CN1342951A - 图像读取装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种防止由读取图像数据的中断引起的图像质量的降低和图像读取时间的延迟的图像读取装置。对主机从图像读取装置读取图像数据并将其临时存储在其内的速度进行检查。如果所得速度低于设定的参考值使得不会引发避免在图像读取装置中的缓冲随机存取存储器溢出的操作,则将图像读取装置的次扫描速度设定得低一些,并且以此较低的速度读取图像。

Description

图像读取装置和方法
发明领域
本发明涉及一种读取文件图像的图像读取装置及其控制方法以及控制程序。
相关技术描述
图1是图像读取装置200结构的示意方框图。
在图1中，图像读取装置200与主机100相连，并由主机100控制。来自图像读取装置200的图像由主机100显示，并保存在主机100中。
主机100包括：CPU(中央处理器)101，用于执行各种操作；RAM(随机存取存储器)102，用作操作系统或程序的工作区；硬盘103，用于存储操作系统或程序；监视器104；输入设备105，包括鼠标和键盘；以及接口单元106，用于连接主机100与图像读取装置200的外部设备。接口单元106包括串行接口、并行接口、SCSI(小型计算机串行接口)、USB(通用串行总线)接口和IEEE 1394接口。
图像读取装置200包括接触图像传感器(以下称作“CIS”)201、用作光源的LED(发光二极管)202、LED控制电路203、放大器204、模数(A/D)转换电路205、浓淡RAM(shading RAM)206、浓淡校正电路207、峰值检测电路208、灰度转换电路209、缓冲RAM210、压缩(packing)/缓冲RAM控制电路211、接口电路212、电动机驱动电路213和电动机214。
图2显示存储在主机100中的用于控制图像读取装置200的程序的构成。该程序包括与TWAIN(无名技术)兼容的应用程序301、TWAIN驱动程序302、设备驱动程序303、端口驱动程序304和操作系统(OS)305。
压缩/缓冲RAM控制电路211以下述方式控制电动机214和缓冲RAM 210：
将从压缩/缓冲RAM控制电路211输出的图像数据写入到缓冲RAM210，并且通过接口电路212将写入的图像数据从缓冲RAM 210读出到主机100。如果数据从压缩/缓冲RAM控制电路211写入到缓冲RAM 210的速度高于主机100从缓冲RAM 210读出数据的速度，则缓冲RAM 210将出现溢出。压缩/缓冲RAM控制电路211对缓冲RAM 210的可用速度进行检查，并且当可用空间等于一行的图像数据量时指示电动机驱动电路213停止读取图像数据。当缓冲RAM 210再次变为空时，压缩/缓冲RAM控制电路211指示电动机驱动电路213重新开始读取。
这种避免缓冲RAM 210溢出的操作被称为开始/停止操作(以下称为“SS”)。当SS执行时，可以或者在CIS 201的停止位置或者在该停止位置之后的位置重新开始读取。如果在该停止位置重新开始读取，则图像可以停止在该停止位置，由此导致图像质量的降低。如果在该停止位置之后的位置重新开始读取，则需要额外的时间来重新开始读取，由此使得总的扫描时间变慢。如果是SS引起的，则这种不便是不可避免的，并且因此必须使SS尽可能地最小。
因为电动机214的驱动速度与数据写入到缓冲RAM 210的速度成比例，所以以往设备驱动程序303对电动机214的速度进行控制，使得数据从压缩/缓冲RAM控制电路211写入到缓冲RAM 210的速度低于主机100从缓冲RAM 210读出数据的速度，并使得在上述条件下以最高速度将数据写入到缓冲RAM 210。
假设主机100以恒定速率从缓冲RAM 210读取图像数据，则电动机214的速度是受控制的。如果主机100读取数据被中断，则缓冲RAM210变满，由此引发SS。
