專利名稱：利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置及一種方法，用于增加平臺式掃描器的掃描精確性及品質(zhì)，特別是利用一個具有閉環(huán)路控制技術(shù)的步進電機來增加掃描精確性及品質(zhì)的裝置及方法。
科學(xué)的進步已明顯地導(dǎo)致許多掃描器被制造用以達成不同種類的需求。所有反射性文件(例如紙張和名片)及穿透性文件(例如投影片或幻燈片)均可應(yīng)用不同的掃描器掃描，且其掃描圖像可被儲存作進一步的處理。傳統(tǒng)上掃描器可被分類為平臺式掃描器(flatbedscanner)，像復(fù)印機一樣將所有欲掃描文件置于其透明窗上來執(zhí)行掃描，而饋入式掃描器將欲掃描文件饋入掃描器中以產(chǎn)生掃描圖像。最近，掃描器被制造得比以往小，用于達到能將掃器內(nèi)建入電腦機殼里的目的，雖然內(nèi)建式掃描器較以往尺寸小，然而內(nèi)建式掃描器已有成為個人電腦的標(biāo)準(zhǔn)配置的趨勢。
除了上述的內(nèi)建于電腦機殼需求的外，掃描器亦需有較高解析度用以產(chǎn)生人類視覺較舒適的掃描圖像，例如，現(xiàn)今的解析度正由300dpi(每寸點數(shù))增加至600dPi或更高?，F(xiàn)有技術(shù)中，步進電機(step motor)通常用于掃描器中作為驅(qū)動圖像敏感器(imagesensor)，因為一開環(huán)路控制(open loop control)可輕易地達到控制圖像敏感器的移動步數(shù)，例如，步進電機可驅(qū)動一接觸型圖像敏感器(Contact Image Sensor，CIS)依據(jù)欲掃描文件的尺寸而一步一步地移動掃描。通常，步進電機對掃描圖像的品質(zhì)的影響是很顯著的，因為當(dāng)步進電機在低轉(zhuǎn)速(通常150至250PPS(每秒脈沖))下運行時會自然產(chǎn)生共振頻率，而且步進電機通常因一步一步地移動而造成噪音的產(chǎn)生。此外，開環(huán)控制無法控制圖像敏感器的實際移動步數(shù)，因為沒有反饋信息用以確認(rèn)實際移動步數(shù)。另一種用于控制移動步數(shù)的技術(shù)是應(yīng)用一閉環(huán)控制(close loop control)，其利用一額外地址敏感器(address sensor)反饋圖像敏感器的目前地址作為調(diào)整，因此需要一編碼器接收來自地址敏感器的目前地址，并將其轉(zhuǎn)換成圖像敏感器的正確移動。此外，額外的編碼器亦需要額外電路，也將明顯地增加掃描器的成本，因此需要一種裝置，其中所有上述的缺點均可被克服以增加平臺式掃描器的掃描精確性及品質(zhì)。
本發(fā)吸的目的是提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描精度及品質(zhì)的裝置及方法。
本發(fā)明的裝置是這樣實現(xiàn)的其至少包含有一光學(xué)尺(optical ruler)，具有若干個交錯的線對圖案(line-pair patterns)；圖像產(chǎn)生裝置，掃描該光學(xué)尺以產(chǎn)生若干個校準(zhǔn)圖像，及掃描一被掃描文件產(chǎn)生一被掃描文件的掃描圖像；以及驅(qū)動裝置，輸入該校準(zhǔn)圖像，當(dāng)該校準(zhǔn)圖像指出該掃描圖像需重新掃描時，驅(qū)動該圖像產(chǎn)生裝置再次產(chǎn)生該掃描圖像。
其中上述校準(zhǔn)圖像是用來執(zhí)行一圖像補償以修復(fù)上述的掃描圖像。
其中上述的線對圖案包含交錯的黑色方塊及白色方塊。
其中上述黑色方塊寬度及上述的白色方塊寬度具有相同的尺寸。
其中上述圖像產(chǎn)生裝置至少包含一圖像敏感器。
其中上述驅(qū)動裝置至少包含一步進電機(Step motor)。
本發(fā)明的方法是這樣實現(xiàn)的該方法至少包含步驟產(chǎn)生一校準(zhǔn)圖像；產(chǎn)生該掃描文件的一掃描圖像；利用該校準(zhǔn)圖像得到該掃描圖像的掉線產(chǎn)生處；利用驅(qū)動該圖像敏感器而得到實際移動步數(shù)；以及當(dāng)該實移動步數(shù)低于一移動預(yù)定臨界值，或當(dāng)該掉線總數(shù)量高于一數(shù)量預(yù)定臨界值時，重新產(chǎn)生該欲掃描文件的該掃描圖像。
