CN1158850C - 图像拾取的前置处理装置 - Google Patents

Abstract

一种图像拾取的前置处理装置，包括图像感测模块、多工器单元与模拟信号处理器。图像感测模块包括多个单色图像感测器及一黑白图像感测器，分别输出多个单色模拟图像信号与黑白模拟图像信号。多工器单元接收黑白模拟图像信号与部分多个单色模拟图像信号，并选择输出黑白模拟图像信号或部分单色模拟图像信号。模拟信号处理器接收黑白模拟图像信号或单色模拟影像信号与其它未连接到多工器单元的单色模拟图像信号，并输出数字图像信号。

Description

图像拾取的前置处理装置

技术领域

本发明涉及一种图像拾取的前置处理装置，特别是涉及一种在图像拾取装置中，利用多工器(Multiplexer)来处理黑白扫描和彩色扫描所得的模拟信号的前置处理装置。

背景技术

图1为传统图像拾取装置的结构方块图。请参照图1，待扫描图像如文件或是照片是由图像感测模块10来扫描，而得到待扫描图像的红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)的模拟信号。图像感测模块10包括不同颜色的图像感测器，不同颜色的图像感测器所输出的模拟信号的大小及准位不同，所以这些模拟信号须再经模拟信号处理器(Analog Signal Processor)12处理之后，最后而转换成数字信号，以便图像处理电路14做图像处理。

一般来说，比较常用的彩色扫描器的图像感测模块10有电荷耦合元件(Charge Coupled Device，以下称为CCD)模块和接触式图像感测(ContactImage Sensor，以下称为CIS)模块两种。首先，我们先来说明CCD模块。

因为可见光可分解为红色、绿色以及蓝色等三原色，所以一般彩色的CCD模块都会具有此三原色的图像感测器。请参考图2，其绘示CCD模块的结构图，一个CCD模块20包括三个单色CCD图像感测器22、24和26，分别可以感测到待扫描图像反射之后的红色、绿色以及蓝色分量。另外，因为扫描器并非都做为彩色扫描，对于一般的文件，通常只须要用黑白扫描的功能，而传统黑白扫描功能有三种方式。第一种是利用原本彩色扫描所用到的红色、绿色或蓝色三组单色CCD图像感测器22、24以及26的其中一个，通常是用绿色的单色CCD图像感测器24，做黑白扫描，但这有一个缺点，例如，以绿色的单色CCD图像感测器24来做黑白扫描用时，绿色的互补色会被滤掉，即红色部分会因而消失，而导致图像失真。第二种方式为以彩色模式扫描，使红色、绿色和蓝色等三组单色CCD图像感测器22、24以及26一并感光，再以电路或软件的方式做合成处理，得到黑白的图像，此一做法在速度上较慢。第三种方式是在CCD模块20上多加一条专门用来做黑白扫描的黑白CCD图像感测器28，如图2所示。

另外，请参考图3，其为具有单排的移位寄存器的单排(Single)单色CCD图像感测器的结构图。单排单色CCD图像感测器30是由感光元件34和单排移位寄存器(Shift Register)32所组成的。单排移位寄存器(Shift Register)32即电荷耦合元件(Charge Coupled Device)，一般而言，在一个时钟脉冲中，图像数据只能向单一特定方向传递一格，所以这也是为什么被称为移位寄存器的原因。

CCD图像感测器的另一种结构是具有两排移位寄存器的双排(Dual)单色CCD图像感测器。其结构图如图4所示，双排单色CCD图像感测器40因为具有两排的移位寄存器44和46，所以其数据传送的速度比上述图3中的单排单色CCD图像感测器30快一倍。另外，双排单色CCD图像感测器40具有两个输出，各为奇数(odd)点图像数据输出和偶数(even)点图像数据输出，而上述图3中的单排单色CCD图像感测器30则只有一个输出。

