CN1274098A

CN1274098A - 能够执行文档扫描的数字相机系统和方法

Info

Publication number: CN1274098A
Application number: CN00101929A
Authority: CN
Inventors: K·W·纳伊; M·安德鲁斯; R·L·科奇斯
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2000-11-22
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: DE10008677B4; JP2000354192A; US20030189648A1; GB2352577B; US6633332B1; CN1163790C; GB2352577A; GB0010726D0; DE10008677A1

Abstract

一种数字相机系统(50)被提供用于捕获场景的照片,或者扫描文档的文本(74)。数字相机系统(50)的镜头(21)从场景接收光线,一个转换设备(38)根据该光线确定第一组数字数据。当系统(50)通过文档(74)表面上方时,包含在数字相机系统(50)中的扫描机构(68)扫描文档(74),并且产生确定该文档(74)的图像的第二组数字数据。包括在该数字相机系统(50)中的音频信号接口接收音频信息,并且根据该音频信息确定第三组数字数据,系统控制器(55)把第一,第二和第三组数据存储到存储设备(29)中。如果需要的话,第一和第二组数据可以合并在一起,以确定示出由第一组数字数据所确定的场景的至少一部分和示出由第二组数字数据所确定的文档(74)的至少一部分的一幅合并图像。

Description

能够执行文档扫描的数字相机系统和方法

本发明一般涉及数字相机，特别涉及具有集成于其中的扫描机构的一种数字相机系统。

数字相机是一种众所周知的设备，它包括用于把由数字相机所接收的图像转换为数字数据的电荷耦合器件(CCD)。该数字数据通常被存储到存储器中，并且随后进行下载，使得由该数字数据所确定的图像可以被显影。实际上，大多数数字相机包括在需要时显现由该数字数据所确定的图像的液晶显示器(LCD)。

但是大多数数字相机所具有的一个问题是它们不适合于产生文本文档的可读图像。确实，大多数数字相机的分辨率不足以产生文本文档的图像，使得该文档的文本可以从该图像中读出。尽管数字相机镜头的分辨率可以增加，但是数字相机镜头的尺寸和成本通常随着分辨率的增加而增加。因此，具有足够用于以可读形式确定文本文档的文本的镜头通常昂贵且相对较大。事实上，这种镜头的大尺寸很可能妨碍许多用户使用该镜头，特别是在该数字相机被频繁移动的应用中更是如此。因此，许多用户可能选择具有不足以用可读形式对该文本文档的文本成像的镜头的数字相机。

因此，到目前为止，在用于提供能够用可读形式对文本文档的文本成像的数字相机的工业领域中存在未被满足的需要。为了便于运输，需要使数字相机系统的尺寸最小化。

本发明克服上文所述的现有技术的不足和缺陷。一般来说，本发明提供一种能够扫描文档的文本的数字相机系统，以确定数据，该数据在被给予用户时产生该文档的文本的可读图像。

本发明利用镜头、转换设备、扫描机构、存储设备、以及系统控制器。该镜头从一个场景接收光线，并且该转换设备根据该光线确定第一组数字数据。当该系统经过文档的表面上方时，该扫描机构扫描该文档，并且产生确定该文档的图像的第二组数据。该系统控制器把第一和第二组数据存储到存储设备中。

根据本发明的另一个特点，该扫描机构包括成像传感器、导向传感器、以及处理设备。当该系统经过该文档的表面上方时，该成像传感器和导向传感器从该文档接收光线，并且根据该光线产生电信号。该处理设备接收电信号，并且根据从导向传感器接收的电信号跟踪该系统经过该文档的路径。该处理设备还根据从成像传感器接收的电信号确定第二组数字数据。

根据本发明的另一个特点，该系统控制器把第一和第二组数字数据合并到第三组数字数据。因此，对应于第一和第二组数字数据的图像可以由第三组数字数据来确定，并且可以作为单个图像同时显示给用户。

根据本发明的另一个特点，一个音频信号接口可以被用于接收音频信息，并且根据该音频信息确定第三组数字数据。然后，系统控制器把第三组数据存储到存储设备。如果需要的话，该系统控制器可以根据来自用户的输入使存储在该存储设备中的任何数据文件相关联。

本发明还可以被看作为提供一种数字相机所用的方法。简而言之，该方法可以概括为如下步骤：通过数字相机的镜头接收光线；根据该光线确定第一组数字数据、通过数字相机的成像传感器扫描文档；根据该扫描步骤确定第二组数字数据；以及把第一和第二组数字数据存储到数字相机的存储设备中。

