CN100384207C - 校正影像参数的方法及扫描装置 - Google Patents

Abstract

校正影像参数的方法及扫描装置。首先，扫描一标准图，并相对移动标准图一实际距离。接着，产生对应实际距离的脉冲信号。然后，取得对应脉冲信号的标准距离。而后，比较实际距离与标准距离，并校正预设脉冲频率。当实际距离小于标准距离时，增加预设脉冲频率，当实际距离大于标准距离时，减少预设脉冲频率。

Description

校正影像参数的方法及扫描装置

技术领域

本发明涉及一种校正影像参数的方法及应用该方法的扫描装置，尤其涉及一种通过调整机构参数来补偿及校正影像参数的方法及装置。

背景技术

扫描装置，例如扫描仪、多功能事务机等等，为了确保每次的扫描品质，大多会设计在每次的扫描动作前，进行所谓的校正操作(calibration)。例如校正模拟前端处理芯片(Analog Front End，AFE)的增益(gain)及偏移量(offset)，以及对电荷耦合组件(charge coupledevice，CCD)的光子非均匀性响应(photo response non-uniformity，PRNU)及暗信号非均匀性现象(dark signal non-uniformity，DSNU)效应的补偿等等。

然而，上述作法引入的校正程序，仅能对于扫描系统中的电子组件部分的偏差，对影像品质所造成影响的因素予以调整。对于机构部分经过长时间的操作造成传动上的变异，并未提出校正程序，而该机构部分的传动变异，会影响文件前缘(leading edge)、扫描方向的影像放大率及色彩校色(color registration)等的精确度。

一般而言，扫描装置是通过其光机(chassis)相对于被扫描图移动，来撷取被扫描图的影像。而光机的移动由扫描装置的马达控制，例如步进马达。而如何得知光机的移动距离，是决定于步进马达使光机移动时产生的步阶脉冲数。由以下图5A、5B及5C可得知脉冲数与光机行进距离的对应关系。如图5A所示，图5A是在理想情况下，光机行进距离与步阶脉冲的关系图。分辨率为600dpi的扫描装置，假设当产生1个步阶脉冲(step pulse)时，光机在理想情况下则行进1/600英寸。若无传动上的误差，则可以看出在产生8个步阶脉冲后，光机正确地行进8/600英寸。

而机构上产生变异时，则可能使马达产生1个步阶脉冲时，光机行进距离不等于1/600英寸。如图5B所示，图5B是当光机行进距离减小时，光机行进距离与步阶脉冲的关系图。由图5B可看出当产生8个步阶脉冲后，光机并未正确地行进8/600英寸，其行进的距离仅约5.3/600英寸，但扫描装置仍认为光机行进的距离为8/600英寸。如图5C所示，图5C是在光机行进距离加大时，光机行进距离与步阶脉冲的关系图。由第5C图可看出当脉冲信号PS产生8个步阶脉冲后，光机并未正确地行进8/600英寸，其行进的距离约10.7/600英寸，但扫描装置仍认为光机行进的距离为8/600英寸。

由上述可得知，图5B及图5C的情况，会使扫描装置对于光机行进距离误判。使得图5B的情况会造成扫描所得的影像在纵轴放大，图5C的情况会造成扫描所得的影像在纵轴缩小。而前述的情况会造成文件前缘、扫描方向的影像放大率及色彩校色等参数的误差，使扫描得到的影像品质下降，且与原被扫描图相差甚远。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种校正影像参数的方法及扫描装置。

根据本发明的目的，提出一种校正影像参数的方法，用于扫描装置，该扫描装置包括光机。首先，扫描一标准图，并相对该光机移动标准图一实际距离。接着，产生对应实际距离的脉冲信号。然后，取得对应脉冲信号的标准距离。而后，比较实际距离与标准距离，并校正预设脉冲频率。当实际距离小于标准距离时，增加预设脉冲频率，当实际距离大于标准距离时，减少预设脉冲频率。

