CN1167251C - 一种多电荷耦合元件校正装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多电荷耦合元件校正装置，至少由一多重处理器、一互补式双倍取样器、一模拟-数字转换器、一后处理单元、一特殊应用集成电路及一校正平板组成，其中，多重处理器与复数个电荷耦合元件相连接，互补式双倍取样器与该多重处理器相连接，多重处理器用以指定一组电荷耦合元件的信号输入互补式双倍取样器中，针对侦测到的信号，调整其直流增益以产生一调整过的信号；模拟-数字转换器连接于互补式双倍双样器之后，将调整过的信号转换为数字信号；后处理单元连接于该模拟-数字转换器之后，将数字信号做明部、暗部及珈玛修正后产生一图像码；特殊应用集成电路，连接于后处理单元之后，针对该图像码产生复数个校正数据。

Description

一种多电荷耦合元件校正装置

本发明为分案申请，原案发明名称：多电荷耦合元件校正方法及其装置，

申请日：1998年3月3日，

申请号：98100480.6。

技术领域

本发明涉及一种扫描系统的调整与校正装置，特别是一种多电荷耦合元件的扫描系统的校正装置。

背景技术

一般的扫描装置大致可区分为三大类，分别是掌上型扫描系统、馈纸式扫描系统、平台式扫描系统。扫描系统是将图像对焦成像至一光电感测元件以产生信号供图像处理用。一组扫描装置通常包含光源、反射镜片组、镜头组，以用来将纸面图案反射成像至电荷耦合元件(charge-coupled device；  CCD)上，由此CCD产生一图像信号。一般是将文件通过CCD前方以扫描其图像，CCD是以许多个极小的半导体光电元件组合排列成一直线阵列而制成，当文件平移通过CCD前方，CCD会逐一扫描每一条平行线以产生一完整文件的图像信号，此图像信号经由一前处理单元调整图像信号的直流增益，接着使用一个模拟—数字转换器，将此模拟图像信号转换为数字信号，并经由一后处理单元将信号做明部、暗部及珈玛修正(highlight，shadow，and Gamma correction)后产生一图像码。

传统的扫描系统是以一个CCD来撷取文件图像，然而此方式仅适用于宽度较小的文件，如标准A4(210mm×297mm)的纸张，当需扫描更大的文件时，便必须增加CCD与文件间的距离，因而造成许多缺点。举例来说，CCD与文件间的距离增加后，将导致扫描系统体积增大，无法满足现今要求扫描系统体积迷你化的趋势；而另一更大的问题是，此种增加CCD与文件间距离的方式，造成图像清晰度的劣化及扫描时间的增加，无法满足市场需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一具有复数个电荷耦合元件(charge coupled device；CCD)的扫描系统中的CCD校正装置。

本发明的目的是这样实现的：一种用于具有复数个电荷耦合元件的扫描系统的多电荷耦合元件校正装置，其特征在于：该校正装置至少由一多重处理器、一互补式双倍取样器、一模拟—数字转换器、一后处理单元、一特殊应用集成电路及一校正平板组成，其中，所述的多重处理器与复数个电荷耦合元件相连接，所述的互补式双倍取样器与该多重处理器相连接，该多重处理器用以指定一组电荷耦合元件的信号输入该互补式双倍取样器中，该互补式双倍取样器针对侦测到的信号，调整其直流增益以产生一调整过的信号；所述的模拟—数字转换器，连接于该互补式双倍双样器之后，将该调整过的信号转换为数字信号；所述的后处理单元，连接于该模拟—数字转换器之后，将该数字信号做明部、暗部及珈玛修正后产生一图像码；所述的特殊应用集成电路，连接于该后处理单元之后，针对该图像码产生复数个校正数据；所述的校正平板，置于所述的电荷耦合元件之前。

所述的校正平板上包括复数个校正图案形成于其上，各校正图案间的间距相等，以使所述的电荷耦合元件能侦测到一个以上的校正图案。

所述的校正图案一例为至少包括一条相对于水平线倾斜第一角度的一斜线及两条垂直线，两条垂直线分别与斜线的两端相接。所述的第一角度约为45度。

所述的校正图案另一例为至少包括一条相对于水平线倾斜第二角度的一斜线及一条垂直线，一条垂直线与斜线的一端相接。所述的第二角度约为45度。

所述的校正装置还可包括一用以显示复数个校正数据的显示器。

当所述的复数个电荷耦合元件为两个时，所述的校正图案可为三个，且每一个校正图案至少包括一条相对于水平线倾斜45度的斜线及两条垂直线，两条垂直线分别与斜线的两端相接，三个校正图案将产生四组校正信号，四组校正信号若有相对位移，则表示所述的两个电荷耦合元件的安装位置偏移，四组校正信号若没有相对位移，则表示所述的两个电荷耦合元件的安装位置正确。