主机100读取数据被中断的一个可能的原因是存储器的交换(swapping)。当图像被读取时，TWAIN驱动程序302将保留一块具有与该图像相同大小的工作区。如果RAM 102的可用空间大于该图像大小，则RAM 102用于该工作区。如果RAM 102的可用空间小于该图像大小，则不能存储在RAM 102的可用空间的该工作区变为虚拟存储器，硬盘103的存储器用于该虚拟存储器。如果分配给硬盘103的工作区被访问，则会发生存储器的交换。依据硬盘103的性能，该交换可能引起正被主机100读取的数据中断。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种图像读取装置，该装置能防止由于图像数据读取的中断引起的图像质量的降低和图像读取时间的延迟，并提供一种控制该图像读取装置的方法。
为了实现上述目的，根据本发明的读取图像的方法和装置构成如下。
图像读取装置包括：图像读取单元，具有光电转换部件，用于从图像读取光并将所读图像转换为图像信号；驱动电动机，用于相对地移动图像读取单元和图像；电动机控制单元，用于控制驱动电动机；与外部信息处理设备相连接的接口；转换电路，用于执行模数转换将图像信号变为图像数据；与接口连接的存储器，用于存储图像数据；控制信号接收单元，用于通过该接口接收电动机控制信号。控制信号接收单元接收控制驱动电动机的电动机控制信号以满足关系式V1≤V2，其中V1表示读取图像以产生该图像数据的数据速度，V2表示通过接口读出的图像信号作为一个图像数据存储在信息处理设备的数据速度。电动机控制单元根据接收的电动机控制信号控制驱动电动机。
图像读取系统包括：图像读取装置和信息处理装置。图像读取装置包括：图像读取单元，具有光电转换部件，用于从图像读取光并将所读图像转换为图像信号；驱动电动机，用于相对地移动图像读取单元和图像；电动机控制单元，用于控制驱动电动机；与外部信息处理设备相连接的接口；转换电路，用于执行模数转换将图像信号变为图像数据；图像存储器，用于存储图像数据。信息处理装置包括：临时存储存储器，用于读取和临时存储存储在图像存储器中的图像数据；第一计时器，用于测量存储在临时存储存储器中的数据的速度；和控制信号产生单元，用于根据第一定时器的测量结果将电动机控制信号输出到电动机控制单元。电动机控制单元根据由控制信号产生单元输出的电动机控制信号控制驱动电动机。
一种用于控制图像读取系统的控制方法包括下述步骤：以预定的读取速度读取图像数据以产生图像数据；将该图像数据存储在存储装置中；通过接口读出存储在存储装置中的图像数据；将在读出步骤中读出的图像数据临时存储在临时存储存储器中；以及对临时存储存储器临时存储该图像数据的速度进行检测。根据在检测步骤中检测的速度对在读取步骤中的读取速度进行控制。
一种控制图像读取的方法包括下述步骤：读取图像并产生图像数据；将产生的图像数据进行发送；对发送的图像数据进行处理；以及对在处理步骤中的图像数据处理速度进行测量。控制图像的读取使得在图像数据产生步骤中产生图像数据的速度低于在测量步骤中测量的处理速度。
根据下述参照附图对优选实施例的描述，本发明的其它目的、特点和优点将更加清楚。
附图的简要说明
图1是根据本发明的图像读取装置的结构的示意方框图；
图2表示用于控制图1所示的图像读取装置的程序的构成；
图3是根据本发明的第一实施例由设备驱动程序执行的确定电动机速度的处理程序的流程图；
图4表示图像读取装置的读取区；
图5是表示电动机速度和分辨率的相互关系；
图6是根据本发明的第二实施例由设备驱动程序执行的确定电动机速度的处理程序的流程图；
图7是根据本发明的第三实施例由设备驱动程序执行的确定电动机速度的处理程序的流程图。
优选实施例的描述
参照附图，现在对本发明的优选实施例进行描述。
第一实施例
图1是根据本发明的第一实施例的图像读取装置200结构的示意方框图。
在本发明的背景部分已经对图像读取装置200的结构进行了简要描述，下面将给出更为详细的描述。
CIS 201与用作光源的LED 202相结合。当CIS 201沿文件放置于其上的玻璃文件台面的扫描方向馈入时，LED控制电路203用于对RGB色LED 202的发光逐行进行控制，接着读取每行的颜色部分。
