專利名稱：一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，是一種在穿透式與非穿透式掃描器的光源中找出該光源與電荷耦合器件(CCD)間的最佳距離，以取得最佳輝度響應(yīng)的方法。
隨著電腦技術(shù)的突飛猛進，電腦的外圍設(shè)備也越來越多樣化，且性能越來越好。其中，掃描器產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，并逐漸成為電腦的標(biāo)準配置。對掃描器而言，圖像品質(zhì)是掃描器的一項極為重要的參數(shù)，而圖像品質(zhì)又與輝度有密切的關(guān)系，這是因為掃描器中電荷耦合器件的輸出信號與輝度間為一增益函數(shù)關(guān)系，即電荷耦合器件的輸出響應(yīng)與輝度成正比，所以若針對輝度作補償則能夠得到較佳的電荷耦合器件的響應(yīng)輸出。
現(xiàn)有技術(shù)中，已有多項專利是針對輝度補償以增加輝度而作出的。

圖1、圖2所示的是臺灣第82212100號有關(guān)“掃描器散光板之改良”的新型專利，使用一疊合式的散光板3，來選擇適當(dāng)?shù)牧炼取Ｔ擁棇＠夹g(shù)中，是以增加燈組裝置中元件的方式來補償輝度的，其缺點是增加了成本，且增加硬件會造成元件體積增大，而無法達到產(chǎn)品簡單輕巧的設(shè)計目的。
圖3所示是臺灣第84212924號有關(guān)“掃描器之光度補償裝置”的新型專利，該項專利技術(shù)中，是通過彎曲燈管兩端來補償燈管兩端亮度的不足。同樣，圖4及圖5中所示的燈管結(jié)構(gòu)也是用于補償兩端燈管亮度不足的，其中圖4所示的燈管兩端是彎成V型，而圖5所示的燈管兩端則彎曲成較大角度，如大于90度。所以圖3至圖5所示的燈管結(jié)構(gòu)均是通過改變燈管等硬件的方式來獲得亮度補償?shù)摹Ｆ渲饕秉c是增加成本，且容易增加掃描器體積，極需改善。
此外，有關(guān)電荷耦合器件對輝度響應(yīng)的影響，也會因為電荷耦合器件本身的制造工藝而有所差異，差異大時甚至達到±20‰，從而造成圖像掃描質(zhì)量下降。而另一方面，在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，穿透式掃描器中的光源與電荷耦合器件間是以固定距離的方式來校正掃描的，會因電荷耦合器件自身的大范圍差異而造成圖像品質(zhì)不良，如造成過曝光等。通過多次針對光源與電荷耦合器件作垂直軸分析后發(fā)現(xiàn)，利用自動對位反饋輝度的方式，即可有效改善上述現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，不增加硬件設(shè)備而可改善掃描亮度即輝度，不僅可運用于穿透式掃描器中，也可運用于非穿透式掃描器中，可有效改善傳統(tǒng)技術(shù)的缺點，且本發(fā)明的方法不僅可用于增加輝度還可用于降低輝度，即找到一個恰到好處的輝度值，不至于太亮或太暗。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，運用于掃描器中，其特征在于包括計算出掃描器中光源與電荷耦合器件間的相對位置距離；利用輝度為光源與距離的函數(shù)以及電荷耦合器件的輸出為輝度的函數(shù)，在不同的相對距離位置產(chǎn)生不同的輝度響應(yīng)；找出最佳的光源與電荷耦合器件間的相對位置，達到最佳的輝度值。
本發(fā)明的方法主要用于穿透式掃描器中，也可運用于非穿透式掃描器中，通過找出電荷耦合器件與燈組間的最佳距離，而有效提高輝度，進而提升圖像的品質(zhì)，并能容許電荷耦合器件有較大范圍的差異，以及提高信噪比(S／N)，提高圖像質(zhì)量。本發(fā)明還可有效改進穿透式掃描器(指可掃描底片或投影片的掃描器)的掃描圖像品質(zhì)，且不增加硬件成本，有效改善傳統(tǒng)技術(shù)中采用固定距離時的缺陷。
本發(fā)明方法利用的主要原理是在圖像系統(tǒng)中，輝度為光源與距離的函數(shù)，即輝度=f(光源，距離)，其中所述的距離代表光源與電荷耦合器件間的距離。另外，電荷耦合器件的輸出信號是與輝度成函數(shù)關(guān)系的，即CCD輸出=g(響應(yīng)，輝度)。由于穿透式掃描器中光源與電荷耦合器件間的位置關(guān)系為相對位置關(guān)系，所以，在利用上述的關(guān)系及使用自動對位反饋方式后，即能夠找出光源與電荷耦合器件間的最佳距離，獲得最佳的輝度響應(yīng)。
本發(fā)明是找出光源與電荷耦合器件間最佳距離的最佳化圖像品質(zhì)掃描方法，通過計算出掃描器中光源與電荷耦合器件間的相對位置距離，利用輝度為光源與距離的函數(shù)，以及電荷耦合器件的輸出為輝度的函數(shù)，即不同的相對距離位置產(chǎn)生不同的輝度響應(yīng)，進而找出一最佳相對位置，達到最佳的輝度值，提高圖像質(zhì)量。