根据本发明另一发明目的，提出一种扫描装置。扫描装置包括光机、马达及处理器。光机用来扫描标准图，以产生对应的影像信号。马达用来使光机相对于标准图移动一实际距离。马达具有编码器，编码器根据马达在实际距离中的运转，产生对应的脉冲信号。处理器接收脉冲信号与影像信号，计算实际距离，比较实际距离与对应脉冲信号的标准距离，以及校正预设脉冲频率。当实际距离小于标准距离时，增加预设脉冲频率，当实际距离大于标准距离时，减少预设脉冲频率。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一个较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1是本发明较佳实施例的扫描装置的示意图；

图2是本发明较佳实施例校正影像参数的方法的流程图；

图3是标准图为待扫描文件的示意图；

图4是标准图固定在扫描装置中的示意图；

图5A是在理想情况下，光机行进距离与步阶脉冲的关系图；

图5B是当光机行进距离减小时，光机行进距离与步阶脉冲的关系图；

图5C是当光机行进距离加大时，光机行进距离与步阶脉冲的关系图；

图6A是扫描装置扫描标准图后的示意图；

图6B是光机行进的实际距离大于标准距离而得的扫描后标准图的示意图；

图6C是光机行进的实际距离小于标准距离而得的扫描后标准图的示意图。

具体实施方式

图1显示的是本发明较佳实施例的扫描装置的示意图。扫描装置100包括光机(chassis)110、马达120及处理器150。光机110例如包括光源、反射镜片、透镜及电荷耦合组件(charge coupled device，CCD)等光学及电性组件，用以撷取被扫描图的影像。

马达120例如为直流马达，用来使光机110与被扫描图产生位移。马达120具有编码器(encoder)140及码轮(code wheel)130。当马达120使光机110与被扫描图产生相对移动时，会带动码轮130转动。编码器140根据码轮130的转动状态，得知马达120的转动状态。编码器140根据马达120的运转，产生脉冲信号PS。

处理器150依据脉冲信号PS以及预设脉冲频率(default pulse per dpi)，得知光机110对于被扫描图前进的距离，来决定被扫描图的影像参数，如文件前缘(leading edge)、扫描方向的影像放大率及色彩校色(color registration)等等。脉冲信号PS为编码器140在光机110与被扫描图之间产生相对移动时所发出的脉冲数(number ofencoder pulses)，该预设脉冲频率(default pulse per dpi)则为一默认值，定义编码器(encoder)140在光机110与被扫描图之间产生相对移动每一条扫描线(scan line)之间的距离时所发出的脉冲数(number ofencoderpulses)。

当执行影像参数校正程序时，光机110扫描标准图来产生对应的影像信号，马达120使光机110与标准图相对移动一实际距离。编码器140根据马达120相对于实际距离的运转，产生脉冲信号PS。处理器150根据光机110所撷取到的标准图的影像信号计算实际距离，并比较实际距离与对应脉冲信号PS的标准距离，以校正预设脉冲频率。当实际距离小于标准距离时，处理器150增加预设脉冲频率。当实际距离大于标准距离时，处理器150减少预设脉冲频率。

标准图具有多条直线或校准线，实际距离根据这些直线或校准线的间距得知。其达成方法有二，标准图为待扫描文件，或标准图固定在扫描装置100中。如图3所示，图3是标准图为待扫描文件的示意图。标准图300为待扫描文件，其上具有多条直线，如直线L1及L2，实际距离通过直线L1及L2的间矩得知。如图4所示，图4是标准图固定在扫描装置中的示意图。在第4图中，标准图即在扫描装置100中无扫描文件的情况下，直接扫描而得。而扫描装置100则根据校准线P1及P2，或根据校准线P3及P4的间距得知实际距离。

如图2所示，图2是本发明的较佳实施例的校正影像参数的方法的流程图。首先，使光机110扫描标准图，并相对移动标准图一实际距离，如步骤21所示。接着，编码器140产生对应实际距离的脉冲信号PS，如步骤22所示。之后，处理器150取得对应脉冲信号PS的标准距离，如步骤23所示。最后，处理器150比较实际距离与标准距离，并校正预设脉冲频率，如步骤24所示。

在步骤23中，标准距离根据预设脉冲频率及脉冲信号PS计算得知，或是该扫描装置100更可包括记录单元160，处理器150可从记录单元160中取得标准距离。在步骤24中，当实际距离小于标准距离时，处理器150增加预设脉冲频率。当实际距离大于标准距离时，处理器150减少预设脉冲频率。

