CN1640112A - 电子图像传感器和用于评价的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子图像传感器和一种用于评价电子图像传感器的方法，所述电子图像传感器具有多个单传感器，所述单传感器分别具有多个像素，其中仅部分地读出至少一个单传感器的像素，从而有选择地遮蔽具体的图像段，以便减少有待处理的图像数据段。

Description

电子图像传感器和用于评价的方法
本发明涉及根据权利要求1或14的前序部分所述的一种电子图像传感器和一种用于评价的方法。
这种图像传感器被称作行传感器并由多个光敏像素构成，所述光敏像素沿行设置。各个像素将光输入信号转换成电输出信号和因而实现对图像传感器摄录的图像信息的电子评价。这种行传感器例如用于检验印刷品，特别是用于检验有价证券。
行传感器的必要的像素数量主要取决于有待摄录的物件的宽度和涉及物件的应用所需的分辨率。由于有待摄录的物件的宽度分别根据情况变化很大和总是要检测越来越小的结构，所以根据现有技术采用高分辨率的专用传感器，所述专用传感器购置费用昂贵。
在DE4024618A1中披露了一种采用多个传感器采集表面信息的设备，分别有一个透镜装置与传感器配合。分光装置将表面信息输送给透镜装置。
在DE3338168A1中披露了一种具有多个像素的传感器，所述像素可有选择地被接通。
在JP63-240261A中披露了两个CCD行传感器，分别有一个光学件与CCD行传感器配合和CCD行传感器的图像区段重叠。重叠的图像区段被存储和有选择地从存储器内被读取。
本发明的目的在于提出一种电子图像传感器和一种用于评价的方法。
采用权利要求1或14的特征实现了本发明的目的。
本发明的基本构思在于用一个具有多个可单独控制和评价的单传感器组合取代具有所需的行宽度的费用昂贵的专用传感器。这种单传感器是标准件和因此相对价格低廉。分别根据所需的图像传感器的宽度，可以改变单传感器的数量，以便从总体上保证所需的传感器宽度。其中每个单传感器配备有一个对图像区段成像的自己的光学件。为了将图像传感器作为行传感器加以应用，单传感器在其纵轴方向上并列设置，其中分别根据应用情况在单传感器之间具有一定的间隔。所有单传感器然后共同被一评价装置控制和评价，从而输入到评价装置内的图像信息与具有相应的宽度的专用传感器提供的图像信息相符。
所有单传感器设置在一个共同的支承件上，从而采用简单的手段即可以保证单传感器的充分精确的定向。这种支承件特别是电子板件，在所述电子板件上安装有单传感器。另外在电子板件上也可以设置评价装置的一部分控制和评价电子器件。
最好单传感器是可部分读出的传感器。采用这种可部分读出的传感器可以根据像素在单传感器内的相应的几何设置对每个传感器的具体像素进行遮蔽。当例如已知在一特定的图像段不会有相关的图像信息时，可以通过可部分读出的传感器的相应的控制遮蔽该图像区段，从而可以相应减少在评价装置内被评价的图像数据。
特别是可以采用平面传感器制造本发明的图像传感器，其中至少对作为图像传感器的一个平面传感器行进行控制，同时对其它行的平面传感器不进行读取。
在单传感器作为可部分读出的平面传感器时，也可以通过对一对平面传感器行对色彩信息进行摄录和传递给评价装置。
由于CMOS(Complementary-Metal-Oxid-Semiconductor)传感器的的效费比非常有利，所以这种传感器特别适用于本发明的图像传感器的成像。
这种CMOS图像传感器部分地具有与存储器器件相符的图像结构，从而与存储单元相同可以调取各个像素。即仅读取那些实际上也被评价的像素。
在图像传感器的单传感器之间具有一定的间隔。由于在单传感器的前面设置有光学件，所以在单传感器上可以对较宽的图像段成像。为了可以对有待摄录的物件的所有区段进行评价，图像传感器设置在距有待摄录的物件的一定距离处，因而被单传感器检测的有待摄录的物件的图像区段至少微量重叠。被相邻的单传感器分别重复摄录的重叠区段然后在评价装置中被相应的评价算法重新滤出。
在附图中示出本发明的实施例，下面将对这些实施例做进一步说明。
图中示出：
图1为处于第一工作状态的图像传感器的结构示意图，和
图2示出处于第二工作状态的图1所示的图像传感器。
图1所示的图像传感器01具有四个并列间隔设置的单传感器02、03、04和06，所述传感器安装在一个共同的电子板件07上。对每个单传感器02、03、04和06分别有一个光学件08与之配合，通过所述光学件一个被摄录的物件09沿一条线在单传感器02至06上成像。如图1所示单传感器02、03、04和06、光学件08和有待摄录的物件09分别设置在一条直线上。有待摄录的物件09的有待采集的图像区段位于每个光学件08的对面。
其中选择的光学件08的特性和图像传感器01与有待摄录的物件09之间的间隔应使一方面基本有待摄录的物件09的整个宽度可以在单传感器02至06上成像和另一方面被单传感器02至06分别检测的图像区段具有至少很小的重叠。
每个单传感器02至06由多个并列设置的像素构成，所述像素根据其几何设置可单独控制。此点使对具体的图像区段的遮蔽成为可能，从而可以减少有待处理的图像数据量。