当结合附图阅读下文的具体描述时，在审查下文的具体描述之后，本领域内的专业人员将可以明显地看出本发明的其它特点和优点。所有这些特点和优点被包含在本发明的范围内，并由权利要求所保护。

参照如下附图将更好地理解本发明。附图的部件不一定是按照相互之间的比例示出的，而是把重点放在清楚地说明本发明的原理。另外，在几幅视图中，相同的参考标号表示相应的部件。

图1为示出常规数字相机系统的前视图的示意图。

图2为示出图1的数字相机系统的方框图。

图3为示出根据本发明的优选实施例的数字相机系统的方框图。

图4A为示出图3的数字相机系统的前视图的示意图。

图4B为示出图4A的数字相机系统的底视图的示意图。

图5为示出当系统经过并扫描文档的表面时图3的数字相机系统的示意图。

图6为示出图3的扫描机构的方框图。

图7为示出从由图3的系统控制器合并在一起的数据所产生的图像的示意图。该图像的一部分表示一个对象，并且该图像的另一部分表示与该对象相关联的文档。

图8为示出地理区域的等高线图的示意图。

图9为示出从由图3的系统控制器合并在一起的数据所产生的图像的示意图。该图像的一部分表示图8的显示图，并且该图像的另一部分表示位于与该显示图相关联的地理区域上的场景。

图1示出一种常规数字相机系统15。该系统15包括容纳并保护该系统15的内部元件的外壳单元18。系统15还包括镜头21和光学取景器24。镜头21从由镜头21所接收的光线形成一幅图像，并且光学取景器24被用于在拍摄照片之前正确地定位该系统15，光学取景器24可以仅仅是使得用户通过该系统15观察景像的穿过该外壳单元18的中空区域。在更加复杂的设计中，该光学取景器24可以提供“通过镜头”取景功能，其中由镜头21所形成的图像可以通过该光学取景器24观看。光学取景器24的设计不是本发明的一个重要特点。

参照图2，系统15通常包括用软件实现的系统控制器27，并存储在存储器29中。该系统控制器27被设计为控制系统15的操作。象数字信号处理器(DSP)这样的一个或多个常规的处理元件32通过局部接口34与系统控制器27进行通信并驱动该系统控制器27，该局部接口34可以包括一条或多条总线。

通过本领域内所公知的技术，例如象电荷耦合设备(CCD)这样的转换设备38产生确定由镜头21所形成的图像的数字数据。另外，例如可以包括按键和/或开关的输入设备41提供来自系统15的用户的输入。根据由输入设备41所提供的输入，系统控制器27确定由转换设备38所产生的数字数据应当存储在存储器29中的时刻(即，应当摄取照片的时刻)。当系统控制器27确定摄取了一幅照片时，系统控制器27把当前由转换设备38所产生的数字数据作为数据文件44存储到存储器29中。因此，当输入设备41指示摄取一幅照片时，每个数据文件44包括确定由镜头21所形成的图像的数据。

系统15一般包括显示设备46，例如液晶显示器(LCD)。通过本领域内公知的技术，显示设备46被设计为把数字数据显现给用户。该输入设备41还被设计为允许用户选择一幅用于观察的数据文件44。根据来自输入设备41的输入，系统控制器27被设计为把来自所选数据文件44的数据传送到把该数据显现给用户的显示设备46。因此，用户可以在需要时通过显示设备46观察由数据文件44所确定的图像。系统控制器27还被设计为把由转换设备38所产生的数据直接传送给显示设备46。因此，如果需要的话用户可以利用显示设备46取代光学取景器21(图1)来定位该系统15。

数据接口49允许系统15与外部设备进行通信。当需要时，该系统控制器27被配置为发送来自数据文件44的数据，使得外部设备可以接收并处理由文件44所确定的数据。例如，数据接口49可以连接到一个计算机系统(未示出)，它把该数据通过计算机监视器(未示出)显现给用户。另外，数据接口49还可以连接到处理由数据文件44所确定的数据的处理系统(未示出)，以开发利用照片。在另一个实施例中，数据文件44可以存储在可从系统15上拆下的存储器29的区域中。因此，数据文件44可以从系统15取出并与其它系统(未示出)相接，以创建由该数据文件44所确定的照片或其它类型的图像。相应地，相机系统15可以被用于摄取通过镜头21成像的照片，产生确定由镜头21所形成的图像的数字数据，把该数字数据存储到数据文件44，并且把来自所选的数据文件44的数据显现给用户。

