CN1777223A - 具有存储器的电荷耦合器件及相应的成像设备和成像方法 - Google Patents

Abstract

公开了具有存储器的CCD。存储器存储诸如CCD按比例放大/缩小、开始位置等的特征信息，以便在诸如扫描仪的外围设备中，更容易和快速地补偿由CCD特征所导致的差别，而不用额外的补偿算法。

Description

具有存储器的电荷耦合器件及相应的 成像设备和成像方法

技术领域

本发明涉及成像设备中的特征补偿设备以及用于该成像设备的方法。本发明尤其涉及用于补偿由CCD的特征所导致的差别的设备和方法。

背景技术

通常，扫描仪是指用于把打印在文档上的数据转换为位图格式的图像数据的设备。

也就是说，作为用于把文档、图画等转换为可以存储在计算机中或者通过通信设备发送的数字数据的设备，扫描仪可以把图像转换为图形文件，以及把书本、文档等转换为可以由计算机通过使用适当的软件识别的字符。

扫描仪的基本操作原理是用光扫描对象，测量反射光量，并且把所反射的光转换为图像。通过内置于扫描仪中的电路，执行扫描仪的如下步骤：首先用光扫描对象，测量反射光量，产生与光量成正比的某一电平电压，并且把该电压转换为某一像素图案(pattern)。

这样的扫描仪划分为行扫描类型和往复扫描类型，行扫描类型逐行扫描写在文档上的数据，而往复扫描类型在读取器在垂直于文档移动方向的方向上逐个像素单元地往复移动时，扫描写在文档上的数据。此外，取决于所使用的图像传感器的类型，即彩色图像传感器或者黑/白图像传感器，扫描仪分为彩色扫描仪和黑/白扫描仪，而且取决于扫描仪是如何工作的，扫描仪分为手持扫描仪、馈纸型(sheet-feed)扫描仪、和平底板(flat-bed)型扫描仪，其中手持扫描仪是在要被扫描的对象上移动扫描仪的设备，馈纸型扫描仪是当如墨喷式打印机那样从顶部进纸时，随着向下馈送该纸张而对该纸张进行扫描，平底板型扫描仪在当把对象装载在玻璃面板上时，移动在扫描仪玻璃下面的图像传感器来扫描该对象，其是最广泛使用的类型。

如上所述，平底板型扫描仪通过移动位于扫描仪玻璃下面的扫描单元读取文档的内容，而在该扫描仪玻璃的上面装载了该文档。因此，平底板型扫描仪包括用于影印扫描文档的平底板扫描单元，或者除了专用的平底板型扫描仪之外的多功能打印机的平底板扫描单元，其用作计算机的数据输入设备。

在图1中，传统的平底板型扫描仪包括扫描仪玻璃70、扫描单元60、扫描仪轴50、扫描仪滑动块30、轨道20、基座10等。

轨道20沿扫描单元60移动的方向安装在基座10的一个上端，而且扫描仪轴50平行于轨道20安装在基座10的上端，并且其与轨道20间隔以便稳定地支撑移动中的扫描单元60。扫描仪轴50的两端由从基座10的上端伸出的轴支架40所支撑。扫描仪滑动块30安装在轨道20的上端并且沿着轨道20滑动。扫描单元60具有读取文档的CCD图像传感器，扫描单元60的一端与扫描仪轴50装配，其另一端从它的底部由扫描仪滑动块30支撑。扫描单元60和扫描仪轴50的装配具有允许扫描单元60沿着扫描仪轴50滑动的结构，而且通常，扫描单元60具有刷子，而且大多用具有圆形横截面的轴作为扫描仪轴50。因此扫描单元60构造为关于扫描仪轴50上下旋转。

要被扫描的文档装载在扫描仪玻璃70的上面，扫描仪玻璃70安装在扫描单元60的上端，并且具有覆盖要由扫描单元60扫描的区域的大小。此外，扫描仪玻璃70附着于与基座10装配在一起的盖子80，以便保持与基座10的关系。此外，尽管未在图中示出，但是扫描仪包括图像存储器和控制器，其中图像存储器储存由扫描单元60扫描的图像的数据，而且控制器控制扫描仪的操作，并且与连接到该扫描仪的主计算机进行通信。此外，当在装载在扫描仪玻璃70的上面的文档上执行扫描时，扫描单元60沿着在扫描仪轴50和轨道20上滑动的扫描仪滑动块30移动，读取并且把文档的数据存取到图像存储器中。此后，将数据发送到主计算机，以便以文件格式存储该数据，或者当传真功能起作用时用作要被发送的数据。