其中上述的校準(zhǔn)圖像是由掃描一光學(xué)尺而得到。
其中利用上述校準(zhǔn)圖像用于執(zhí)行一圖像補償以修復(fù)上述的掃描圖像。
其中上述的光學(xué)尺包含交錯的線對圖案(line pair patterns)。
其中上述交錯的線對圖案包含交錯的黑色方塊及白色方塊。
其中上述黑色方塊寬度及上述的白色方塊寬度具有相同的尺寸。
其中上述平臺式掃描器包含若干個上述的光學(xué)尺。
該方法至少包含步驟利用掃描一光學(xué)尺產(chǎn)生一掃描圖像，該光學(xué)尺包含交錯的黑色方塊及白色方塊；產(chǎn)生被掃描文件的一掃描圖像；利用該校準(zhǔn)圖像得到該掃描圖像的掉線產(chǎn)生處；利用該校準(zhǔn)圖像執(zhí)行一圖像補償修復(fù)該掃描圖像；利用該校準(zhǔn)圖像產(chǎn)生一移動距離；利用該移動距離驅(qū)動該圖像敏感器而得到實際移動步數(shù)；以及，當(dāng)該實際移動步數(shù)低于一移動預(yù)定臨界值，或當(dāng)該掉線總數(shù)量高于一數(shù)量預(yù)定臨界值時，重新產(chǎn)生該欲掃描文件的掃描圖像。
其中上述光學(xué)尺依靠上述的平臺式掃描器的透明窗安置。
其中上述黑色方塊寬度及上述的白色方塊寬度具有相同的尺寸。
其中上述平臺式掃描器包含若干個上述的光學(xué)尺。
其中每一上述光學(xué)尺用于一預(yù)定的掃描解析度。
本發(fā)明是利用閉環(huán)技術(shù)來增加掃描精確性及品質(zhì)的裝置及方法，光學(xué)尺沿著圖像敏感器的掃描方向安置作為調(diào)整移動步數(shù)的校準(zhǔn)參考，每一光學(xué)尺涂有黑白方塊交織的線對圖案，黑色及白色方塊設(shè)計為相同的寬度。當(dāng)掃描敏感器開始掃描，得到包括若干個交錯的黑色及白色映像點的校準(zhǔn)圖像，籍由計算黑色及白色映像的數(shù)量，以及校準(zhǔn)圖像中灰度數(shù)所對應(yīng)的像素位置，可輕易地得到圖像敏感器實際移動距離，移動距離可被轉(zhuǎn)換成圖像敏感器的移動步數(shù)，若移動步數(shù)較需求的少，則圖像敏感器將被驅(qū)動再次掃描圖像以提高掃描圖像的精確性及品質(zhì)。
下面結(jié)合


本發(fā)明的特點。
圖1說明一光學(xué)尺應(yīng)用于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；圖2說明垂直于掃描方向的目的方向的掃描范圍示意圖；圖3描繪一波形圖平行于掃描方向的目的方向的示意圖；圖1說明一圖形代表當(dāng)一光學(xué)尺103應(yīng)用于一掃描器101，一欲掃描文件置于透明窗102上端，且掃描文件的欲掃描頁面向透明窗102，掃描文件依掃描方向104掃描，黑色方塊105及白色方塊106交錯地繪于光學(xué)尺103。請注意于本發(fā)較佳實施例中黑色方塊105及白色方塊106被設(shè)計為具有相同寬度。此外，光學(xué)尺依靠透明窗102放置，但由光學(xué)尺103驅(qū)動校準(zhǔn)圖像將不會出現(xiàn)在欲掃描文件的掃描圖像，所以圖像敏感器的寬度必須大于透明窗102的寬度。請參見圖2，其中描繪上述寬度之間的關(guān)系，圖2中圖像敏感器的寬度201明顯大于透明窗102的寬度203，然而，一圖像敏感器202(例如接觸型圖像敏感器(ClS)或電耦合裝置(Charge，Coupled Device，CCD)皆可用于接收由被掃描文件及光學(xué)而來的光束。
由光學(xué)尺103所獲得掃描圖像將包括交錯的黑色及白色映像點，例如，圖3描繪經(jīng)由掃描光學(xué)尺103的交錯的黑色及白色映像點(分別以Po及Pw表示)校準(zhǔn)圖像，圖3中掃描圖像的長度沿掃描方向增加，明顯地，圖3中掃描圖像可被應(yīng)用于計算圖像敏感器的移動步數(shù)，因為黑色及白色映像點的數(shù)量可被轉(zhuǎn)換成圖像敏感器的實移動步數(shù)，所以實際移動步數(shù)可與需求移動步數(shù)比較，藉由反饋移動距離而得到實際移動步數(shù)，一閉環(huán)控制至此完成。