图3示出根据本发明的数字相机系统50的一个实例。在该优选实施例中，系统50是便携式的手持设备。类似于系统15，本发明的系统50包括存储器29、处理元件32、局部接口(local interface)34、转换设备38、显示设备46、以及数据接口49，它们执行与上述设备基本相同的功能。系统50还包括容纳并保护上述系统50的元件的外壳单元52，如图4A所示。并且如图4A所示，系统50包括镜头21和光学取景器24，这类似于现有技术的系统15。

再次参见图3，本发明的数字相机系统50还包括控制系统50的操作的系统控制器55。系统控制器55可以用软件、硬件、或者它们的结合来实现。在优选实施例中，如图3中的例子所示，本发明的系统控制器55以及相关的方法用软件实现并存储在存储器29中。

请注意，当用软件实现时，系统控制器55可以存储并传输于任何计算机可读介质上，该计算机可读介质由指令执行系统、装置或设备所使用并与其相连接，该指令执行系统、装置或设备例如为基于计算机系统、包含处理器的系统、或者可以从该指令执行系统、装置或设备取得指令并执行该指令的其它系统。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是包含、存储、通信、传播、或者运送由指令执行系统、装置或设备或使用或与其相连接的程序的任何装置。计算机可读介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外、或者半导体系统、装置、设备、或传播介质、但不限于此。计算机可读介质的更具体例子(无穷尽的列表)包括如下：具有一条或多条导线的电连接(电子的)、便携式计算机盘片(磁性的)、随机存取存储器(RAM)(磁性的)、只读存储器(ROM)(磁性的)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者快速存储器)(磁性的)、光纤(光学的)、以及便携式压缩光盘只读存储器(CDROM)(光学的)。请注意，该计算机可读介质甚至可以是纸张或程序所打印在上面的其它适当介质，由于程序可以例如通过纸张或其它介质的即时光学扫描而在电子上获得，然后如果需要的话用适当的方法来进行编译、翻译或者其它处理，然后存储在计算机存储器中。作为一个例子，系统控制器55可以磁性地存储并且在常规的便携式计算机盘片上传送。

象在系统15中一样，镜头21从由镜头21所接收的光线形成一幅图像，并且转换设备38产生确定该图像的数字数据。相应来自输入设备58的输入，其中例如可以包括按键和/或开关，系统控制器55把由转换设备38所产生的数字数据存储到数字文件62。例如，输入设备58可以包括在激活时把信号传送到系统控制器55指示应摄取该图像的按键或开关。在响应中，系统控制器55存储由转换设备38所产生的确定当前由镜头21所形成的图像的数字数据组。因此，数据文件62可以确定由系统50所捕获的场景的图像，并且确定该数据文件62的数据可以通过显示设备46或者外部设备(未示出)显现给用户，这类似于系统15的数据文件44中的数据。

与系统15不同。系统50包括还由外壳单元52所容纳的扫描机构68。该扫描机构68被配置为产生确定文档的图像的数字数据。如本文中所用的，“扫描”应当被定义为把感光设备移动经过承载图像的表面，例如文档，把表面上的亮和暗区域转换为可以由计算机系统所翻译的二进制数字。适当的扫描机构68的一个实施例在由Allen等人在1997年2月25日所申请的名为“补偿非线性色移的徒手图像扫描设备”的美国专利第5,825,044号中有完整的描述，其被包含于此以供参考。扫描机构68特别地设计为捕获文档的图像，并且用数据确定这些图像，使得当该数据被显现给用户时，用户可以确定该文档的文本。

在优选实施例中，扫描机构68包括至少一个如图4B所示位于外壳52底部的成像传感器71，但是对于该成像传感器71还可以有其它位置。系统50最好以弯曲路径77扫过文本文档74的表面，而成像传感器71紧挨着文档74或与其相接触，如图5所示。成像传感器71面对文档74，并且被设计为接收从文档74所反射的光线，而系统50(以及成像传感器71)扫过文档74的表面。

成像传感器71被配置为当系统50经过文档74的表面时把由传感器71所接收的光线转换为数字数据。名为“用于获得高对比度的表面照明的方法和设备”的美国专利第5,686,720号被包含于此以供参考，它描述了一种用于照明并且从文档74的表面获取数据的方法和设备。另外，名为“低差别光能级的光接收器”的美国专利第5,769,384号以及名为“用于光接收器信号的偏移量消除和空间频带滤波电路”的美国专利第5,703,353号都被包含于此以供参考，其中描述用于提高由扫描机构68所获得的数据的精度的方法。如图6中所示，扫描机构68最好包括一个处理设备81，它被配置接收由传感器71所产生的数字数据，并且用数据确定文档74的图像。然后该数据被系统控制器52作为数据文件62存储在存储器29中。