这里，为了扫描在文档上呈现的信息，扫描单元60从开始部分、逐行水平地扫描文档。因此，当制造诸如扫描仪之类的外围设备时，制造者让用户忽略或者补偿当他们使用该外围设备时、由于CCD特征而出现的差别。也就是说，需要额外的步骤来补偿在物理开始位置和扫描开始位置之间的偏差或者缩放比例差别。

在下文中，将对用于分析由扫描仪扫描的图像的方法进行描述，该方法分析由CCD导致的差别，并且每次使用该扫描仪时相应地补偿该扫描仪特征，以作为用于补偿该差别的一种方法。

首先，将特定的图案附于诸如扫描仪的外围设备上，并且预先存储诸如图案位置和大小的物理信息(外围设备的绝对值)。外围设备使用扫描单元的CCD扫描该特定的图案，从所扫描的图像中提前该特定的图案，并且读取该图案的位置信息和大小。外围设备将所读取的信息和预先存储的图案的物理信息进行比较，并且获得在它们之间的差别。如果CCD在按比例缩小或者放大方面没有差别，则所读取的信息应该和物理值没有差别，但是实际上在两者之间存在差别。该差别形成了当CCD按比例放大或者缩小时所导致的偏差，因此，考虑到该差别，当实际扫描时通过按比例缩小或者放大该差别那样的大小、对图像进行补偿。

例如，如果所附图案的大小是100而从图像中提取的图案是90，则图案的绝对大小意指100，但是通过CCD读取的图像大小为90，其实际上按比例缩小了10。因此，与标准值相比，CCD具有按比例缩小的特征。如果原样使用该CCD而没有对它进行补偿，则与原始图像相比，所有扫描的图像按比例缩小了10％，因此要对CCD进行补偿。为了从大小90按比例放大到大小100，当实际扫描时用于补偿的大小是按比例放大11％，以便创建大小100的图像。

此外，诸如扫描仪的外围设备查找在物理开始位置和所扫描图像的开始位置之间差别，并且依据该差别对开始位置进行补偿。

如上所述，诸如扫描仪的传统外围设备使用CCD扫描特定图案、分析所扫描的图像、查找物理图案大小以及在开始位置之间的差别、获得CCD特征的差别、并且补偿该差别，这是因为诸如按比例放大/缩小、开始位置等的CCD特征信息是未知的。如果在所扫描的图像上出现了图像失真，则CCD可能被错误的补偿。此外，传统的外围设备具有不方便的方面，这是因为由于添加补偿算法的额外处理使处理变得复杂，而且需要更多时间执行该处理。

发明内容

已经开发了本发明，以便解决上述缺陷及其它与传统方案相关联的问题。本发明的一个方面是提供具有存储器的CCD，该存储器用于存储诸如CCD按比例放大/缩小、开始位置等的特征信息，以便更容易和快速地补偿由CCD特征所导致的差别，而不需要在诸如扫描仪的外围设备中额外的补偿算法。

通过提供使用CCD扫描图像的成像装置实现本发明的上述和/或其它方面，该成像装置包含：CCD存储器，用于存储CCD的按比例放大/缩小信息和开始位置信息中的至少一个；读取器，用于读取存储在CCD存储器中的信息；以及图像处理单元，用于补偿从读取器中读出的开始位置信息，扫描该图像，并用所读取的按比例放大/缩小信息补偿所扫描的图像。

CCD存储器安装到成像装置的CCD中。

通过提供使用存储了唯一号码的CCD扫描图像的成像装置，实现了本发明的上述和/或其它方面，该成像装置包含：唯一号码检测器，用于检测CCD的唯一号码；CCD存储器，用于存储CCD的按比例放大/缩小信息和开始位置信息中的至少一个或多个；中央处理单元，用于使用由唯一号码检测器检测的唯一号码，从CCD存储器中读取对应于唯一号码的CCD特征信息；以及图像处理单元，用于基于由中央处理单元读取的CCD特征信息，对要被扫描的图像进行补偿。

图像处理单元补偿由中央处理单元读取的开始位置信息，扫描该图像，并且用读取的按比例放大/缩小信息补偿所扫描的图像。

通过提供成像装置的图像扫描方法实现本发明的上述和/或其它方面，其中该成像装置使用用于存储CCD特征信息的CCD存储器扫描图像，该方法包含步骤：读取CCD的特征信息；补偿所读取的特征信息中的开始位置信息并且扫描图像；用所读取的特征信息中的按比例放大/缩小信息补偿扫描的图像；用所读取的特征信息中的按比例放大/缩小信息补偿扫描的图像；以及存储补偿了位置并且补偿了缩放比例的图像。