由此可以看出，复数个CCD分别将所产生的图像信号传送到一个二合一的多重处理器，该多重处理器用以指定将何组CCD的信号输入下一元件中，接着经一前处理器，如：互补式双倍取样器(correlated double sampling，CDS)，针对侦测到的信号调整其直流增益，产生一信号到一个三合一红、绿、兰三原色多重处理器，经由一模拟—数字转换器，连接于三原色(RGB)多重处理器之后，将此调整过的信号转换为数字信号，再经过一后处理单元，连接于该模拟数字转换器之后，将数字信号做明部、暗部及珈玛修正后产生图像码，最后并有一特殊应用集成电路(application specific integrated circuits；ASIC)，连接于后处理单元之后，针对图像码产生复数个校正数据，传送至一用来处理校正数据的电脑或处理器中，依此完成将复数个CCD校正至一准确的位置。

附图说明

下面通过附图和实施例对本发明再作进一步说明：

图1为本发明校正装置的示意图；

图2为本发明校正图案的示意图；

图3为本发明揭示的方法的流程图；

图4为本发明一实施例的时序图；

图5为显示一未经校正前的校正信号；

图6为显示一经过校正后的校正信号；

图7及图8分别显示本发明一实施例中的第二CCD扫描线与校正图案的位置关系图。

具体实施方式

参阅图1，以使用两个CCD的扫描系统为一实施例，在扫描系统中，第一个CCD10与第二个CCD20排列于一直线上，校正平板30置于其前方，校正平板所在的位置即为扫描时文件所在的位置，由两组镜片组，如图中所示的镜片组40与镜片组42，分别设置于校正平板30与第一个CCD10、第二个CCD20之间。

图1上方显示校正平板30上的图案，校正平板30上包含多组的校正图案，校正图案的数目视所使用的CCD数目而定，在此实施例中，对应于CCD10及CCD20，有三个校正图案32，34及36形成于校正平板30上，校正图案32到36是分别由一条斜线及两条垂直线组成，斜线相对于水平线倾斜约45。，两条垂直线分别与斜线的头尾两端，形成如英文字母“N”的图案，另外，本发明中的校正图案也可以由一条斜线及一条垂直线所组成。其中各校正图案间的间距皆相等，斜线相对于水平线倾斜的角度亦可以为其他角度，图2显示本发明中校正图案的示意图。

参阅图1，P1到P9为校正平板30上的参考标记，校正平板30的长度大于P1到P9间的距离，此扫描系统的最大文件宽等于P2到P8之间的距离，如36英寸。假设扫描系统的分辨率为400dpi(dot per inch；每英寸所能分辨的点数)，则一文件宽相当于14400个点，其中第一个CCD10可以感测到P1到P6间的图案，第二个CCD20可以感测到P4到P9间的图案，P1到P4间的区域为第一个CCD10及第二个CCD20皆能感测到的重叠区。

P1、P3、P4、P6、P7及P9分别对应到校正图案32、34、及36中的直线部分，P2是与校正图案32中斜线部分的中心点对应，同样的，P5及P8则分别与校正图案34及36中斜线部分的中心点对应。被扫描的文件可分为数个部分，以此一实施例来看，可分为两个部分，这两个部分分别由第一个CCD10及第二个CCD20来扫描，第一部份是P2到P6间的区域，而第二部分是P4到P8间的区域。

图3所示是本发明的实施方法，第一个CCD10及第二个CCD20所读到的图像信号分别传送至一个二合一多重处理器100，此多重处理器100为熟悉此领域技术者所熟知的元件，多重处理器100用以指定将何组CCD的信号输入下一元件中，图4即为多重处理器100的时序图，接着经一前处理器，如：互补式双倍取样器(correlated double sampling；CDS)200，针对侦测到的信号调整其直流增益，产生一信号，接着有一个三合一红、绿、兰三原色多重处理器(RGB multiprocessor)300连接于CDS200之后，三合一红、绿、兰三原色多重处理器300用以选择将红、绿、兰三原色信号依序输出至下一元件中，一模拟—数字转换器400连接于三原色多重处理器300之后，将此调整过的信号转换为数字信号，再经过一后处理单元，连接于模拟—数字转换器之后，将数字信号做明部、暗部及珈玛修正后产生一图像码，最后并有一特殊应用集成电路(application specific integrated circuits；ASIC)500，连接于后处理单元之后，针对图像码产生复数个校正数据，传送至一用来处理校正数据的主电脑或处理器600中。