在本發(fā)明的方法中，在一計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路的配合下，用于計算、控制光源與電荷耦合器件的相對位置，以保持最佳的相對距離。所述的計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路，還連接一上層燈組位置控制電路和一光路接收及電荷耦合器件模塊位置控制電路，而上層燈組位置控制電路連接上層燈組，光路接收及電荷耦合器件模塊位置控制電路則連接光路接收及電荷耦合器件模塊，以計算上層燈組與電荷耦合器件的相對最佳距離位置，最后該光路接收及電荷耦合器件模塊再將反饋信號送計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路，執(zhí)行自動對位反饋控制。
在本發(fā)明的方法中，配合掃描器的光機系統(tǒng)包括有燈組，為穿透式掃描器的光源；玻璃組，位于掃描器平臺的頂部，待掃描物放置于該玻璃組上；底座，是位于掃描器平臺玻璃組下方的結(jié)構(gòu)。玻璃組中包括有透明校正視窗，用于校正待掃描的物件。光機系統(tǒng)的底座中包括有數(shù)個反射鏡，用于反射光源的光線以形成一光路，再經(jīng)由透鏡而傳送至電荷耦合器件，最終輸出掃描的圖像信號。
本發(fā)明的方法包括(a)開始執(zhí)行程序；(b)移動掃描器玻璃組下的底座；(c)移動照射透明物的燈組，由起始位置橫越視窗；(d)配合電荷耦合器件的規(guī)格，找出燈組與電荷耦合器件間的最佳相對位置；(e)保持最佳校正位置且掃描圖像；(f)動態(tài)檢測前述校正位置。
下面結(jié)合實施例及附圖進一步說明本發(fā)明的技術(shù)圖1是現(xiàn)有技術(shù)中改善散光板的專利技術(shù)立體分解結(jié)構(gòu)示意2是圖1散光板的部分組合結(jié)構(gòu)示意3是傳統(tǒng)技術(shù)中改變燈管結(jié)構(gòu)以補償輝度的燈管示意4、圖5是傳統(tǒng)技術(shù)中兩種改變燈管兩側(cè)結(jié)構(gòu)以補償輝度的燈管示意6是本發(fā)明方法實施例的流程框7是本發(fā)明實施例中計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路的原理框8是本發(fā)明實施例中掃描器光機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框1至圖5說明前已述及不再贅述。
本發(fā)明涉及一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，該方法的核心是找出電荷耦合器件模塊與燈組間的最佳相對位置距離，從而有效找到最適當(dāng)?shù)妮x度，進而提高圖像品質(zhì)，并能容許電荷耦合器件間有較大范圍的差異，以及提高信／噪比，增進圖像品質(zhì)。本發(fā)明的方法一般應(yīng)用于穿透式掃描器上，但也可同時運用于非穿透式掃描器中。
首先，本發(fā)明計算出該穿透式掃描器中光源與電荷耦合器件間的相對位置距離，利用輝度為光源與距離的函數(shù)，以及電荷耦合器件的輸出為輝度的函數(shù)，使不同的相對距離位置產(chǎn)生不同的輝度響應(yīng)，進而找出一最佳的相對位置，達到最佳的輝度值，提高圖像品質(zhì)。
參見圖6，圖中示出本發(fā)明方法的一實施例流程，其步驟包括從步驟200開始；步驟202，移動掃描器玻璃組下的底座；步驟204，移動用于照射透明物的燈組，由起始位置橫越視窗；步驟206，配合電荷耦合器件的規(guī)格，找出燈組與電荷耦合器件間的最佳相對位置；步驟208，保持最佳校正位置并掃描圖像；步驟210，隨時保持動態(tài)檢測前述的校正位置。
步驟206中的燈組與電荷耦合器件間的最佳距離，并不以最大值或最小值為目標(biāo)，而是以該距離所產(chǎn)生的不同的輝度響應(yīng)值為目標(biāo)，從而找出最佳的輝度響應(yīng)時的距離，即為燈組與電荷耦合器件間的最佳距離。步驟206中所述的燈組與電荷耦合器件間的最佳距離，主要運用于掃描器的圖像系統(tǒng)中，輝度與光源與距離成一函數(shù)關(guān)系，即不同距離產(chǎn)生不同的輝度，而選擇出最佳的輝度，以決定最佳的光源與電荷耦合器件間的距離。另一方面，步驟210中所述的動態(tài)檢測校正位置，是指能夠隨時依照電荷耦合器件的不同特性差異，以及依照不同的光源亮度(燈管使用日久后，會有亮度減弱的現(xiàn)象發(fā)生，不能與新燈管的亮度相比)，而能隨時調(diào)整成適當(dāng)?shù)木嚯x。