CCD存储器安装到成像装置的CCD中。

通过提供用于成像装置的图像扫描方法实现本发明的另一方面，该成像装置使用CCD的唯一号码和特征信息扫描图像，该方法包含步骤：读取CCD的唯一号码；读取对应于该唯一号码的特征信息；补偿所读取的特征信息中的开始位置信息并且扫描图像；以及用所读取的特征信息中的按比例放大/缩小信息补偿扫描的图像。

CCD唯一号码存储在成像装置的CCD中。

此外，一个或多个CCD唯一号码以及对应于该唯一号码的CCD特征信息优选存储在存储器中。

本发明的另外方面和/或优点将在随后的描述中部分地进行阐述，而且部分通过描述是显而易见的，或者可以通过本发明的实践学习得到。

附图说明

通过以下结合附图对实施例的描述，本发明的这些及/或其它方面和优点将变得明显和更容易理解，其中：

图1是用于示意说明传统平底板型扫描仪的截面图；

图2是用于示意地说明依据本发明实施例的具有扫描仪功能的多功能外围设备的框图；

图3为用于说明依据本发明实施例的用于补偿CCD特征信息的方法的流程图；

图4是用于示范地说明存储在CCD存储器中的特征信息的视图；

图5是用于示意地说明依据本发明另一个实施例的具有扫描仪功能的多功能外围设备的框图；以及

图6是用于说明依据本发明另一个实施例的用于补偿CCD特征信息的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细地对本发明的实施例进行说明，在附图中说明了本发明实施例的示例，其中在所有附图中相同的附图标记指示相同的元件。通过参考附图在下面对实施例进行了描述，以便说明本发明。

图2是用于示意地示出依据本发明的实施例、具有扫描仪功能的多功能外围设备的框图。如图2所示，具有扫描仪功能的多功能外围设备100包括打印机部分130和扫描仪部分140，打印机部分130具有接口单元110、中央处理单元120、控制面板190、存储器单元132、打印机驱动器134、以及打印机构136，而且扫描仪部分140具有图像处理单元142、扫描单元144、图像存储器146、和CCD存储器148。

主计算机200如同现有技术中的那样，以缩略图(thumb-nail)数据的方式，编辑诸如要从存储设备中打印的图像的文件，并且将该数据发送到多功能外围设备100。

控制面板190允许用户选择和设置由多功能外围设备100支持的功能，并且具有显示部分，用于显示多功能外围设备100的操作状态信息。

接口单元110连接在主计算机200和中央处理单元120之间，以接口在它们之间的输入和输出信号，而且存储器单元132具有存储用于操作中央处理单元120的各种应用程序和控制程序的ROM，以及暂时储存要通过接口单元110从主计算机200中打印的数据以及在中央处理单元120运行程序的同时出现的各种数据的RAM。

中央处理单元120构造为依据存储在打印机部分130的存储单元132中的控制程序，控制打印机驱动器134和打印机构136的操作。

打印机驱动器134在中央处理单元120的控制下，控制打印机构136的驱动。

打印机构136构造为在打印机驱动器134的控制下，拾取纸张并且在其上形成图像。

如上所述构造的打印机部分130以下面的方式进行操作。也就是说，如果主计算机200生成要被打印的数据(在下文中，称为打印数据)并且通过接口单元110发送该打印数据，则中央处理单元120从存储单元132中读取必要的控制程序和数据，并且生成用于打印该打印数据的控制信号。生成的控制信号施加于打印机驱动器134。施加了该控制信号的打印机驱动器134依据所施加的控制信号控制打印机构136，并且通过在纸上形成字符执行打印作业。

在下文中，将对扫描仪部分140的结构进行描述。

以与图1所示的传统平台式扫描仪相同的结构构造扫描单元144，但是扫描单元144中的CCD传感器具有其中存储了CCD特征信息的CCD存储器148，其中CCD传感器读入在扫描单元60上装载的文档。

CCD存储器148安装到CCD传感器，并且存储诸如唯一号码、按比例放大/缩小百分比、开始位置等的相应CCD传感器的特征信息。这样的CCD存储器148可以用包括CROM、射频标识(RFID)等在内的各种存储器构造。特别是，在使用RFID时，扫描单元144必需用RFID读取器建造。因为这样的部件通常是众所周知的，所以将省略有关这些部件的详细说明。

