Rapid Prototyping einer low-cost Embedded System Lösung zur digitalen Erfassung von Druckmedien

Abstract

Die Digitalisierung von Bibliotheken stellt zu Beginn des neuen Jahrtausends eine immer größere Bedeutung dar. Noch steht den Bibliotheken eine zu geringe Anzahl automatischer Digitalisierungslösungen zur Verfügung, um nationale und internationale Digitalisierungsprojekte durchführen zu können. Um diese Aufträge wirtschaftlich und in angemessener Zeit bewältigen zu können, benötigt der Digitalisierungsprozess einen hohen Durchsatz, welcher momentan nur bei einem sehr homogenen Buchbestand zu erreichen ist. Doch findet man in vielen vornehmlich älteren Werken, meist Unregelmäßigkeiten wie z.B.<br />lose Seiten oder Faltpläne. Durch diese Inhomogenität wird der Durchsatz im Workflow reduziert. Außerdem muss beachtet werden, dass händisch digitalisierte Seiten momentan mit großem Zeitaufwand in die jeweiligen Auftragsverwaltungen von automatischen Digitalisierungslösungen eingepflegt werden müssen, was ebenfalls den Durchsatz reduziert. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Erweiterung von bestehenden automatischen Digitalisierungslösungen, welche die Digitalisierung von inhomogenen Buchbeständen vereinfachen und beschleunigen soll. Weiters soll das zu entwickelnde Gerät ebenfalls zur Digitalisierung ganzer Werke nutzbar und somit für kleinere Digitalisierungsvolumina verwendbar sein. Dafür soll eine manuelle Lösung zur Digitalisierung von Druckmedien entwickelt werden, welche in einen Digitalisierungsprozess eingebunden werden kann. Der zu entwickelnde Prototyp soll als Tischsystem aufgebaut sein, bei dem sowohl die Beleuchtung als auch die Kamera auf der Unterseite des Tisches montiert sind und durch eine Glasplatte ablichten. Durch die Fixierung der Aufnahmefläche (Glasplatte) kann die Auflösung (PPI) konstant gehalten werden, unabhängig von der Form des Druckmediums. Mit Hilfe eines programmierten Beleuchtungssimulators, der mittels FEM arbeitet, konnte ein passender LED-Typ ausgesucht und damit die Beleuchtungshomogenität der Aufnahmefläche optimiert werden. Mit Hilfe von Gegenlichtblenden konnten die LED-Balken so platziert werden, dass keine Reflexion in die Kamera erfolgt und dass die Helligkeitsschwankung über den Aufnahmebereich maximal 7% beträgt. Die verbleibende Helligkeitsschwankung konnte mittels einer Korrekturmatrix softwareseitig entfernt werden. Der Schärfentiefebereich liegt über dem der am Markt erhältlichen Flachbettscaner und kann je nach Medium durch die Blende verändert werden. Es konnte gezeigt werden, dass mit der passenden Kamera bei 300 PPI, DIN A3 formatfüllend aufgenommen werden kann. Der Geschwindigkeitsvorteil gegenüber Lösungen, die Zeilenscanner verwenden, ist offensichtlich, da mit einem Schuss die gesamte Aufnahmefläche abgelichtet werden kann. Der Prototyp konnte durch den simplen Aufbau der Einzelkomponenten inklusive der Kamera mit weniger als e1200 konstruiert werden.

At the beginning of the new millennium the digitization of libraries became a very important aspect. Only a small number of automatic digitizing solutions are available for national and international digitization projects. To handle these projects profitably and in a reasonable time frame, the digitization process requires a high throughput, which is currently achievable only in very homogeneous book inventories. But usually in older works, there are irregularities such as paper maps or loose pages. Due to this inhomogeneities, the throughput in the workflow is reduced. At the moment manually digitized pages must be imported into the administration tools of automatic digitizing solutions, which also reduces the throughput. This thesis deals with the extension of existing automated digitization solutions, which should increase the digitizing speed of inhomogeneous book collections. In addition, the device to be developed should also handle the digitization of complete works and thus be usable for smaller digitization projects. The prototype is a desktop system, both the lighting and the camera are mounted below the table shooting through a glass plate. By fixing the recording surface (glass plate) and the distance, the resolution (PPI) will be held constant, regardless of the shape of the print medium. With a programmed lighting simulator, which works by means of FEM, a suitable type of LED could be chosen and thus the homogeneity of the light receiving area could be optimized. With the help of lens hoods, the LEDs are placed in a way, that no reflection disturbes the camera and that the brightness variation on the recording surface is about 7 %. The remaining variation in brightness could be removed by software with a correction matrix. The depth of field is greater compared to the flatbed scanners available on the market and can be adapted by changing the lense apature. It was shown that with the camera, A3 can be captured full frame at 300 PPI. The advantage of speed is obvious, because of the single shot system. The prototype could be constructed by the simple structure of the individual components at less than e1200 including the camera.