第一个CCD10及第二个CCD20透过固件将转换后的信号以0.1秒的间隔传送至主电脑600中，主电脑600侦测到此校正数据后，将校正数据以灰阶显示作为校正之用，为便于调整及校正比对此校正数据，CCD所扫描到的图像信号将由上而下依序显示于显示器上，如图5、图6所示，图5为校正前的校正信号，图6为校正后的校正信号，校正信号40显示校正图案32经由第一个CCD10扫描的结果，校正信号42显示校正图案34经由第一个CCD10扫描的结果，校正信号44显示校正图案34经由第二个CCD20扫描的结果，校正信号46显示校正图案36经由第二个CCD20扫描的结果。

其中，上述的校正信号间若有相对位移，则表示该复数个CCD的安装位置有偏移，上述的校正信号若没有相对位移，表示该复数个CCD的安装位置正确。在图5中，校正信号44和校正信号46彼此间并未对齐，相对于其它的校正信号，校正信号44和校正信号46也有位移，由此可推定CCD20并未安装在准确的位置上。因此本发明中的方法可用以决定出哪一个CCD因安装位置偏移，而使得其扫描线未正确的对正校正平板30，假设CCD20因安装位置偏移，而使得其扫描线如图7一样歪斜，产生对应于图5中的校正信号44及46，图7中直线61显示CCD20倾斜的扫描线，便得34a与34b间的距离11和34b与34c间的距离12不相等，36a与36b间的距离13和36b与36c间的距离14也不相等，因此需要调整CCD20的定位。首先调整CCD20的位置，使校正信号40、42、44、46全部位于同一水平线上，接着分别调整CCD10及CCD20使其位于同一水平线上，调整的方法有许多种，其细节为熟悉此一领域技术者所熟知，在此不做细述。

将CCD定位调整好后，其校正图案经扫描后会得到如图6所示的信号，由图8中可知，在定位正确后，34a与34b间的距离15会等于34b与34c间的距离16，36a与36b间的距离17也会等于36b与36c间的距离18，使用者可以如上的校正及调整方法分别依序校正每一个CCD而完成其定位。

Claims (7)

1、一种用于具有复数个电荷耦合元件的扫描系统的多电荷耦合元件校正装置，其特征在于：该校正装置至少由一多重处理器、一互补式双倍取样器、一模拟—数字转换器、一后处理单元、一特殊应用集成电路及一校正平板组成，其中，所述的多重处理器与复数个电荷耦合元件相连接，所述的互补式双倍取样器与该多重处理器相连接，该多重处理器用以指定一组电荷耦合元件的信号输入该互补式双倍取样器中，该互补式双倍取样器针对侦测到的信号，调整其直流增益以产生一调整过的信号；所述的模拟—数字转换器，连接于该互补式双倍取样器之后，将该调整过的信号转换为数字信号；所述的后处理单元，连接于该模拟—数字转换器之后，将该数字信号做明部、暗部及珈玛修正后产生一图像码；所述的特殊应用集成电路，连接于该后处理单元之后，针对该图像码产生复数个校正数据；所述的校正平板，置于所述的电荷耦合元件之前。

2、根据权利要求1所述的多电荷耦合元件校正装置，其特征在于：所述的校正平板上包括复数个校正图案形成于其上，以使所述的电荷耦合元件能侦测到一个以上的校正图案。

3、根据权利要求2所述的多电荷耦合元件校正装置，其特征在于：所述的校正图案至少包括一条相对于水平线倾斜第一角度的一斜线及两条垂直线，两条垂直线分别与斜线的两端相接。

4、根据权利要求3所述的多电荷耦合元件校正装置，其特征在于：所述的第一角度为45度。

5、根据权利要求2所述的多电荷耦合元件校正装置，其特征在于：所述的校正图案至少包括一条相对于水平线倾斜第二角度的一斜线及一条垂直线，一条垂直线与斜线的一端相接。

6、根据权利要求5所述的多电荷耦合元件校正装置，其特征在于：所述的第二角度为45度。

7、根据权利要求1所述的多电荷耦合元件校正装置，其特征在于：所述的校正装置还可包括一用以显示复数个校正数据的显示器。

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