此外，當(dāng)實際移動步數(shù)與需求移動步數(shù)之間差值大于一預(yù)定臨界值時，掃描操作必須重新執(zhí)行。傳統(tǒng)上，掃描器包含一些儲存器用來儲存掃描圖像的掃描數(shù)據(jù)，然后當(dāng)存儲器幾乎飽和時，再將掃描數(shù)據(jù)一組一組地輸出。因為掃描數(shù)據(jù)的輸出將使掃操作暫時中斷，然而步進電機仍持續(xù)驅(qū)動圖像敏感器移動掃描，如此可能有一些掃描線條在輸出掃描數(shù)據(jù)期間漏掉，上述缺點將顯著地影響掃描圖像的品質(zhì)，特是需求高解析度的今日，表示比以前需要更多的存儲器及更多的數(shù)據(jù)傳輸。利用本發(fā)明的技術(shù)，移動步數(shù)可輕易地得到，此外，校準(zhǔn)圖像可顯示掃描線條未出現(xiàn)之處，圖像補償可選擇性地執(zhí)行在掃描線條漏掉的地方，以修復(fù)掃描圖像；或者當(dāng)掃描線條漏失總數(shù)高于預(yù)定臨界值時重新執(zhí)行掃描操作。再者，可在透明窗邊置放若干個具有不同解析度的光學(xué)尺，以在不同的掃描解析度中做校準(zhǔn)之用。
總之，本發(fā)明是一種裝置及一種方法，用以增加掃描精確性及品質(zhì)，應(yīng)用一閉環(huán)控制藉由反饋圖像敏感器的移動距離而得到實際移動步數(shù)，當(dāng)實際移步數(shù)低于一預(yù)定臨界值，則可決定再執(zhí)行掃描操作，掃描圖像的精確性及品質(zhì)不需額外的電路及編碼器即可改進。
權(quán)利要求
1.一種利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置，其特征在于其至少包含有一光學(xué)尺，具有若干個交錯的線對圖案；圖像產(chǎn)生裝置，掃描該光學(xué)尺以產(chǎn)生若干個校準(zhǔn)圖像，及掃描一被掃描文件產(chǎn)生一被掃描文件的掃描圖像；以及驅(qū)動裝置，輸入該校準(zhǔn)圖像，當(dāng)該校準(zhǔn)圖像指出該掃描圖像需重新掃描時，驅(qū)動該圖像產(chǎn)生裝置再次產(chǎn)生該掃描圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置，其特征在于其中上述校準(zhǔn)圖像是用來執(zhí)行一圖像補償以修復(fù)上述的掃描圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置，其特征在于其中上述的線材圖案包含交錯的黑色方塊及白色方塊。
4.如權(quán)利要求1所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置，其特征在于其中上述黑色方塊寬度及上述的白色方塊寬度具有相同的尺寸。
5.如權(quán)利要求1所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置，其特征在于其中上述圖像產(chǎn)生裝置至少包含圖像敏感器。
6.如權(quán)利要求1所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置，其特征在于其中上述驅(qū)動裝置至少包含一步進電機。
7.一種利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，該平臺掃描器包括一圖像敏感器，用以掃描一欲掃描文件，其特征在于該方法至少包含步驟產(chǎn)生一校準(zhǔn)圖像；產(chǎn)生該掃描文件的一掃描圖像；利用該校準(zhǔn)圖像得到該掃描圖像的掉線產(chǎn)生處；利用驅(qū)動該圖像敏感器而得到實際移動步數(shù)以及當(dāng)該實移動步數(shù)低于一移動預(yù)定臨界值，或當(dāng)該掉線總數(shù)量高于一數(shù)量預(yù)定臨界值時，重新產(chǎn)生該欲掃描文件的該掃描圖像。
8.如權(quán)利要求7所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置，其特征在于其中上述的校準(zhǔn)圖像是由掃描一光學(xué)尺而得到。