參見圖7，為配合圖6步驟，圖中示出實現(xiàn)本發(fā)明方法的驅(qū)動控制電路，是計算相對位置控制電路的框圖。包括一計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路15，用于計算控制該光源與電荷耦合器件間的相對位置，而保持最佳的相對距離。該計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路15的輸出端分別連接一上層燈組位置控制電路25和一光路接收及電荷耦合器件模塊位置控制電路65，上層燈組位置控制電路25連接一上層燈組20，光路接收及電荷耦合器件模塊位置控制電路65則連接一光路接收及電荷耦合器件模塊60，用于分別計算驅(qū)動上層燈組20與光路接收及電荷耦合器件模塊60的相對最佳距離位置，上層燈組20及光路接收及電荷耦合器件模塊60輸出反饋信號并連接至計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路15，進行自動對位反饋控制。
本發(fā)明也可運用于非穿透式掃描器中，其實施電路同圖7中所示，不同之處是僅將上層燈組20改為燈組(上層燈組是指穿透式掃描器中的燈罩的燈組，而燈組是指一般的非穿透式掃描器的燈組)。
參見圖8，圖中示出本發(fā)明實施例掃描器光機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。掃描器中的光機系統(tǒng)10包括有燈組，是上層燈組20，為穿透式掃描部分的光源，該上層燈組20下方設(shè)置玻璃組30，為掃描器平臺的頂部，將待掃描物放置在玻璃組30上。玻璃組30上有透明校正視窗32，用于校正待掃描物。該光機系統(tǒng)10中還包括有底座40，是指掃描器平臺位于玻璃組30下方的結(jié)構(gòu)。
光機系統(tǒng)10中，底座40中設(shè)有數(shù)個反射鏡，包括第一反射鏡42、第二反射鏡44、第三反射鏡46及第四反射鏡48等。用于反射該上層燈組20光源的光線而形成光路，然后經(jīng)由透鏡50傳送給光路接收及電荷耦合器件模塊60，輸出掃描的圖像信號，完成以光機系統(tǒng)10讀取掃描圖像信號的過程。
綜上所述，本發(fā)明的最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其主要目的是改善傳統(tǒng)的用增加硬件補償輝度時的缺點，由本發(fā)明所提出的燈組與電荷耦合器件間的最佳相對位置，而找出最佳輝度響應(yīng)，以提高掃描圖像的品質(zhì)，充分顯示出本發(fā)明的目的及功效并具有實用性。
以上所述，僅為本發(fā)明方法的一最佳實施例，凡在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)所作的均等變化及修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1．一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，運用于掃描器中，其特征在于包括計算出掃描器中光源與電荷耦合器件間的相對位置距離；利用輝度為光源與距離的函數(shù)以及電荷耦合器件的輸出為輝度的函數(shù)，在不同的相對距離位置產(chǎn)生不同的輝度響應(yīng)；找出最佳的光源與電荷耦合器件間的相對位置，達到最佳的輝度值。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括設(shè)置一計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路，用于計算控制所述光源與電荷耦合器件間的相對位置，保持最佳化的相對距離。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于在所述的計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路的輸出端上分別連接一上層燈組位置控制電路及一光路接收及電荷耦合器件模塊位置控制電路，并將上層燈組與上層燈組位置控制電路連接，將光路接收及電荷耦合器件模塊位置控制電路與一光路接收及電荷耦合器件模塊連接，用于計算上層燈組與電荷耦合器件間的相對最佳距離位置；最后將光路接收及電荷耦合器件模塊的反饋信號連接至所述的計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路，執(zhí)行自動對位反饋控制。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括有掃描器光機系統(tǒng)的配合；在光機系統(tǒng)中設(shè)置掃描部分的光源；在掃描器平臺頂部設(shè)置放置待掃描物的玻璃組；和在掃描器平臺玻璃組下方設(shè)置底座結(jié)構(gòu)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括在所述的光機系統(tǒng)的玻璃組中設(shè)置透明校正視窗，用于校正待掃描的物件。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括在所述光機系統(tǒng)的底座中設(shè)置一個以上的反射鏡，用于反射光源的光線而形成光路；反射光最終經(jīng)由一透鏡傳送至電荷耦合器件，由電荷耦合器件輸出掃描圖像信號。