为了确定旨在减少有待处理的图像数据量哪些图像区段将被遮蔽，必须首先读取所有的像素，以便确定一个特征的位置。根据采集的特征确定哪些数据不被读取，其中每个像素将一个自己的信号输出给评价单元。
在图1所示的工作状态下，有待摄录的物件09载有两个重要的特征11和12，由评价装置对特征的存在和其几何位置进行评价。有待摄录的物件09的其它区段对于评价是不相关的。为了以简单的方式完成所述的评价任务，对单传感器02至06的像素进行选择性地读取。由于在没有重要的特征存在的有待摄录的物件09在被单传感器06上成像的区段内根本不会对单传感器08的像素进行读取，因而可以完全遮蔽相应的图像区段。由评价装置可以为图像传感器预定用于图像压缩的必要的参数。
在单传感器04中由单传感器04的中间的像素对有待摄录的物件09的重要的特征12进行摄录。据此仅对单传感器04的中间的像素进行读取，同时对设置在单传感器左边缘和右边缘上的像素加以遮蔽。
重要的特征11在物件09上的位置应使可以由单传感器02和03可以分别部分地对其进行摄录。由于仅特征11的位置是重要的，所以对单传感器02和03的控制应使在单传感器02内仅对左侧边缘的像素和在单传感器03内仅对右侧边缘的像素进行读取。对单传感器02和03的所有其它的像素不进行读取，从而对物件09的相应的图像区段进行选取。在对图像传感器内的从单传感器02和03输出的图像数据进行评价时计算出重叠的区段和另外对图像数据进行换算，从而使有待评价的数据与特征11的几何形状相符。
在图2中示出处于第二工作状态的图像传感器，在该工作状态下对单传感器02至06的所有像素进行读出，从而对在有待摄录的物件09的整个宽度上的一条线进行摄录和评价。其中单传感器02至06的摄录区段重叠很小，以便从整体上避免图像传感器01的摄录区段内出现空白。但图像传感器用数据流将在整个扫描线上的每个图像点仅一次性地传递给后面的评价装置。
在图像传感器的第三个工作状态下也可以通过对分像素(在读取的像素之间允许有空白)的读取可以降低在整个扫描线的分区段上的分辨率。除了对在整个图像传感器长度上的读取的图像区段的可能的压缩外，在此还可以附加用完全或减小的分辨率读取重要程度不同的区段。
所述图像传感器特别适用于对印刷品进行检查。
                      附图标记对照表
01        图像传感器
02        单传感器
03        单传感器
04        单传感器
05        -
06        单传感器
07        电子板件
08        光学件
09        有待摄录的物件
10        -
11        重要的特征(有待摄录的物件)
12        重要的特征(有待摄录的物件)
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种电子图像传感器(01)，所述图像传感器具有行，所述行具有多个光敏像素，其中每个像素根据在相应的像素位置接收的光输入信号产生一个电输出信号，所述输出信号的强度与光输入信号相关和在一评价单元作为图像信息被评价，其特征在于，图像传感器(01)具有多个可被单独控制和评价的单传感器(02、03、04、06)，所述单传感器具有多个像素，所述像素在其纵轴方向上并列和分别相互间隔地设置，其中为每个单传感器(02、03、04、06)配属有一个与之配合的自己的光学件(02)，所述光学件用于在在单传感器(02、03、04、06)上对有待摄录的物件(09)的图像区段的成像，和所有单传感器(02、03、04、06)被一共同的评价装置控制和评价，单传感器(02、03、04、06)是可部分读出的彩色平面传感器，其中对至少作为彩色行传感器的一对平面传感器行进行控制。
2.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)设置在一共同的支承件(07)上。
3.按照权利要求2所述的电子图像传感器，其特征在于，支承件(07)是电子板件，所述单传感器(02、03、04、06)安装在电子板件上。
4.按照权利要求3所述的电子图像传感器，其特征在于，评价装置的控制和评价电子器件至少部分地安装在电子板件上。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)是可部分读出的传感器，从而在对图像信息进行评价时可以根据像素在单传感器(02、03、04、06)内的几何设置对具体的像素的输出信号进行处理或遮蔽。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)是可部分读出的平面传感器，其中对至少作为图像传感器的一平面传感器行进行控制。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)是CMOS传感器。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，与有待摄录的物件(09)有一间隔地设置图像传感器(01)，从而有待摄录的物件(09)被单传感器(02、03、04、06)检测的图像区段至少部分重叠，其中线的每个图像点仅被传递给评价装置一次。
