KR20000045088A

KR20000045088A - 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법

Info

Publication number: KR20000045088A
Application number: KR1019980061615A
Authority: KR
Inventors: 김한신
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2000-07-15
Also published as: KR100306747B1

Abstract

본 발명은 원고의 이송방향에 대하여 직교하는 방향으로 왕복 운동하면서 원고에 기록된 화상정보를 밴드단위로 스캐닝하는 스캐닝헤드를 포함하는 셔틀방식 스캐너에 있어서: 스캐닝헤드의 총 픽셀수보다 작은 값의 기준 픽셀수를 설정하고; 설정된 기준 픽셀수만큼의 기준 패턴을 스캐닝하며; 획득된 이미지데이터의 픽셀수를 검출하고; 검출된 픽셀수와 기준 픽셀수를 비교하여 배율오차를 연산하며; 원고의 스캐닝작업시에 배율오차로부터 연산된 보정배율을 적용하여 스캐닝된 화상정보를 처리한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 스캐닝헤드의 배율오차로 인한 각 밴드 사이의 왜곡현상을 화상처리과정의 연산작업을 통하여 보정하도록 함으로써, 별도의 수작업이 필요 없이 안정된 화상정보를 획득할 수 있다.

Description

셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법

본 발명은 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셔틀방식 스캐너내에 장착되어 원고면에 기록된 화상을 스캐닝하는 스캐닝헤드의 배율조립오차로 인하여 발생한 화상편차를 화상처리과정에서 보정하도록 한 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 원고면에 기록된 화상정보를 스캐닝하여 데이터화하는 스캐너는 크게 라인피딩방식(Line Feeding Type)과 셔틀방식(Shuttle Scanning Type)으로 대별된다.

이 중, 라인피딩방식의 스캐너는 원고면의 한 라인분량에 해당하는 이미지센서가 원고의 이송방향에 대하여 직교하는 방향으로 순차 배열되어 있어, 한 번의 스캐닝작업으로 한 라인분량의 화상데이터를 획득할 수 있도록 설계되어 있다.

한편, 셔틀방식 스캐너는 스캐닝영역에 이송된 원고를 스캐닝헤드가 원고의 이송방향에 대하여 직교하는 방향으로 좌우 왕복 운동하면서 원고상에 기록된 화상을 밴드단위로 스캐닝하도록 한 장치를 말한다. 여기서, 셔틀방식 스캐너의 스캐닝헤드에는 원고의 화상기록면에 광을 주사하는 광원과, 원고면으로부터 반사된 광을 축소결상하는 렌즈와, 렌즈에 의해 축소결상된 화상의 광량을 전기적인 신호로 변환하여 화상정보를 검출하는 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD)로 구성된다.

즉, 광원으로부터 방사된 광이 원고면에 도달한 후 반사되면, 이 반사광이 렌즈를 통하여 전하결합소자에 축소결상된다. 이때, 스캐닝헤드가 한번의 스캐닝동작으로 스캐닝할 수 있는 스캐닝가능영역의 크기는 스캐닝헤드의 배율에 의해 결정된다.

예컨대, 원고면과 렌즈 사이의 이격간격을 a라 가정하고, 렌즈와 전하결합소자 사이의 이격간격을 b라 가정하면, 스캐닝헤드의 배율 f는 아래의 수학식 1과 같다.

만약, 라인피딩방식의 스캐너에 있어서, 1％의 배율오차가 발생한 경우, 라인피딩방식 스캐너의 구조상 수평방향으로 데이터의 확대현상이 발생한다. 즉, 라인피딩방식의 스캐너는 가로방향으로 한 라인분량의 데이터를 획득할 수 있도록 다수개의 이미지센서가 배열되어 있으므로, 200㎜의 원고폭을 스캐닝하는 경우 스캐닝된 결과는 202㎜가 된다. 이때, 확대된 범위는 원고의 가장자리부분(좌우측 여백부분)이므로, 화질이 왜곡되지 않는다.

그러나, 셔틀방식 스캐너에서 1％의 배율오차가 발생한 경우, 각 밴드간의 데이터가 인접한 상태에서 한 페이지의 데이터를 형성하게 되므로, 밴드간의 인접된 지점에는 1도트(Dot) 이상의 데이터가 중복되어 나타나거나 사라지게 되는 현상이 발생하게 된다. 즉, 셔틀방식 스캐너의 구조상 세로방향으로 128도트의 이미지센서가 배열된 상태이므로, 배율오차가 발생한 경우, 밴드 사이의 간격에 변화가 발생하여 화상의 겹침 혹은 삭제 등의 왜곡이 발생한다.