放大器204对从CIS 201输出的信号进行放大，并且模数转换电路205对放大后的输出进行模数转换以获得例如8位的数字输出。浓淡RAM将浓淡校正数据进行存储以在校准中使用。在校准中，产生黑色的浓淡数据和白色的浓淡数据，该浓淡数据用作色彩基准以便精确地读取颜色。通过读取玻璃文件台面的背面上的黑色标记和白色标记得到浓淡校正数据，接着在主机100中对产生的数据进行处理。
主机100将浓淡校正数据存储在硬盘103中，并且当图像读取装置200初始化时将浓淡校正数据发送到浓淡RAM 206。
根据浓淡RAM 206的数据，浓淡校正电路207对进行了模数转换的图像信号执行浓淡校正。峰值检测电路208检测读取图像数据每一行的峰值，并且得到的峰值被用于校准等，以协调和确定在图像读取期间在CIS 201中的每一RGB色LED发光的时间长度。
灰度转换电路209根据从主机100发送的灰度曲线对读取图像数据执行灰度转换。
缓冲RAM 210临时保存图像数据以便协调读取图像数据产生的速度与数据通过接口212发送到主机100的速度之间的差。在将产生的数据写入到缓冲RAM 210之前，压缩/缓冲RAM控制电路211根据由主机100预设的图像输出模式(即2位、8位、24位等)执行压缩操作，并从缓冲RAM 210读取图像数据，通过接口电路212将读取的图像数据输出到主机100。
接口电路212通信至/来自主机100的控制信号、控制数据、和图象数据。
电动机驱动电路213以主机100指定的速度驱动电动机214。当电动机被驱动时，CIS 201被馈入执行扫描。电动机214的驱动速度与图像数据的输出速度成比例。当对读取进行初始化时，电动机速度被设定，并且在读取期间该速度不变。
图2显示用于控制图1所示的图像读取装置200的程序的构成。
控制图像读取装置200的程序包括与TWAIN兼容的应用程序301、TWAIN驱动程序302、设备驱动程序303、端口驱动程序304和操作系统(OS)305。
与TWAIN兼容的应用程序301允许图像通过TWAIN驱动程序302从图像读取装置200被读取，并显示在监视器104上。符合TWAIN标准的TWAIN驱动程序302将该图像从图像读取装置200传送到与TWAIN兼容的应用程序301，并提供其自己的图形用户接口(GUI)。该GUI具有允许用户预览图像根据所预览的图像指定所选图像区域，设定分辨率，设定读取模式(即2位、8位、24位等)以及执行包括灰度校正在内的色彩控制。
设备驱动程序303访问在图像读取装置200的模块中的控制寄存器以控制浓淡校正，根据分辨率或所选图像区域设定电动机速度，将从TWAIN驱动程序302接收的灰度校正数据发送到TWAIN驱动程序302，并对图像的读取执行流控制。端口驱动程序304根据接口对到/来自图像读取装置200的通信进行控制，这些接口包括串行接口、并行接口、SCSI、USB接口和IEEE 1394接口。
图3是由图2所示的设备驱动程序303执行的确定电动机214速度的处理程序的流程图。
参照图3，该处理从步骤S1开始，在该步骤中设备驱动程序303对接口电路212的数据通信速度I进行计算。
具体地说，以下述方式计算数据通信速度I：首先，在缓冲RAM 210中产生虚拟(dummy)数据。接着，在设备驱动程序303中的计时器启动，以与读取图像数据相同的模式读取虚拟数据。在虚拟数据被读取后，计时器停止。从虚拟数据量和虚拟数据传输时间计算出接口电路212的数据通信速度I(字节/秒)(以下称为“接口速度I”)。可以当图像读取装置200初始化时确定接口速度I。
程序转到步骤S2，在步骤S2中对接口速度I(字节/秒)、分辨率K(dpi)、所选图像宽度L(点)以及选自电动机速度表的电动机速度S(英寸/秒)进行计算。在显示图像读取装置200的读取区图4中，所选图像宽度L由用户在预览区域上选定的图像区域的宽度内的点的数量来表示。如果全屏扫描，所选图像宽度L由在全部读取区域的宽度内的点的数量来表示。从缓冲RAM 210读取的速度Vr与接口速度I(字节/秒)相对应，即Vr＝I。在24位颜色图像数据(1点等于3字节0)的情况下，写入到缓冲RAM 210的速度Vw(字节/秒)由下面的表达式计算：