9.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，每个像素向评价装置输出一个自己的信号。
10.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，图像传感器用于对印刷品的检验。
11.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，每个光学件(08)直接位于有待摄录的物件(09)的有待检测的图像区段的对面。
12.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)、光学件(08)和有待摄录的物件(09)分别设置在一条直线上。
13.一种用于评价电子图像传感器的方法，所述图像传感器具有多个单传感器(02、03、04、06)，所述单传感器分别具有多个像素，其中仅部分读出至少一个单传感器(02、03、04)的像素，从而有选择地遮蔽具体的图像区段，以便减少有待处理的图像数据量，其特征在于，由每个像素向评价装置输出一个自己的信号。
14.一种用于评价电子图像传感器的方法，所述图像传感器具有多个单传感器(02、03、04、06)，所述单传感器分别具有多个像素，其中仅部分读出至少一个单传感器(02、03、04)的像素，从而有选择地遮蔽具体的图像区段，以便减少有待处理的图像数据量，其特征在于，在对至少一个单传感器(02、03、04)的像素部分读取之前，对至少一个单传感器(02、03、04、06)的所有的像素进行读取，以便确定特征的位置，和接着确定对哪些像素不读取。
15.一种用于评价电子图像传感器的方法，所述图像传感器具有多个单传感器(02、03、04、06)，所述单传感器分别具有多个像素，其中仅部分读出至少一个单传感器(02、03、04)的像素，从而有选择地遮蔽具体的图像区段，以便减少有待处理的图像数据量，其特征在于，对单传感器(02、03、04、06)的输出信号相互相关进行评价，从而几何位置正确地对沿有待摄录的物件(09)的一条线的被摄录的图像信息处理，仅部分地读取一个对有待摄录的物件(09)的线的部分进行成像的单传感器(02、03、04)的像素和根据有待摄录的物件(09)的移动改变有待遮蔽的部分区段。
16.按照权利要求13或15所述的方法，其特征在于，在对至少一个单传感器(02、03、04)的像素部分读取之前，对至少一个单传感器(02、03、04、06)的所有的像素进行读取，以便确定特征的位置，和接着确定对哪些像素不读取。
17.按照权利要求13、14或15所述的方法，其特征在于，对至少一个单传感器(02、03、04)的剩余的像素进行读取，其中每个像素输出一个自己的信号。
18.按照权利要求13或15所述的方法，其特征在于，根据这些数据确定一个特征(11、12)的位置。
19.按照权利要求13或15所述的方法，其特征在于，根据这些数据用减小的分辨率确定特征(11、12)的图像段。
20.按照权利要求13或14所述的方法，其特征在于，对单传感器(02、03、04、06)的输出信号相互相关进行评价，从而几何位置正确地对沿有待摄录的物件(09)的一条线的被摄录的图像信息处理。
21.按照权利要求20所述的方法，其特征在于，仅部分地读取一个对有待摄录的物件(09)的线的部分进行成像的单传感器(02、03、04)的像素。
22.按照权利要求21所述的方法，其特征在于，根据有待摄录的物件(09)的移动改变有待遮蔽的部分区段。
23.按照权利要求14或15所述的方法，其特征在于，由每个像素向评价装置输出一个自己的信号。
24.按照权利要求13、14或15所述的方法，其特征在于，图像传感器用于印刷品的检验。
25.按照权利要求13、14或15所述的方法，其特征在于，每个光学件(08)直接位于物件(09)的有待检测的图像区段对面。
26.按照权利要求25所述的方法，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)、光学件(08)和有待摄录的物件(09)分别设置在一条直线上。

Claims (25)

1.一种电子图像传感器(01)，所述图像传感器具有行，所述行具有多个光敏像素，其中每个像素根据在相应的像素位置接收的光输入信号产生一个电输出信号，所述输出信号的强度与光输入信号相关和在一评价单元作为图像信息被评价，其特征在于，图像传感器(01)具有多个可被单独控制和评价的单传感器(02、03、04、06)，所述单传感器具有多个像素，所述像素在其纵轴方向上并列和分别相互间隔地设置，其中为每个单传感器(02、03、04、06)配属有一个与之配合的自己的光学件(02)，所述光学件用于在在单传感器(02、03、04、06)上对有待摄录的物件(09)的图像区段的成像，和所有单传感器(02、03、04、06)被一共同的评价装置控制和评价。