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于所述的計算出掃描器中光源與電荷耦合器件間的相對位置距離還進一步包括(a)開始執(zhí)行程序；(b)移動掃描器玻璃組下的底座；(c)移動照射透明物的燈組，由起始位置橫越視窗；(d)配合電荷耦合器件的規(guī)格，找出燈組與電荷耦合器件間的最佳相對位置距離；(e)保持最佳校正位置并掃描圖像；(f)動態(tài)檢測前述的校正位置。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于所述的步驟(b)，包括在底座中設(shè)置一個以上的反射鏡，順序地接收光源燈組投射透明物時所產(chǎn)生的光信號；和將最后一反射鏡反射的光線經(jīng)透鏡送至電荷耦合器件；由電荷耦合器件最后輸出圖像掃描信號。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于所述的步驟(d)，找出的燈組與電荷耦合器件間的最佳相對位置距離，是該距離所產(chǎn)生的不同輝度響應(yīng)值，所找出的最佳輝度響應(yīng)時的距離即為所述燈組與電荷耦合器件間一最佳距離。
10．根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于所述的步驟(d)，找出的燈組與電荷耦合器件間的最佳相對位置距離是利用掃描器的圖像系統(tǒng)，輝度與光源與距離成函數(shù)關(guān)系，以及不同距離產(chǎn)生不同輝度，來選擇最佳的輝度，和決定最佳的光源與電荷耦合器件間的距離。
11．根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于所述的步驟(f)，動態(tài)檢測校正位置包括隨時依照電荷耦合器件間的特性差異，以及依照光源亮度的不同而隨時適當(dāng)?shù)卣{(diào)整距離。
12．根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括在一計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路的配合下，計算控制光源與電荷耦合器件間的相對位置，來保持最佳的相對位置距離。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括在所述的計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路的輸出端上分別連接一上層燈組位置控制電路及一光路接收及電荷耦合器件模塊位置控制電路，并將上層燈組與上層燈組位置控制電路連接，將光路接收及電荷耦合器件模塊位置控制電路與一光路接收及電荷耦合器件模塊連接，用于計算上層燈組與電荷耦合器件間的相對最佳距離位置；最后將光路接收及電荷耦合器件模塊的反饋信號連接至所述的計算輝度響應(yīng)及控制相對模塊位置電路，執(zhí)行自動對位反饋控制。
14．根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括有掃描器光機系統(tǒng)的配合；在光機系統(tǒng)中設(shè)置掃描部分的光源；在掃描器平臺頂部設(shè)置放置待掃描物的玻璃組；和在掃描器平臺玻璃組下方設(shè)置底座結(jié)構(gòu)。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括在所述的光機系統(tǒng)的玻璃組中設(shè)置透明校正視窗，用于校正待掃描的物件。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于還包括在所述光機系統(tǒng)的底座中設(shè)置一個以上的反射鏡，用于反射光源的光線而形成光路；反射光最終經(jīng)由一透鏡傳送至電荷耦合器件，由電荷耦合器件輸出掃描圖像信號。
17．根據(jù)權(quán)利要求1至16所述的一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法，其特征在于所述的掃描器包括穿透式掃描器和非穿透式掃描器，穿透式掃描器中的燈組是上層燈組，非穿透式掃描器中的燈組是燈組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種最佳化圖像品質(zhì)掃描的方法,可運用于穿透式與非穿透式掃描器中。通過計算出電荷耦合器件與燈組間的相對位置距離,利用輝度為光源與距離的函數(shù),以及電荷耦合器件的輸出為輝度的函數(shù),即不同的相對距離位置產(chǎn)生不同的輝度響應(yīng),而找出最佳的相對位置距離,達到最佳的輝度值,進而提高圖像的掃描品質(zhì)。并容許電荷耦合器件能在較大的范圍內(nèi)存在差異,以及提高信/噪比,增進掃描的圖像質(zhì)量。
文檔編號G06K9/58GK1279445SQ99109349
公開日2001年1月10日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者黃英俊, 陳世煌 申請人:力捷電腦股份有限公司