图像处理单元142构造为读取存储在CCD存储器148中的特征信息，或者补偿从扫描单元144发送的已扫描图像数据，并且将已补偿的数据存储到图像存储器146中。详细地，图像处理单元142从安装在CCD中的CCD存储器148中读取诸如位置信息和按比例放大/缩小信息的特征信息，基于该特征信息对已扫描的图像数据进行补偿，并且将已补偿的数据存储到图像存储器146中。图4示范性地示出存储在CCD存储器148中的特征信息。也就是说，以表格格式存储特征信息，而且该表格存储相应CCD的诸如唯一号码410、开始位置信息420、以及按比例放大/缩小信息430之类的特征信息。开始位置信息420指示物理开始位置，其可以用“+”或者“-”的符号指示。符号“+”指示与用于扫描图像的开始位置相比较，相应CCD的物理开始位置向右偏离。在这种情况下，当不补偿地扫描文档时，在纸张的左侧生成具有开始位置信息420的数值那么大的不期望的数据，而且当在具有诸如“A4”大小的标准尺寸的扫描区域的文档上进行扫描时，不在右侧对应于位置信息数值的数据上执行扫描。因为在最终打印处理中，这样的不期望数据被处理为黑色数据，所以在纸张的左侧纵向打印黑线，这导致打印质量的退化。

因此，当指示如上所述的符号“+”时，图像处理单元142对用于扫描图像的开始位置进行补偿，以便驱动扫描单元144利用向右移动相应数值的开始位置来扫描图像。

此外，符号“-”意指与用于扫描图像的开始位置相比较，相应CCD的物理开始位置向左偏离。在这种情况下，与上述方法相反，当在不补偿的情况下进行扫描时，不扫描左侧的数据，而且在右侧出现不期望的数据。因此，图像处理单元142对用于扫描图像的开始位置进行补偿，以便驱动扫描单元144利用向左移移动相应数值的开始位置来扫描图像。优选是在扫描图像之前对位置信息进行补偿。

另一方面，按比例放大/缩小信息指示按比例缩小百分比，而且，以“+10”表示的按比例放大/缩小信息指示与标准大小相比，该CCD具有按比例缩小10％的特征。因此，当没有补偿地使用CCD本身时，与原始图像相比，所有扫描的图像按比例缩小了10％，使得当实际扫描时，通过按比例放大差不多11％进行补偿，以获得100％的图像。

此外，如果按比例放大/缩小信息430表示为“-10”，则当扫描时图像按比例放大了10％，使得当扫描时，通过按比例缩小差不多10％进行补偿，以获得100％的图像。此外，优选为对第一次扫描图像进行按比例放大/缩小信息的补偿。

通过如上所述的补偿处理，在图像存储器146中存储补偿图像。此后，在中央处理单元120的控制下，存储在图像存储器146中的图像数据通过接口单元110发送到主计算机200，并且以文件格式存储，或者当使用传真功能时用作传输数据。

在上述中，图像处理单元142构造为从CCD存储器148中读出并且补偿特征信息，但是可以这样构造图像处理单元142，使得中央处理单元120从CCD存储器148中读取特征信息，而且图像处理单元142对特征信息进行补偿。

在下文中，将依据本发明的实施例参考图3，对特征补偿方法进行描述。

图像处理单元142检查是否读出了CCD存储器148中的特征信息(操作310)，而且如果没有读取，则控制多功能外围设备通常地扫描图像(操作350)，对所扫描图像的质量进行补偿(操作360)，并且将补偿的图像存储到图像存储器146中(操作370)。如果在操作310中读取了CCD特征信息，图像处理单元142基于所读取的特征信息对开始位置进行补偿，并且扫描该图像(操作320)。接下来，图像处理单元142按比例放大和缩小扫描的图像以便进行补偿(操作330)，并且将开始位置和缩放比例补偿的图像存储到图像存储器146中。

将参考图5描述本发明的另一个实施例。

将另外的结构应用于图2所示的本发明的实施例。也就是说，安装唯一号码检测器150以便当将CCD安装到扫描单元144时检测该CCD的唯一号码，并且安装CCD存储器152，其存储了依据每个CCD唯一号码的特征信息。如果CCD唯一号码用存储器建立，则唯一号码检测器150可以构造为存储器读取器，而且如果CCD唯一号码用RFID建立，则唯一号码检测器150可以构造为RFID读取器，而且如果CCD唯一号码以条形码建立，则唯一号码检测器150可以构造为条形码读取器，因此将省略有关上述的详细说明。

在本发明的实施例中，如果唯一号码检测器150检测到每个CCD唯一号码，则读取依据该唯一号码存储在CCD存储器152中的特征信息，并且如上所述对相应的CCD进行补偿。