在上述达成黑白扫描的第三种方式中，即直接加上一条黑白CCD图像感测器，传统的做法，会需要另外一组电路专门用来对黑白CCD图像感测器所输出的模拟信号做处理。另外，因为模拟信号无法像数字信号一样承受较大的信号线间的相互干扰问题(crosstalk)，而上述传统做法因增加一条模拟信号处理线路，也会增加信号线间彼此互相干扰的情况，使信号质量变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像拾取的前置处理装置，用于图像拾取装置中，利用多工器单元来处理黑白扫描和彩色扫描所得的模拟信号的前置处理装置。如此，通过多工器单元，黑白扫描和彩色扫描所得的模拟信号可以共用相同的模拟信号处理器，而可以简化电路、节省成本同时减少信号干扰问题。

根据本发明的目的，提出一种图像拾取的前置处理装置，包括一图像感测模块，包括多个单色图像感测器，用以输出多个单色模拟图像信号，其中该多个单色图像感测器包括一红色单色图像感测器、一绿色单色图像感测器与一蓝色单色图像感测器，用以分别输出一红色模拟图像信号、一绿色模拟图像信号与一蓝色模拟图像信号，及一黑白图像感测器，用以输出一黑白模拟图像信号；一多工器单元，包含有第一多工器和第二多工器，用以接收该黑白模拟图像信号与部分该多个单色模拟图像信号，并选择输出该黑白模拟图像信号或部分该多个单色模拟图像信号；以及一模拟信号处理器，用以接收该多工器单元输出的该黑白模拟图像信号，或该多工器单元输出的部分该多个单色模拟图像信号与其它未连接到该多工器单元的该多个单色模拟图像信号，并输出一数字图像信号，所述前置装置的特征在于所述黑白图像感测器包括第一移位寄存器和第二移位寄存器两排移位寄存器。

根据本发明的再一目的，提出一种扫描器，其特征在于包括一图像拾取的前置处理装置，该前置处理装置包括：一图像感测模块，包括：多个单色图像感测器，用以输出多个单色模拟图像信号，其中该多个单色图像感测器包括一红色单色图像感测器、一绿色单色图像感测器与一蓝色单色图像感测器，用以分别输出一红色模拟图像信号、一绿色模拟图像信号与一蓝色模拟图像信号，及一黑白图像感测器，其包括第一移位寄存器和第二移位寄存器两排移位寄存器，用以输出一黑白模拟图像信号；一多工器单元，包含有第一多工器和第二多工器，用以接收该黑白模拟图像信号与部分该多个单色模拟图像信号，并选择输出该黑白模拟图像信号或部分该多个单色模拟图像信号；以及一模拟信号处理器，用以接收该多工器单元输出的该黑白模拟图像信号，或该多工器单元输出的部分该多个单色模拟图像信号与其它未连接到该多工器单元的该多个单色模拟图像信号，并输出一数字图像信号。

附图说明

下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中：

图1为传统图像拾取装置的结构方块图；

图2为传统CCD模块的结构图；

图3为传统单排单色CCD感测器的结构图；

图4为传统双排单色CCD感测器的结构图；

图5为本发明一较佳实施例的实例一的一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图；

图6为本发明一较佳实施例的实例二的一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图；

图7为本发明一较佳实施例的实例三的一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图；

图8为本发明一较佳实施例的实例四的一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图；

图9为本发明一较佳实施例的实例五的一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图；

图10为传统的LED式CIS模块的结构图；

图11为本发明一较佳实施例的实例六的一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图。

具体实施方式

在本发明图像拾取的前置处理装置中，利用多工器来选择彩色图像感测器之一与黑白图像感测器的输出作为多工器的输入，避免模拟信号线间的互相干扰、且可节省原本为求改善扫描效果，而需要另以一黑白图像信号的处理电路来处理黑白图像感测器的输出所需的硬件成本，以下用六个应用实例来作说明。