2.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)设置在一共同的支承件(07)上。
3.按照权利要求2所述的电子图像传感器，其特征在于，支承件(07)是电子板件，所述单传感器(02、03、04、06)安装在电子板件上。
4.按照权利要求3所述的电子图像传感器，其特征在于，评价装置的控制和评价电子器件至少部分地安装在电子板件上。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)是可部分读出的传感器，从而在对图像信息进行评价时可以根据像素在单传感器(02、03、04、06)内的几何设置对具体的像素的输出信号进行处理或遮蔽。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)是可部分读出的平面传感器，其中对至少作为图像传感器的一平面传感器行进行控制。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)是可部分读出的彩色平面传感器，其中对至少作为彩色行传感器的一对平面传感器行进行控制。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)是CMOS传感器。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的电子图像传感器，其特征在于，与有待摄录的物件(09)有一间隔地设置图像传感器(01)，从而有待摄录的物件(09)被单传感器(02、03、04、06)检测的图像区段至少部分重叠，其中线的每个图像点仅被传递给评价装置一次。
10.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，每个像素向评价装置输出一个自己的信号。
11.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，图像传感器用于对印刷品的检验。
12.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，每个光学件(08)直接位于有待摄录的物件(09)的有待检测的图像区段的对面。
13.按照权利要求1所述的电子图像传感器，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)、光学件(08)和有待摄录的物件(09)分别设置在一条直线上。
14.一种用于评价电子图像传感器的方法，所述图像传感器具有多个单传感器(02、03、04、06)，所述单传感器分别具有多个像素，其特征在于，仅部分读出至少一个单传感器(02、03、04)的像素，从而有选择地遮蔽具体的图像区段，以便减少有待处理的图像数据量。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，在对至少一个单传感器(02、03、04)的像素部分读取之前，对至少一个单传感器(02、03、04、06)的所有的像素进行读取，以便确定特征的位置，和接着确定对哪些像素不读取。
16.按照权利要求14或15所述的方法，其特征在于，对至少一个单传感器(02、03、04)的剩余的像素进行读取，其中每个像素输出一个自己的信号。
17.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，根据这些数据确定一个特征(11、12)的位置。
18.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，根据这些数据用减小的分辨率确定特征(11、12)的图像段。
19.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，对单传感器(02、03、04、06)的输出信号相互相关进行评价，从而几何位置正确地对沿有待摄录的物件(09)的一条线的被摄录的图像信息处理。
20.按照权利要求19的方法，其特征在于，仅部分地读取一个对有待摄录的物件(09)的线的部分的成像的单传感器(02、03、04)的像素。
21.按照权利要求20所述的方法，其特征在于，根据有待摄录的物件(09)的移动改变有待遮蔽的部分区段。
22.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，由每个像素向评价装置输出一个自己的信号。
23.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，图像传感器用于印刷品的检验。
24.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，每个光学件(08)直接位于物件(09)的有待检测的图像区段对面。
25.按照权利要求24所述的方法，其特征在于，单传感器(02、03、04、06)、光学件(08)和有待摄录的物件(09)分别设置在一条直线上。
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