания градиентов линейного поля в B z по осям x или y.l = 3,5a, d = 0,775a и f = 120 градусов.

Величины требуемых токов и соответствующие сигналы генерируются в цифровом виде и преобразуются в аналоговые напряжения. Они подаются на усилители мощности, которые производят Для создания соответствующих градиентов требуются десятки ампер. С такой метод, как EPI, градиент считывания переключается с от положительного к отрицательному на частотах до 5 кГц. Это может быть упрощается за счет использования резонансного возбуждения градиентных катушек.К для этого последовательно с катушкой помещается большой конденсатор, который сам по себе является индуктором. Такой контур имеет резонанс на частоте из, где L — индуктивность катушки, а C — емкость серии конденсатор. При возбуждении катушки на этой частоте энергия передается между конденсатором и катушкой индуктивности, тем самым уменьшая нагрузка на усилитель мощности.

2.6.3 Р.ф. Прием и передача

Третья основная Компонент МРТ сканера r.f. катушка. Здесь очень много разные конструкции катушек, но они делятся на две основные категории; поверхностные катушки и объемные катушки.

Как следует из названия, Поверхностная катушка опирается на поверхность изображаемого объекта. В своем Самая простая форма — это катушка из проволоки с параллельно включенным конденсатором. В индуктивность катушки и емкость образуют резонансный контур который настроен на ту же резонансную частоту, что и спины, изображено. На практике, поскольку катушка подключена к усилителю мощности который будет иметь выходное сопротивление 50 Вт, и катушка будет иметь входной импеданс порядка килоом, тогда на передача большая часть мощности будет отражена обратно.Преодолеть при этом второй конденсатор добавляется последовательно с катушкой, как показано на Рисунок 2.32, чтобы согласовать импеданс катушки с 50Вт.

Рисунок 2.32. Поверхность р.ф. катушка, настроенная на резонанс с подстроечным конденсатором C T и согласованным с 50Вт с согласующим конденсатором C M .

Однородное поле, создаваемое простой поверхностью. такая катушка небольшая, с глубиной проникновения в зависимости от размер катушки.Однако это представляет собой главное преимущество использование поверхностной катушки для визуализации участков, лежащих близко к поверхности, поскольку хорошее соотношение сигнал / шум достигается за счет исключения шумовой сигнал из-за пределов интересующей области. Здесь очень много конструкции поверхностной катушки и других локализованных катушек для конкретных целей. Если, однако, требуются изображения всего тела или областей представляющие интерес, находятся далеко от поверхности, тогда необходимо установить объемную катушку. использовал.

Объемные змеевики достаточно велики, чтобы вместить тела или одной конкретной области, такой как голова или конечность, и имеют однородная область, простирающаяся на большую площадь.Чаще всего использованная конструкция представляет собой катушку в виде птичьей клетки [31], как показано на рисунке 2.33. Этот состоит из ряда проводов, идущих в направлении z, расположенных чтобы дать косинусное изменение тока по окружности катушка.

Рисунок 2.33. Схема низкочастотной катушки для птичьей клетки, которая создает однородное поле в большой области интереса.

Электропитание генерируется осциллятор, который модулируется для формирования импульса двойной формы сбалансированный смеситель, управляемый генератором сигналов.Этот сигнал должен усиливаться до 1000 ватт. Это можно сделать, используя либо твердотельная электроника, клапаны или их комбинация.

Можно использовать одну и ту же катушку для передачи и приема, или использовать две отдельные катушки. В любом случае необходимо приемная сторона электроники. Это для предотвращения возбуждения пульс порядка киловольт, насыщающий или нарушающий электроника приемника, предназначенная для обнаружения сигналов милливольт.Это снова можно сделать разными способами, но один из таких Схема для этого показана на рисунке 2.34.

Рисунок 2.34. Принципиальная схема развязки приемника с использованием четвертьволновой кабель.

Во время импульс передачи будут проводить оба набора диодов, а приемник эффективно закорочен. Однако короткое замыкание в точке B выглядит как разомкнутая цепь в точке А, поэтому вся мощность передается на катушку.Сигнал, наведенный от образца, слишком маленький, чтобы смещать диоды, и поэтому обнаруживается приемником схема.

Крошечные ЭДС из образца усиливается на разных этапах, а затем смешивается с эталонным r.f. сигнал в фазочувствительном детекторе (p.s.d). Квадратура для обнаружения требуется два p.s.d. с разницей в фазе опорный сигнал 90 градусов между ними.

2.6.4 Управление и обработка

Все под контролем сканер управляется компьютером.Принципиальная схема всего Система показана на рисунке 2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.