그런데, 이와 같은 종래의 셔틀방식 스캐너에 의하면 다음과 같은 문제점이 발생한다.

즉, 셔틀방식 스캐너는 밴드단위로 스캐닝작업이 수행되므로, 스캐닝헤드의 배율오차가 발생한 경우, 각 밴드 사이에는 데이터가 겹치거나 혹은 사라지는 등의 왜곡이 발생한다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스캐닝헤드의 배율오차로 인한 각 밴드 사이의 왜곡현상을 화상처리과정의 연산작업을 통하여 보정하도록 함으로써, 화상왜곡현상을 방지한 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 적용된 셔틀방식 스캐너의 전체구조도이고,

도 2는 도 1에 도시된 스캐닝헤드의 상세구조도이며,

도 3은 본 발명에 적용된 셔틀방식 스캐너의 개략적 블럭도이고,

도 4는 도 3에 도시된 화상처리부의 상세블럭도이며,

도 5a는 A4규격의 원고를 128도트의 셔틀방식 스캐너로 스캐닝하는 경우 분할된 블럭당 스캐닝영역을 나타내는 도면이고,

도 5b는 128도트의 셔틀방식 스캐너가 한 블럭을 스캐닝하는 상태를 도시한 도면이며,

도 6은 본 발명에 의한 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법의 수행과정을 나타내는 동작흐름도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

101: 스캐닝헤드 110: 이미지센서

113: 시스템 메모리 114: 화상처리부

119: 아날로그/디지털 변환부 120: 스캐너 제어부

121: 이미지 처리부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 원고의 이송방향에 대하여 직교하는 방향으로 왕복 운동하면서 원고에 기록된 화상정보를 밴드단위로 스캐닝하는 스캐닝헤드를 포함하는 셔틀방식 스캐너에 있어서: 스캐닝헤드의 총 픽셀수보다 작은 값의 기준 픽셀수를 설정하고; 설정된 기준 픽셀수만큼의 기준 패턴을 스캐닝하며; 획득된 이미지데이터의 픽셀수를 검출하고; 검출된 픽셀수와 기준 픽셀수를 비교하여 배율오차를 연산하며; 원고의 스캐닝작업시에 배율오차로부터 연산된 보정배율을 적용하여 스캐닝된 화상정보를 처리하도록 한 점에 있다.

여기서, 이다.

또한, 이다.

그리고, 화상정보 처리단계는,

IWINEND = IWINSTART+보정배율-1

여기서,

IWINEND

는 실제 화상정보를 스캐닝할 영역의 끝점.

IWINSTART

는 실제 화상정보를 스캐닝할 영역의 시작점.

에 의해 화상정보를 처리할 수도 있다.

또한, 화상정보 처리단계는,

IWINEND = IWINSTART+보정배율-1+α

여기서,

IWINEND

는 실제 화상정보를 스캐닝할 영역의 끝점.

IWINSTART

는 실제 화상정보를 스캐닝할 영역의 시작점.

α

는 화상처리작업에서 발생하는 시간지연에 대응하는 픽셀수.

에 의해 화상정보를 처리할 수도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 블록 혹은 회로의 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 제거되거나 변형되더라도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1에는 본 발명에 적용된 셔틀방식 스캐너의 전체구조도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 스캐닝헤드의 상세구조도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명에 적용된 셔틀방식 스캐너의 개략적 블럭도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3에 도시된 화상처리부의 상세블럭도가 도시되어 있으며, 도 5a에는 A4규격의 원고를 128도트의 셔틀방식 스캐너로 스캐닝하는 경우 분할된 블럭당 스캐닝영역을 나타내는 도면이 도시되어 있고, 도 5b에는 128도트의 셔틀방식 스캐너가 한 블럭을 스캐닝하는 상태를 도시한 도면이 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명에 의한 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법의 수행과정을 나타내는 동작흐름도가 도시되어 있다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 셔틀방식 스캐너의 전체적인 구조를 설명하면 다음과 같다.