以光学分辨率为600dpi的扫描装置为例，假设脉冲信号PS每产生128个脉冲时，对应脉冲信号PS的标准距离是1/600英寸，预设脉冲频率即为128个脉冲。由于机构上不确定的变异因素，可能使脉冲信号PS产生128个脉冲时，光机相对移动标准图的实际距离不足1/600英寸，或是超过1/600英寸。则如步骤24所述，若实际距离大于1/600英寸，则将128个脉冲单位调小，即减少预设脉冲频率。若实际距离小于1/600英寸，则将128个脉冲单位调大，即增加预设脉冲频率。

以下将针对扫描后所得影像，其在纵轴失真的状态做下列叙述。对于扫描装置100的分辨率为600dpi，若预设脉冲频率为每dpi产生128个脉冲(pulses per dpi)，当编码器140产生具有128脉冲的脉冲信号PS时，则代表光机110前进的像素距离为1/600英寸，处理器150以脉冲信号PS计算光机前进距离与相关影像参数。如图6A所示，图6A为扫描图3中的标准图300后所得到的影像的示意图。标准图的影像610中直线L7对应直线L1，直线L8对应直线L2。直线L1及直线L2之间为1英寸。若在理想情况下，齿轮组的传动没有任何误差，直线L7及直线L8的间距为像素(pixel)P1～P600，每一像素P1至P600代表标准图300中的1/600英寸。

如图6B所示，图6B是在光机实际行进距离大于理想状态下行进距离的示意图。若齿轮的传动误差，使光机110行进的距离变大，例如光机110行进300个像素的距离即可截取到直线L7及直线L8，即每128个脉冲，光机110实际行进的距离为1/300英寸。因此我们可从第6B图观察到在直线L7及直线L8之间应为600个像素，只剩下300个像素，即像素P1’～P300’。同时影像上会多出其它多撷取的一段影像，即像素P301’～P600’所显示的影像。因编码器140产生128个脉冲时，行进的距离已不只1/600英寸。因此，必需“缩小”预设脉冲频率(Default Pulse per DPI，DPD)，得到校正脉冲频率(Corrected Pulse per DPI，CPD)：

CPD＝(300/600)*128＝64；(1)

如图6C所示，图6C是在光机实际行进的距离小于理想状态下行进的距离的示意图。若光机110实际行进的像素的单位距离变小，例如光机110原行进600个像素的距离可截取到直线L1及直线L2的影像，现在光机110行进1200个像素的距离才可截取到直线L1及直线L2，即每128个脉冲，光机110行进的距离为1/1200英寸。在直线L7及直线L8之间应为600个像素，而在图6C中，像素P1”～P600”无法看到直线L8，由于像素P1”～P600”只能看到原直线L1及直线L2之间一半的影像。因此，必需“放大”预设脉冲频率(DPD)：

CPD＝(1200/600)*128＝256；(2)

由(1)及(2)式，我们可得：

CPD＝(P/T)*DPD；(3)

其中，T为预设像素数(Theoretical number ofpixels per unit distance)，在本实施例中为600个像素代表1英寸。P为标准距离实际像素数(Practical number of pixels per unitdistance)。例如在图6B中，P为300，在图6C中，P为1200。

为使系统设计简化，则使DPD与CPD值均为整数，避免小数的出现。换句话说，即修正前后的值，DPD与CPD的差值|ΔP|最小必须为“1”，所以通过式(3)可计算该调校法则的精度补偿极限，即差值|ΔP|，其计算过程如下：

|CPD-DPD|≥1；

将CPD＝(P/T)*DPD代入前式：

|(P/T)*DPD-DPD|≥1；

将绝对值去除；

(P/T)*DPD-DPD≥1-(4)或

(P/T)*DPD-DPD≤-1-(5)；

由(4)可知：

P*DPD-T*DPD≥T；

P≥(DPD+1)*T/DPD；(6)

由(5)可知：

P*DPD-T*DPD≤-T；

P≤(DPD-1)*T/DPD；(7)

由(6)及(7)可知：

|ΔP|≥{[(DPD+1)/DPD]*T-T}/T*100％；

|ΔP|≥(100/DPD)*100％；(8)