实例一：

请参照图5，其为本发明一较佳实施例的一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图。如图5所示，在CCD模块500中包括有红色、绿色和蓝色三组单色CCD图像感测器530、540和550，以及一组黑白CCD图像感测器560。然后，以一多工器570接收CCD模块500中红色、绿色或蓝色三组单色CCD图像感测器530、540和550之一与黑白CCD图像感测器560的输出，例如多工器570接收绿色的单色CCD图像感测器540和黑白CCD图像感测器560的输出来做为其输入，而选择将绿色的单色CCD图像感测器540或黑白CCD图像感测器560的输出作为多工器570的输出。如此一来，黑白CCD图像感测器560的输出再经由多工器570输出后，就可以经由原来处理彩色扫描的电路来处理，而不需要另以一黑白图像信号的处理电路来处理黑白图像感测器的输出，而可节省所需的硬件成本。之后，再经由模拟信号处理器510将所扫描所得到的模拟信号处理而输出数字信号，即完成图像拾取装置的前置处理。

实例二：

请参照图6，其为本发明一较佳实施例的另一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图。如图6所示，此时多工器670位于CCD模块600内。在CCD模块600中，以一多工器670接收CCD模块600中红色、绿色或蓝色三组单色CCD图像感测器630、640和650之一与黑白CCD图像感测器660的输出，例如多工器670接收绿色的单色CCD图像感测器640和黑白CCD图像感测器660的输出来做为其输入，以选择将绿色的单色CCD图像感测器640或黑白CCD图像感测器660的输出作为多工器670的输出。之后，再由模拟信号处理器610将模拟信号处理之后，转换成数字信号，而完成图像拾取的前置处理。如实例二的图像拾取的前置处理装置，因为多工器670位于CCD模块600中，所以对于模拟信号处理器610而言，并不需要增加一条模拟信号线，所以在传统技术中会增加干扰的情况不会发生，而且可以简化电路且节省成本。

实例三：

请参考图7，其为本发明一较佳实施例的另一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图。如图7所示，此时多工器770位于模拟信号处理器710内。在模拟信号处理器710中，以一多工器770接收CCD模块700中红色、绿色或蓝色三组单色CCD图像感测器730、740和750之一与黑白CCD图像感测器760的输出，例如多工器770接收绿色的单色CCD图像感测器740和黑白CCD图像感测器760的输出来做为其输入，以选择将绿色的单色CCD图像感测器740或黑白CCD图像感测器760的输出作为多工器770的输出；并由模拟信号处理器710将模拟信号转换成数字信号，而完成图像拾取的前置处理。因此，对于黑白图像扫描而言，即不需要另以一黑白图像信号的处理电路来处理黑白图像感测器的输出，而节省所需的硬件成本。

实例四：

请参考图8，其为本发明一较佳实施例的另一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图。如图8所示，CCD模块800的黑白图像感测器860是采用具有两排移位寄存器的双排黑白CCD图像感测器，以增快其做黑白扫描的速度。而两排移位寄存器的输出连接到红色、绿色以及蓝色三组单排单色CCD图像感测器830、840和850中的两个，例如是红色和绿色单排单色CCD图像感测器830和840，其中，红色单排单色CCD图像感测器830与双排黑白CCD图像感测器860的奇数图像数据输出至多工器870；绿色单排单色CCD图像感测器840与双排黑白CCD图像感测器860的偶数图像数据输出至多工器880；利用多工器870、880来选择双排黑白CCD图像感测器860做黑白扫描所得的模拟信号或彩色扫描所得的模拟信号可以输入到模拟信号处理器810上，以将图像的模拟信号转换成数字信号输出，而完成黑白或彩色图像拾取的前置处理。

图8中的黑白图像感测器860会采用双排黑白CCD图像感测器的原因是可以增加做黑白扫描的速度。因为扫描器不再只是定位为个人电脑(Personal Computer，以下称为PC)的周边设备，而是朝向多功能的办公室自动化设备的方向来发展。如果定位于个人电脑的周边设备，则不懂电脑的人，对于使用扫描器会有所困难。所以现在已经发展出在扫描器上加上一个按键，即可以直接将所扫描出来的数字数据直接送到打印机上直接打出，可以不经过PC的控制。因此，对于不懂电脑的人来说，也可以利用扫描器的功能，而打印出文件，这个功能就有点类似影印机的功能。然而，一般来说，需要利用影印功能的文件，多为黑白文件，基于这个理由，黑白文件的扫描速度需求，也就比较重要，所以会需要利用到双排黑白CCD图像感测器。