스캐닝헤드(101)와 프린팅헤드(102)는 가이드레일(103)상에 장착되어 있고, 캐리지 리턴 모터(Carriage Return Motor)(104)로부터 구동력을 전달받은 이송벨트(105)에 의해 좌우 왕복 운동하면서 원고(106)에 기록된 화상을 스캐닝하거나 인쇄용지상에 데이터를 인쇄한다.

또한, 원고(106)는 라인 피드모터(107)로부터 구동력을 전달받은 피딩롤러(Feeding Roller)(108)에 의해 원고(106)의 이송방향으로 소정거리만큼 불연속적으로 이송된다.

한편, 스캐닝헤드(101)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상단에 램프(109)가 설치되어, 램프(109)로부터 방사된 광이 원고의 화상데이터가 기록된 면에 조사되도록 하였다. 또한, 램프(109)의 하부에는 원고에 기록된 화상데이터에 의해 반사된 반사광을 감지하여 전기적신호로 변환하는 이미지센서(예컨대, 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD)를 사용함)(110)가 장착되어 있고, 램프(109)와 이미지센서(110) 사이에는 원고에 기록된 화상데이터에 의해 반사된 반사광이 이미지센서(110)에 정확하게 도달할 수 있도록 반사광을 집적화하는 렌즈(111)가 장착되어 있다. 여기서, 램프(109)와 이미지센서(110) 및 렌즈(111)는 스캐닝헤드 케이스(112)에 의해 고정되고 일체화된다.

다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명에 적용된 셔틀방식 스캐너의 내부구성을 설명하면 다음과 같다.

중앙처리장치(112)는 소정의 프로그램에 따라 스캐너를 전반적으로 제어한다. 즉, 중앙처리장치(112)는 시스템을 구동하는 프로그램이 내장된 시스템 메모리(113)를 제어하며, 스캐닝헤드(101)를 통해 화상데이터의 스캐닝작업을 수행하기 위한 화상처리부(114)를 제어하며, 화상처리부(114)에서 처리된 화상데이터의 제어를 수행한다. 또한, 컴퓨터로부터 요청된 프린팅작업을 수행하기 위한 제어를 담당한다.

화상처리부(114)는 스캐닝헤드(101)에 의해 스캐닝된 화상데이터에 대하여 쉐이딩(Shading) 및 감마보정(Gamma Correction), 해상도 변환(DPI Conversion), 에지 엠파시스(Edge Emphasis), 에러 확산(Error Diffusion) 등의 각종 화상처리작업을 수행한다.

스캐닝헤드(101)는 원고로부터 소정거리 이격된 상태에서 원고의 이송방향에 대하여 직교하는 방향으로 왕복 운동하면서 원고에 기록된 화상을 스캐닝한다.

래스터부(Rasterizer)(115)는 수직블럭(Vertical Block)으로 스캐닝한 화상데이터에 대하여 래스터 처리(Rasterizing)를 수행한다.

화상메모리(116)는 화상처리부(114)에서 화상처리작업을 수행하는데 필요한 화상데이터 처리용 버퍼 메모리(Buffer Memory)이다.

시스템 메모리(113)는 전체적인 시스템 구동용 프로그램이 내장된 롬과, 시스템 데이터를 처리하기 위한 램으로 구성된다.

인터페이스부(117)는 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers: 전기전자학회)의 1284 프로토콜(Protocol)에 의거하여 컴퓨터와의 양방향 병렬 인터페이싱(Bi-Directional Parallel Interfacing)을 위한 모듈로서, 스캐닝된 화상데이터를 컴퓨터로 송신하거나, 컴퓨터로부터 프린팅작업을 수행할 화상데이터를 수신한다.

프린터 구동부(118)는 프린팅작업을 수행하기 위해 필요한 헤드 제어신호(PRINT HEAD FIRE & ENABLE CONTROL)와, 구동 제어신호(CARRIAGE MOTOR PHASE & POSITION CONTROL)를 발생하여 프린팅헤드(102)의 구동상태를 제어하고, 프린팅할 데이터를 관리함과 동시에 라인피드 모터(107) 등을 제어한다.

한편, 도 4를 참조하여 화상처리부(114)의 상세구성을 설명하면 다음과 같다.

아날로그/디지털 변환부(119)는 이미지센서(110)에 의해 획득된 아날로그형태의 전기신호를 디지털형태의 화상데이터로 변환한다.