由(8)求出差值|ΔP|所代表的意义是，只要光机移动或是纸张前进时，只要齿轮组传动上所造成的位置误差大于差值|ΔP|的范围，均可利用式(3)予以修正。

执行扫描装置100的影像参数校正程序的方式如下。一、扫描装置100可包括使用者接口(未显示于图中)，使用者可透过该使用者接口启动影像参数校正程序，例如使用扫描装置100的校正启动钮(未显示于图中)，或透过与扫描装置100电性连接的计算机主机启动。二、记录单元160也用来记录扫描装置100的使用状态，处理器150根据扫描装置100的使用状态，自动启动该影像参数校正程序。

本发明上述实施例所揭露的校正影像参数的方法及扫描装置，可校正传统校正方法上所忽略的因传动精确度下降而造成的机构参数的误差。更可进一步运算分析相关的参数，并调校补偿相关参数。使相关参数不再受到传动精确度变动而有所影响，进而确保影像品质。本发明除了可用于生产在线，作为出货前对于扫描装置的细微调校。且在使用者方面，扫描装置已到某一使用程度时，即可由使用者自行执行校正，或是由扫描装置自动校正，以确保扫描的放大率能够在长时间使用后，依然保持应有的精确度。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习该技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的改动与润饰，因此本发明的保护范围当以后附的权利要求书所界定的为准。

符号说明

100：扫描装置

110：光机

120：马达

130：码轮

140：编码器

150：处理器

160：记录单元

L1、L2、L7、L8：直线

P1、P2、P3、P4：校准线

P1～P600、P1’～P600’、P1”～P600”：像素

610、620、630：扫描后标准图

300：标准图.

Claims (16)

1.一种校正影像参数的方法，用于扫描装置，所述扫描装置包括光机，其特征在于，所述方法包括：

扫描一标准图，并相对所述光机移动所述标准图一实际距离；

产生对应所述实际距离的脉冲信号；

取得对应所述脉冲信号的一标准距离；及

比较所述实际距离与所述标准距离，并校正预设脉冲频率；

其中，当所述实际距离小于所述标准距离时，增加所述预设脉冲频率，当所述实际距离大于所述标准距离时，减少所述预设脉冲频率。

2.如权利要求1所述的校正影像参数的方法，其特征在于，所述标准图具有多条直线或校准线，所述实际距离根据所述直线或所述校准线的间距得知。

3.如权利要求1所述的校正影像参数的方法，其特征在于，所述标准图为待扫描文件。

4.如权利要求1所述的校正影像参数的方法，其特征在于，所述标准图固定在该扫描装置中。

5.如权利要求1所述的校正影像参数的方法，其特征在于，所述标准距离储存在所述扫描装置的记录单元中。

6.如权利要求1所述的校正影像参数的方法，其特征在于，所述标准距离根据所述预设脉冲频率及该脉冲信号计算得知。

7.一种扫描装置，可执行一影像参数校正程序，其特征在于，所述扫描装置包括：

光机，用来扫描标准图，以产生对应的影像信号；

马达，用来使所述光机与所述标准图相对移动一实际距离，所述马达具有编码器，所述编码器根据所述马达在所述实际距离中的运转，产生对应的脉冲信号；以及

处理器，接收所述脉冲信号与所述影像信号，根据所述影像信号计算所述实际距离，比较所述实际距离与对应所述脉冲信号的标准距离，以及校正预设脉冲频率；

当所述实际距离小于所述标准距离时，增加所述预设脉冲频率，当所述实际距离大于所述标准距离时，减少所述预设脉冲频率。

8.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置还包括记录单元以记录所述扫描装置的使用状态。

9.如权利要求8所述的扫描装置，其特征在于，所述处理器根据所述使用状态，自动启动所述影像参数校正程序。

10.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置还包括使用者接口，使用者可透过所述使用者接口启动所述影像参数校正程序。

11.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述标准图具有多条直线或校准线，所述处理器根据所述直线或所述校准线的间距得知所述实际距离。

12.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述标准图为待扫描文件。

13.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述标准图固定在所述扫描装置中。

14.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置还包括记录单元来储存所述标准距离。

15.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述标准距离由所述处理器根据所述预设脉冲频率及所述脉冲信号计算得知。

16.如权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述马达为直流马达。

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