Vw＝S×K×L×3                                  (1)
为了避免缓冲RAM 210的溢出，从缓冲RAM 210读取的速度Vr即接口速度I必须高于写入到缓冲RAM 210的速度Vw(字节/秒)。换句话说，必须满足下面的关系式：
I(字节/秒)＞Vw(字节/秒)    (2)
电动机速度S由表达式(1)和(2)计算，并且得到下面的关系式：
S＜I/3(K×L)               (3)
如图5中表所示，电动机速度S依据分辨率设定为3级：低、中和高。当读取图像时，满足关系式(3)的图5中表所示的最高速度被选择为电动机速度S。
在步骤S3，确定是否图像数据工作区可以被保留在RAM 102的物理存储器中。如果图像数据工作区可以被保留在RAM 102的物理存储器中，即在步骤S3中确定为是，则以在步骤S2中确定的电动机速度S读取该图像，因为在该图像读取期间没有存储器的交换发生。如果该工作区不能被保留，则硬盘103被用作虚拟存储器。在这种情况下，在图像读取期间发生存储器的交换，并且检查硬盘103的存取速度(步骤S4)。在该检查中，首先，产生虚拟数据。接着，计时器起动，产生的虚拟数据被写入到硬盘103，并且读取所写入的虚拟数据。对写入时间和读取时间进行测量以检查存取速度。该过程可以当图像读取装置200初始化时执行。
在步骤S5，确定是否在步骤S4检查的硬盘103的存取速度高于参考值。该参考值是通过检查具有不同性能的多个硬盘的存取速度来设定的，并且设定为高于与在步骤S2确定的电动机速度对应的数据速度使得即使存储器被交换也不会引起SS。
如果存取速度高于参考值，即在步骤S5确定为是，则即使在图像读取期间发生交换也不会引起SS。因此，图像以在步骤S2计算的电动机速度S被读取。如果存取速度低于参考值，则从图5所示的表中选择低于在步骤S2计算的电动机速度S的电动机速度，使得不会引起SS，并且图像以所选速度被读取(步骤S6)。
因此，在第一实施例中，对硬盘103的存取速度进行检查，如果存取速度低于参考值，设置该参考值使得不会引起SS，在图像被读取前将电动机速度S设定低一些。这防止了由主机100从RAM 210读取图像数据的中断引起的图像质量的降低和图像读取时间的延迟。
第二实施例
就设备驱动程序303确定电动机214的速度的方法而言，本发明的第二实施例与第一实施例不同，而其它结构与第一实施例中的相同，因此省去了对其的描述。
现在参照图6描述设备驱动程序303确定电动机214的速度的方法。
图6是根据本发明的第二实施例在图像读取装置200中由设备驱动程序303执行的确定电动机速度的处理程序的流程图。
在步骤S71开始该处理，其类似于步骤S1，在该步骤中对接口电路212的数据通信速度I进行计算。在步骤S72，其类似于步骤S2，对接口速度I(字节/秒)、分辨率K(dpi)、所选图像宽度L(点)以及选自电动机速度表的电动机速度S(英寸/秒)进行计算。
该处理开始以在步骤S72(S73)计算的电动机速度S读取图像，并且设备驱动程序303从图像读取装置200读取图像数据，并将其传输到TWAIN驱动程序302(步骤S74)。
在步骤S75确定是否引起了SS。具体地说，读取在压缩/缓冲RAM控制电路211中的状态寄存器以确定是否引起了SS。
如果在步骤S75确定引起了SS，则从图5所示的表中选择比在步骤S72所计算的电动机速度S的低的电动机速度，并且处理返回步骤S74。因此，如果引起了SS，则将电动机速度S设定低一些，使得SS不生效。如果没有引起SS，则在步骤S77确定图像的读取是否已经完成。如果图像的读取已经完成，则图像读取处理结束。否则，该处理返回到步骤S74。
因此，在第二实施例中，读取在压缩/缓冲RAM控制电路211中的状态寄存器以确定是否引起了SS。如果引起了SS，则将电动机速度S设定低一些，并且以较低的电动机速度S读取图像。这防止了由主机100从RAM 210读取图像数据的中断引起的图像质量的降低和图像读取时间的延迟。