在下文中，将参考图6对操作进行描述。

图像处理单元142通过唯一号码检测器150检测唯一号码，并且向中央处理单元120通知该唯一号码(操作410)，然后中央处理单元120从CCD存储器152中读取对应于该唯一号码的特征信息，并且将该特征信息发送到图像处理单元142(操作420)。图像处理单元142对所发送的位置信息进行补偿并且扫描图像(操作430)，基于所发送的按比例放大/缩小信息对所扫描的图像进行补偿(操作440)，并且在图像存储器146中存储已经补偿了位置和缩放比例的图像(操作450)。

如果没有在操作410中检测到CCD唯一号码，则图像处理单元142通常地扫描图像(操作460)，为所扫描的图像进行补偿(操作470)，并且在图像存储器146中存储所补偿的图像。

依据本发明实施例的图像处理单元142已经被描述了读取存储在CCD存储器148中的CCD特征信息并且对其进行补偿，但是可以这样构造图像处理单元142，其中中央处理单元120直接从CCD存储器148中读取该特征信息，并且对其进行补偿。也就是说，中央处理单元120或者图像处理单元142可以用作用于对存储在CCD存储器148中的特征信息进行补偿的补偿单元。

成像设备的特征补偿设备和方法在具有存储器的CCD中存储诸如按比例放大/缩小百分比和开始位置的特征信息，而且外围设备直接读取所安装的CCD的特征信息，并且依据CCD特征对该信息进行补偿，使得特征补偿设备和方法具有通过消除用于对按比例放大缩小百分比和开始位置进行补偿的不必要过程、能够简单且快速地补偿特征误差的效果，其中上述消除用于补偿的不必要过程通过扫描特定地图案、并通过与所扫描的图像进行比较获得差别而进行。此外，特征补偿设备和方法可以防止当补偿特征时由于图像失真而导致的误差可能性。

虽然已经显示和描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员将要理解，可以在这些实施例中进行改变而不脱离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求和它们的等价物所定义。

Claims (12)

1、一种用于成像设备的电荷耦合器件(CCD)，其包含存储器。

2、如权利要求1所述的CCD，其中，该存储器存储用于补偿成像设备的特征的特征信息。

3.如权利要求2所述的CCD，其中，特征信息包括所述CCD的按比例放大/缩小百分比、开始位置信息、和唯一号码中的一个或多个。

4、一种成像装置，其包含CCD，该CCD具有依据权利要求1到3任意一个所述的存储器。

5、一种用于成像装置的成像方法，该成像装置使用具有存储器的CCD，其中该成像方法包含：

读取CCD的特征信息；以及

基于所读取的特征信息对CCD的特征进行补偿。

6、如权利要求5所述的成像方法，其中，读取CCD的特征信息是读取CCD的按比例放大/缩小百分比、开始位置信息、和唯一号码中的一个或多个。

7、如权利要求5所述的成像方法，其中，补偿包括对CCD的按比例放大/缩小百分比、开始位置信息、和唯一号码中的一个或多个进行补偿。

8、一种用于成像装置的图像扫描方法，该成像装置通过使用CCD的唯一号码和特征信息对图像进行扫描，该图像扫描方法包含：

读取CCD的唯一号码；

读取对应于该唯一号码的特征信息；

对所读取的特征信息中的开始位置信息进行补偿，并扫描图像；以及

用所读取特征信息中的按比例放大/缩小信息对所扫描的图像进行补偿。

9、如权利要求8所述的图像扫描方法，其中，CCD唯一号码存储在成像装置的CCD中。

10、如权利要求8所述的图像扫描方法，其中，一个或多个CCD唯一号码以及对应于所述唯一号码的CCD特征信息存储在存储器中。

11、一种方法，包含：

确定是否读出CCD存储器的特征信息；

如果没有读出特征信息，则控制多功能外围设备扫描图像；

如果没有读出特征信息，则对所扫描图像的预定质量进行补偿，或者如果读取了CCD特征信息，则基于所读取的CCD特征对扫描图像的开始位置进行补偿，并且对所扫描图像的按比例放大/缩小信息进行补偿；以及

将已补偿的图像存储在图像存储器中。

12、一种设备，包括：

接口单元，传递主计算机和中央处理单元之间的输入和输出信号；

存储单元，存储操作中央处理单元的应用程序和控制程序，该存储单元暂时储存要通过接口单元从主计算机中打印的数据；

中央处理单元，依据存储在存储单元中的控制程序控制打印机驱动器和打印机构的操作；

打印机驱动器，在中央处理单元的控制下控制打印机构的驱动；以及

打印机构，构造为在打印机驱动器的控制下拾取纸张并在其上形成图像，

其中，与中央处理单元进行通信的图像处理单元读取存储在CCD存储器中的特征信息，或者图像处理单元对从扫描单元发送的扫描图像数据进行补偿，并且将所补偿的数据存储到图像存储器中。

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