可以取一条或多条轨迹(即，边到边地通过文档74)以获得关于该文档的所需文本的数据。作为一个实例，在图5中示出的弯曲路径77具有两条和一小部分轨迹。该轨迹可以包括重叠的区域，使得可以由处理设备81用来进行缝合处理，以产生该文档74的文本的准确图形表示。在机构86中可以包括至少一个导向传感器79，如图4B所示，以通过在系统50运动经过文档74表面时跟踪该系统50(以及成像传感器71)而辅助缝合处理。名为“用于通过来自光电元件阵列的相关信号跟踪相对运动的方法和设备”的美国专利第5,729,008号被包含于此以供参考，其中描述一种用于跟踪系统50以辅助进行缝合处理的适当方法和设备。

优选地，扫描机构68响应来自输入设备58的输入执行扫描，例如，输入设备58可以包括在激活时把一个信号发送到系统控制器55指示文档应当被扫描的按键或开关。在响应中，系统控制器55激活扫描机构68，并且当系统50扫过文档74时，确定一个数据文件62。

在该优选实施例中，系统50还包括音频信号接口83，但是该音频信号接口83可以在其它实施例中省略。通过现有技术，该音频信号接口83被配置为接收音频信号，并且把音频信号转换为数字数据。因此，音频信号接口83可以被用于记录信息。在这一点上，音频信号接口83接收音频信息，并且产生一组以数据来确定信息的数字数据。然后，系统控制器55在存储器29中存储这组数字数据作为一个数据文件62。

当需要时，该信息可以显示给用户。例如，音频信号接口83可以包括扬声器，并且输入设备58可以允许用户选择其中一个确定由音频信号接口83以前所记录的信息的数据文件62。响应来自用户的输入，系统控制器55把所选的数据文件62传送给音频信号接口83，它利用上述扬声器来产生音频信号，使得用户可以听到该信息。用于在便携式扫描设备中记录信息的示例性处理在1998年2月19日申请的名为“用于便携式扫描应用设备的扫描图像的语音注释”的美国专利第09/026,082中描述，其包含于此以供参考。

系统控制器55最好被配置为与所选数据文件62相关联。在这一点上，多个数据文件62可以包含相关信息。例如，一个数据文件62可以包括从转换设备38产生的确定一个对象的图像的数据。另一个数据文件62可以确定由扫描机构68从文档74扫描的图像，其中包括与上述对象相关的信息。另外，第三数据文件62可以确定关于上述对象的音频信息。因此，上述文件62可以相互关联，使得用户能够容易地检索或选择这些数据文件62。

相应地，系统控制器55优选地允许用户把任何数据文件62与任何其它数据文件62相关联。例如，在确定第一数据文件62之后(通过转换设备38、扫描机构68、或者音频信号接口83)，系统控制器55可以允许用户通过输入设备58来选择另一个要与第一数据文件62相关联的数据文件62。在响应中，系统控制器55把该第一数据文件62与所选数据文件62相关联。作为一个例子，系统控制器55可以在第一数据文件62中确定一个指向所选数据文件62的指针，反之亦然，可以采用用于使数据文件62相关联的其它技术，而不脱离本发明的原理。

结果，用户可以容易地定位相关联的数据文件62。例如，存储器29可以包括已经相互关联的数据文件62，因为它们都与特定的对象或主题相关。当用户希望观看(在图像数据的情况)、听(在音频数据的情况)或者下载任何数据文件62时，用户最初可以只定位一个数据文件。一旦用户定位了一个数据文件，则用户可以通过输入设备58提供输入，以使得系统控制器55检索每个与定位的数据文件62相关联的数据文件62。因此，一旦其中一个数据文件62被定位，则任何其它相关联的数据文件62可以被容易地定位或选择。

如果需要的话，除了相关联的所选数据文件62之外，系统控制器55还优选地被配置为合并在多个数据文件62中的数据。因此，多个数据文件62的数据可以由系统控制器55所合并以产生一个新的数据文件62。

作为一个例子，假设用户参加一个贸易展示会，并且在该贸易展示会上发现感兴趣的产品。用户可以通过镜头21拍摄该产品的照片。换句话说，从该产品反射的光被镜头21所接收，并且通过转换设备转换为一组数字数据。然后，这组数字数据被作为第一数据文件62存储在存储器29中。然后，用户可以扫描与该产品有关的数据表(例如，示出与该产品有关的性能数据的数据表)。换句话说，用户使系统50经过数据表的表面，使得该成像传感器71查看该数据表的所需文本。处理逻辑电路81形成确定该数据表的图像的数字数据，并且该数字数据被作为第二数据文件62存储在存储器29中。