第三实施例
TWAIN驱动程序302允许诸如为减低的边纹、边缘加强或除灰尘、划痕的图像处理应用到扫描的图像。用户可以依据所扫描的图像选择图像处理。在从扫描仪读取图像数据的同时执行图像处理。因此，如果选择了费时的图像处理或者如果选择了多个图像处理操作，从主机100读取图像数据可能很慢，由此可能引起SS。图像处理速率取决于PC机的处理能力或选定的图像宽度。根据第三实施例，因此TWAIN驱动程序302被用于计算图像处理速度Sp，并且设备驱动程序303根据图像处理速度Sp控制电动机速度S。
就设备驱动程序303确定电动机214的速度的方法而言，本发明的第三实施例与第一实施例不同，而其它结构与第一实施例中的相同，因此省去了对其的描述。
下面参照图7对设备驱动程序303确定电动机214的速度的方法进行描述。
图7是根据本发明的第三实施例在图像读取装置200中由设备驱动程序执行的确定电动机速度的处理程序的流程图。
在步骤S51开始该处理，其类似于步骤S1，在该步骤中对接口电路212的数据通信速度I进行计算。在步骤S52，其类似于步骤S2，对接口速度I(字节/秒)、分辨率K(dpi)、所选图像宽度L(点)以及选自电动机速度表的电动机速度S(英寸/秒)进行计算。
在步骤S53，得到由TWAIN驱动程序302计算的图像处理速度Sp。TWAIN驱动程序302以下述方式计算图像处理速度Sp：首先，产生与扫描图像的选定宽度L的一英寸对应的虚拟图像数据。对该虚拟图像数据执行由用户选择的图像处理操作，并对该图像处理所需的时间进行测量。该测量时间与图像处理速度Sp(英寸/秒)对应。
在步骤S54，确定是否在步骤S52计算的电动机速度S(英寸/秒)高于在步骤S53计算的图像处理速度Sp。如果电动机速度S(英寸/秒)高于图像处理速度Sp(英寸/秒)，参照电动机速度表，将电动机速度S设定为低于图像处理速度Sp(步骤S55)。接着，该处理结束。另一方面，如果电动机速度S(英寸/秒)低于图像处理速度Sp(英寸/秒)，则以初始电动机速度S读取图像，处理跳过步骤S55并结束。
因此，在第三实施例中，如果电动机速度S高于图像处理速度Sp，则将电动机速度S设定为低于图像处理速度Sp。这防止了由主机100从RAM 210读取图像数据的中断引起的图像质量的降低和图像读取时间的延迟。
本发明不局限于上述的实施例，在本发明的精神和范围内可以进行各种变化和修改。因此，为鉴定本发明的公开的范围，制定下述的权利要求。

Claims (20)

1.一种图像读取装置包括：
图像读取单元，具有光电转换部件，用于从图像读取光并将所读取的图像转换为图像信号；
驱动电动机，用于相对地移动所述图像读取单元和图像；
电动机控制单元，用于控制所述驱动电动机；
与外部信息处理设备相连接的接口；
转换电路，用于执行模数转换将图像信号变为图像数据；
与接口连接的存储器，用于存储图像数据；和
控制信号接收单元，用于通过所述接口接收电动机控制信号，
其中所述控制信号接收单元接收控制所述驱动电动机的电动机控制信号以满足关系式V1≤V2，其中V1表示读取图像以产生该图像数据的数据速度，V2表示通过所述接口读出的图像信号作为一个图像数据存储在信息处理设备的数据速度，并且
其中所述电动机控制单元根据接收的电动机控制信号控制所述驱动电动机。
2.如权利要求1的图像读取装置，其中所述控制信号接收单元还接收控制所述驱动电动机的电动机控制信号以满足关系式V1≤V3，其中V3表示通过所述接口从所述存储器读出图像信号的数据速度，
其中所述电动机控制单元根据所接收的电动机控制信号控制所述驱动电动机。
3.一种图像读取系统包括：
(A)图像读取装置包括：
(i)图像读取单元，具有光电转换部件，用于从图像读取光并将所读取的图像转换为图像信号；
(ii)驱动电动机，用于相对地移动所述图像读取单元和图像；
(iii)电动机控制单元，用于控制所述驱动电动机；
(iv)转换电路，用于执行模数转换将图像信号变为图像数据；和
(v)图像存储器，用于存储图像数据；和
(B)信息处理装置包括：