9.如權(quán)利要求7所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置，其特征在于其中利用上述校準(zhǔn)圖像用于執(zhí)行一圖像補償以修復(fù)上述的掃描圖像。
10.如權(quán)利要求7所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，其特征在于其中上述的光學(xué)尺包含交錯的線對圖案。
11.如權(quán)利要求10所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，其特征在于其中上述交錯的線對圖案包含交錯的黑色方塊及白色方塊。
12.如權(quán)利要求11所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，其特征在于其中上述黑色方塊寬度及上述的白色方塊寬度具有相同的尺寸。
13.如權(quán)利要求8所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，其特征在于其中上述平臺式掃描器包含若干個上述的光學(xué)尺。
14.一種利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，該平臺掃描器包括一圖像敏感器，用以掃描一欲掃描文件，其特征在于該方法至少包含步驟利用掃描一光學(xué)尺產(chǎn)生一掃描圖像，該光學(xué)尺包含交錯的黑色方塊及白色方塊；產(chǎn)生被掃描文件的一掃描圖像；利用該校準(zhǔn)圖像得到該掃描圖像的掉線產(chǎn)生處；利用該校準(zhǔn)圖像執(zhí)行一圖像補償修復(fù)該掃描圖像；利用該校準(zhǔn)圖像產(chǎn)生一移動距離；利用該移動距離驅(qū)動該圖像敏感器而得到實際移動步數(shù)；以及，當(dāng)該實際移動步數(shù)低于一移動預(yù)定臨界值，或該掉線總數(shù)量高于一數(shù)量預(yù)定臨界值時，重新產(chǎn)生該欲掃描文件的掃描圖像。
15.如權(quán)利要求14所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，其特征在于其中上述光學(xué)尺依靠上述的平臺式工掃描器的透明窗安置。
16.如權(quán)利要求14所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，其特征在于其中上述黑色方塊寬度及上述的白色方塊寬度具有相同的尺寸。
17.如權(quán)利要求14所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的方法，其特征在于其中上述平臺式掃描器包含若干個上述的光學(xué)尺。
18.如權(quán)利要求17所述的利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)及方法，其特征在于其中每一上述光學(xué)尺用于一預(yù)定的掃描解析度。
全文摘要
一種利用閉環(huán)控制增加平臺式掃描器掃描品質(zhì)的裝置及方法,是將光學(xué)尺沿著圖像敏感器的掃描方向安置作為調(diào)整移動步數(shù)的校準(zhǔn)參考,每一光學(xué)尺涂有相同寬度的黑白方塊交織的線對圖案。當(dāng)掃描敏感器開始掃描,得到包括若干個交錯的黑色及白色映像點的校準(zhǔn)圖像,藉由計算黑色與白色映像的數(shù)量,以及校準(zhǔn)圖像中灰度數(shù)所對應(yīng)的像素位置,可輕易地得到圖像敏感器實際移動距離,移動距離可被轉(zhuǎn)換成圖像敏感器的移動步數(shù),若移動步數(shù)較需求的少,則圖像敏感器將被驅(qū)動再次掃描,以提高掃描圖像的精確性及品質(zhì)。
文檔編號G06K9/00GK1244682SQ9810342
公開日2000年2月16日 申請日期1998年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月6日
發(fā)明者李酉文, 蔡振財 申請人:鴻友科技股份有限公司