然后，如果需要的话，第一和第二数据文件62可以被合并为一个新的数据文件62。例如，参照图7，其中示出由新的数据文件62所确定的一幅示例图像。如图7所示，由新的数据文件62所确定的图像91可以具有示出产品95的一个部分93，并且可以具有示出与该产品95相关联的数据表99的另一部分97。部分93由来自第一数据文件62的合并到新的数据文件62的数据所确定，并且部分97由来自第二数据文件62的合并到新的数据文件62的数据所确定。当需要时，新的数据文件62可以从系统50下载，并且根据常规技术进行处理。

在另一个应用中，系统50可以被用于通过扫描机构68扫描地理区域的地形(topological map)图102(图8)。如图8所示，大多数地理区域的地形图102包括表示相应或相似高度的等高线105。确定图102的扫描图像的数字数据被作为第一数据文件62存储在存储器29中。

用户还可以到该地理区域，并且拍摄在与该图102对应的地理区域处的场景的照片。因此，第二数据文件62是通过镜头21从该地理区域的场景捕获的光线，并且通过把该光线转换为确定该第二数据文件62的数字数据而产生的。

如果需要的话，系统控制器55然后可以把第一和第二数据文件合并为新的数据文件62以确定示出该图102的图像和由该图102所确定的区域的场景。然后，该新的数据文件62可以通过显示设备46显现，或者由其他显示设备(未示出)下载和显现。作为一个例子，图9示出由该新的数据文件62所确定的合并图像108。参照图9可以看出，该合并图像108示出被扫描到数字相机系统50中并且由第一数据文件62所确定的图102的图像109。另外，该合并图像108还可以示出由第二数据文件62所确定的场景的图像111。因此，用户可以同时观察图102的图像和与该图102相关联的地理区域的场景的图像111。

应当指出把多个数据文件62合并为一个新的数据文件62的特点不是本发明的一个必要特点。在这一点上，如果需要的话，数据文件62可以从系统50下载或由系统50显现。

应当强调，上述本发明的实施例。特别是，任何“优选”实施例，仅仅是应用的可能实例，仅仅是为了使本发明的原理得到清楚理解而给出的。可以对本发明的上述实施例作出许多变化和修改，而基本上不脱离本发明的精神和原理。所有这些修改和变化被包含在本发明的范围内。

Claims

1.一种数字相机系统(50)，其中包括：

镜头(21)；

配置为从所述镜头(21)接收光线并根据所述光线确定第一组数字数据的转换设备(38)；

配置为扫描文档(74)和产生第二组数字数据的扫描机构(68)，所述第二组数字数据确定所述文档(74)的图像；

存储设备(29)；以及

配置为把所述第一组数字数据和所述第二组数字数据存储到所述存储设备(29)中的系统控制器(29)。

2.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于一个外壳单元(52)连接到所述镜头(21)，所述外壳单元(52)容纳所述转换设备(38)、所述扫描机构(68)和所述存储设备(29)。

3.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于还包括一个配置为接收音频信号并根据所述音频信号确定第三组数字数据的音频信号接口(83)，其中，所述系统控制器(55)还被配置为把其中一组所述数字数据与另一组所述数字数据相关联。

4.根据权利要求1所述的系统(50)，其特征在于，所述系统控制器(55)还被配置为把所述第一组数字数据合并到第三组数字数据中。

5.根据权利要求4所述的系统(50)，其特征在于，所述第三组数字数据根据来自所述第一组数字数据和所述第二组数字数据的数据确定一幅图像。

6.一种数字相机(50)所用的方法，其中包括如下步骤：

通过所述数字相机(50)的镜头(21)接收光线；

根据所述光线确定第一组数字数据；

通过所述数字相机(50)的成像传感器(71)扫描文档(74)；

根据所述扫描步骤确定第二组数字数据；以及

把所述第一和第二组数字数据存储到所述数字相机(50)的存储设备(29)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中还包括把所述第一组数字数据与所述第二组数字数据相关联的步骤。

8.根据权利要求6所述的方法，其中还包括如下步骤：

通过所述数字相机(50)的音频信号接口接收音频信号；

根据所述接收音频信号步骤确定第三组数字数据；以及

把所述第三组数字数据存储到所述数字相机(50)的所述存储设备(20)中。

9.根据权利要求6所述的方法，其中还包括把所述第一组数字数据和所述第二组数字数据合并到第三组数字数据的步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其中包括显现所述第三组数字数据，以产生由所述第一和第二组数字数据所确定的图像。