实例五：

请参考图9，其为本发明一较佳实施例的另一种图像拾取的前置处理装置的结构方块图。在此实例中，所有的CCD图像感测器930、940、950和960都是采用双排CCD图像感测器，以增快彩色和黑白的扫描速度，此时，则是将红色、绿色和蓝色三组双排单色CCD图像感测器930、940和950之一，例如是绿色的双排单色CCD图像感测器940的奇数图像数据和双排黑白CCD图像感测器960的奇数图像数据输出至两个多工器970；绿色双排单色CCD图像感测器940的偶数图像数据与双排黑白CCD图像感测器960的偶数图像数据输出至多工器980。利用多工器970、980来选择是由双排黑白CCD图像感测器960或是由绿色双排单色CCD图像感测器940将图像的模拟信号输出到模拟信号处理器910，以将模拟信号转换成数字信号输出，完成图像拾取的前置处理。

在图8与图9中，都在CCD模块中以多工器来选择黑白图像或彩色图像的拾取，所以对于模拟信号处理器，也不需要增加一条模拟信号线，因而不会有传统技术中会增加干扰的情况；而且对于黑白图像扫描而言，也不需要另以一黑白图像信号的处理电路来处理黑白图像感测器的输出，而节省所需的硬件成本。

实例六：

本发明也可以应用于CIS模块中。一般来说，传统的CIS模块，有两种结构，第一种请参考图10，此CIS模块1000是利用三个不同颜色的发光二极管(Light Emitting Diode，以下简称为LED)1010，分别为红色、绿色以及蓝色，和一个不会滤除可见光的图像感测器1020所组成，三个LED 1010轮流发光，而由图像感测器1020来感测而得到图像的红、绿和蓝色之模拟信号，故也可称之为LED式CIS模块。另外一种CIS模块请参考图11，此种CIS模块1100是利用冷阴极管1110发出白光，并分别利用三条(即红色、绿色以及蓝色)单色图像感测器1120、1130和1140(或四条，加上黑白图像感测器1150)来分别接收图像的信号，故也可称之为冷阴极管式CIS模块。以图11为例，利用本发明上述所揭露的技术特征，将红色、绿色和蓝色单色图像感测器1120、1130和1140之一的输出和黑白图像感测器1150的输出，例如将绿色的单色图像感测器1130和黑白图像感测器1150的输出输入到多工器1160，由多工器1160来选择将绿色的单色图像感测器1130或黑白图像感测器1150的模拟信号输出到模拟信号处理器910上，用以将模拟信号转换成数字信号输出，完成图像拾取的前置处理。

本发明上述实施例所揭露的图像拾取装置，利用多工器来选择黑白图像感测器或彩色图像感测器所拾取的模拟图像信号，而不需要另以一黑白图像信号的处理电路来处理黑白图像感测器的输出，而节省所需的硬件成本。并且，对于模拟信号处理器而言，也不需要增加一条模拟信号处理线路，减少模拟图像信号受干扰，提高图像扫描的效果。

综上所述，虽然以上结合一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本发明的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，例如实例四、五和六都可以以实例一或三的方式来实施，因此本发明的保护范围视为附上的权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种图像拾取的前置处理装置，包括：

一图像感测模块，包括：

多个单色图像感测器，用以输出多个单色模拟图像信号，其中该多个单色图像感测器包括一红色单色图像感测器、一绿色单色图像感测器与一蓝色单色图像感测器，用以分别输出一红色模拟图像信号、一绿色模拟图像信号与一蓝色模拟图像信号，及

一黑白图像感测器，用以输出一黑白模拟图像信号；

一多工器单元，包含有第一多工器和第二多工器，用以接收该黑白模拟图像信号与部分该多个单色模拟图像信号，并选择输出该黑白模拟图像信号或部分该多个单色模拟图像信号；以及