  (i)临时存储存储器，用于读取和临时存储存储在图像存储器中的图像数据；
  (ii)第一计时器，用于测量存储在所述临时存储存储器中的数据的速度；和
 (iii)控制信号产生单元，用于根据所数第一计时器的测量将电动机控制信号输出到所述电动机控制单元，
  其中所述电动机控制单元根据由所述控制信号产生单元输出的电动机控制信号控制所述驱动电动机。
4.如权利要求3的图像读取系统，其中，根据所述第一计时器的测量，所述控制信号产生单元输出控制所述驱动电动机的电动机控制信号以满足关系式V1≤V2，其中V1表示读取图像以产生该图像数据的数据速度，V2表示将图像数据存储在所述临时存储存储器中的数据速度，并且
其中所述电动机控制单元根据电动机控制信号控制所述驱动电动机。
5.如权利要求3或4的图像读取系统，还包括：
接口，用于将所述图像读取装置连接到所述信息处理装置；和
第二计时器，用于测量通过所述接口测量从所述图像存储器读出数据的速度，
其中所述控制信号产生单元根据所数第一和第二计时器的测量将电动机控制信号输出到所述电动机控制单元。
6.如权利要求5的图像读取系统，其中所述控制信号产生单元还输出控制所述驱动电动机的电动机控制信号以满足关系式V1≤V3，其中V3表示根据所述第二计时器的测量通过所述接口从所述图像存储器读出图像信号的数据速度。
7.如权利要求3或4的图像读取系统，其中所述临时存储存储器具有第二临时存储存储器作为虚拟存储器，和
其中所述第一计时器测量存储在所述第二临时存储存储器中的数据的速度。
8.如权利要求3或4的图像读取系统，其中所述信息处理装置还包括图像处理单元，用于对从所述图像存储器读取的图像数据执行图像处理，其中所述临时存储存储器存储图像数据，由所述图像处理单元对该图像数据执行图像处理。
9.如权利要求8的图像读取系统，其中所述第一计时器测量所述图像处理单元的图像处理速度。
10.一种用于控制图像读取系统的控制方法，包括下述步骤：
以预定的读取速度读取图像数据以产生图像数据；
将该图像数据存储在存储装置中；
通过接口读出存储在存储装置中的图像数据；
将在读出步骤中读出的图像数据临时存储在临时存储存储器中；以及
对临时存储存储器临时存储该图像数据的速度进行检测。
其中根据在检测步骤中检测的速度对在读取步骤中的读取速度进行控制。
11.如权利要求10的方法，还包括如果在检测步骤中检测的速度低于预定的值控制图像数据的读取速度低一些。
12.如权利要求11的方法，其中预定值高于接口的发送速率。
13.如权利要求10的方法，其中检测步骤包括检测图像数据存储在作为临时存储存储器的虚拟存储器的速度。
14.如权利要求13的方法，其中检测步骤包括检测写入到虚拟存储器的速度和从虚拟存储器读取速度中的至少一个。
15.如权利要求10的方法，还包括对在读出步骤读出的图像数据执行图像处理的步骤，其中在图像处理步骤执行图像处理的图像数据被存储在临时存储存储器中。
16.如权利要求15的方法，其中检测步骤包括在图像处理步骤中检测图像处理速度的步骤。
17.一种其上记录有计算机可执行的程序的记录介质，在包括图像读取装置和计算机的图像读取系统中，该程序实现按照权利要求10至16中的任意一个所述的方法。
18.一种控制图像读取的方法，包括下述步骤：
读取图像并产生图像数据；
将产生的图像数据进行发送；
对发送的图像数据进行处理；以及
对在处理步骤中的图像数据处理速度进行测量，
其中控制图像的读取使得在图像数据产生步骤中产生图像数据的速度低于在测量步骤中测量的处理速度。
19.如权利要求18的方法，其中还包括测量在发送步骤中图像数据的发送速度的步骤，
其中控制图像的读取使得在图像数据产生步骤中产生图像数据的速度低于在每一测量步骤中测量的发送速度和处理速度的任意一个。
20.一种其上记录有计算机可执行的程序的记录介质，在包括图像读取装置和计算机的图像读取系统中，该程序实现按照权利要求18或19所述的方法。
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