一模拟信号处理器，用以接收该多工器单元输出的该黑白模拟图像信号，或该多工器单元输出的部分该多个单色模拟图像信号与其它未连接到该多工器单元的该多个单色模拟图像信号，并输出一数字图像信号，

其中，所述黑白图像感测器包括第一移位寄存器和第二移位寄存器两排移位寄存器。

2.如权利要求1所述的图像拾取的前置处理装置，其中该多工器单元位于该图像感测模块中。

3.如权利要求1所述的图像拾取的前置处理装置，其中该多工器单元位于该图像感测模块和该模拟信号处理器之间。

4.如权利要求1所述的图像拾取的前置处理装置，其中该多工器单元位于该模拟信号处理器之中。

5.如权利要求2、3或4所述的图像拾取的前置处理装置，其中该图像感测模块是一CCD模块。

6.如权利要求5所述的图像拾取的前置处理装置，其中该多个单色图像感测器都为单排单色CCD图像感测器，而该黑白图像感测器为单排黑白CCD图像感测器。

7.如权利要求5所述的图像拾取的前置处理装置，其中该黑白图像感测器为一双排黑白CCD图像感测器，该多个单色图像感测器都为单排单色CCD图像感测器。

8.如权利要求1所述的图像拾取的前置处理装置，其中该黑白模拟图像信号包括一黑白奇数模拟图像信号与一黑白偶数模拟图像信号。

9.如权利要求8所述的图像拾取的前置处理装置，其中：

该第一多工器用以接收该黑白奇数模拟图像信号与该多个单色模拟图像信号之一；以及

该第二多工器用以接收该黑白偶数模拟图像信号与另一该多个单色模拟图像信号。

10.如权利要求5所述的图像拾取的前置处理装置，其中该多个单色图像感测器都为双排单色CCD图像感测器，该黑白图像感测器为双排黑白CCD图像感测器。

11.如权利要求10所述的图像拾取的前置处理装置，其中：

该黑白模拟图像信号包括一黑白奇数模拟图像信号与一黑白偶数模拟图像信号；以及

该多个单色模拟图像信号均包括一单色奇数模拟图像信号与一单色偶数模拟图像信号。

12.如权利要求11所述的图像拾取的前置处理装置，其中：

该第一多工器用以接收该黑白奇数模拟图像信号与该多个单色奇数模拟图像信号之一；以及

该第二多工器用以接收该黑白偶数模拟图像信号与该多个单色偶数模拟图像信号之一。

13.如权利要求2、3、或4所述的图像拾取的前置处理装置，其中该图像感测模块为一冷阴极管式CIS模块。

14.如权利要求13所述的图像拾取的前置处理装置，其中该冷阴极管式CIS模块包括：

多个单色CIS图像感测器，用以输出多个单色模拟图像信号；以及

一黑白CIS图像感测器，用以输出一黑白模拟图像信号。

15.一种扫描器，其特征在于包括一图像拾取的前置处理装置，该前置处理装置包括：

一图像感测模块，包括：多个单色图像感测器，用以输出多个单色模拟图像信号，其中该多个单色图像感测器包括一红色单色图像感测器、一绿色单色图像感测器与一蓝色单色图像感测器，用以分别输出一红色模拟图像信号、一绿色模拟图像信号与一蓝色模拟图像信号，及一黑白图像感测器，用以输出一黑白模拟图像信号；

一多工器单元，包含有第一多工器和第二多工器，用以接收该黑白模拟图像信号与部分该多个单色模拟图像信号，并选择输出该黑白模拟图像信号或部分该多个单色模拟图像信号；以及

一模拟信号处理器，用以接收该多工器单元输出的该黑白模拟图像信号，或该多工器单元输出的部分该多个单色模拟图像信号与其它未连接到该多工器单元的该多个单色模拟图像信号，并输出一数字图像信号；

其中，所述黑白图像感测器包括第一移位寄存器和第二移位寄存器两排移位寄存器。

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