스캐너 제어부(120)는 이미지센서(110)를 구동하기 위한 클럭소스(CLK SOURCE)인 마스터 클럭(MASTER CLOCK: ΦM), 시프트 레지스터 클럭(SHIFT REGISTER CLOCK: Φ1, Φ2), 트랜스퍼 게이트 클럭(TRANSFER GATE CLOCK: ΦTG) 등의 클럭 발생, 데이터 전송을 위한 데이터 전송모듈 등을 포함한다.

이미지 처리부(121)는 이미지센서(110)에 의해 획득된 화상데이터를 처리한다.

여기서, 이미지센서(110)는 크게 더미 픽셀(Dummy Pixel)과 유효 픽셀로 구분되며, 유효 픽셀의 전후에 소정크기의 더미 픽셀이 구성된다. 이때, 유효 픽셀은 실제 화상데이터를 획득하기 위한 영역을 말하며, 이로 인하여 이미지 창(Image Window)의 시작점과 끝점을 지정하여야만 해당 영역의 화상데이터를 처리할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

스캐닝헤드(101)와 프린팅헤드(102)는 하나의 캐리지 리턴모터(104)에 의해 가이드레일(103)상을 왕복 운동한다. 스캐닝헤드(101)에 사용된 이미지센서(110)는 통상적으로 128도트의 크기를 사용하며, 이로 인하여 A4 규격의 원고(2551×3507도트(300DPI 기준))를 27개의 블럭(밴드)으로 구분하여 스캐닝한다(도 5a 참조). 하나의 밴드를 스캐닝할 때 도 5b에 도시된 바와 같이 수직방향으로 한 라인을 먼저 스캐닝한 후 캐리지 리턴모터(104)에 의해 수평방향으로 한 픽셀만큼 이동하면서, 연속적으로 스캐닝한다.

이때, 스캐닝헤드(101)를 조립하는 공정에서 배율조절 테스트를 수행한다(S101). 배율조절 테스트는 스캐닝헤드(101)에 사용된 이미지센서(110)의 총 픽셀수(128도트)보다 작은 범위내에서 소정 픽셀수의 블랙 라인 이미지(Black Line Image)를 스캐닝하여(S102), 실제로 몇 개의 도트가 이미지센서(110)에 의해 검출되었는가를 판단하여 이를 시스템 메모리(113)에 저장한다(S103). 예컨대, 스캐닝할 블랙 라인 이미지의 픽셀수를

X

라 가정하고, 실제 검출된 픽셀수를

Y

라 가정하면,

X

값과

Y

값은 각각 시스템 메모리(113)에 저장된다. 단계 103(S103)을 통하여

X

및

Y

값이 검출되면, 아래의 수학식 2를 통하여 보정배율(

Z

)을 계산한다(S104).

이후, 보정배율(

Z

)이 계산되면, 아래의 수학식 3을 통하여 실제 스캐닝작업에 사용되는 이미지센서(110)의 영역을 검출하여 이를 시스템 메모리(113)에 저장한다(S105).

IWINEND = IWINSTART+Z-1+α

여기서,

IWINEND

는 이미지 창의 끝점이고,

IWINSTART

는 이미지 창의 시작점이며,

α

는 아날로그/디지털 변환부(119)의 변환과정 및 기타 화상처리과정에서 발생한 지연시간에 대응하는 픽셀수를 나타낸다.

예컨대, 이미지센서(110)의 총 픽셀수가 128도트이고, 해상도가 300DPI일 때

X

를 100도트로 산정하면, 아래의 수학식 4와 같은 블랙 라인 이미지를 독취하여야 한다.

여기서,

X

를 총 픽셀수인 128도트로 산정하면 배율오차가 "확대(즉, 배율이 1보다 큼)"인 경우 실제 128도트가 128도트 이상의 스캐닝데이터로 획득되어야 함에도 불구하고, 총 픽셀수가 128도트이므로 128도트 이상의 데이터는 모두 소실되어 배율오차를 정확하게 검출할 수 없다. 따라서,

X

를 총 픽셀수보다 작게 산정하여야만 정확한 배율오차를 검출할 수 있다.

만약, 수학식 4와 같은 크기의 블랙 라인 이미지를 스캐닝하여 97도트의 블랙 이미지를 획득하였다면, 이것은 만큼 확대된 배율오차가 발생한 것을 의미하므로, 화상처리부(114)는 실제 스캐닝작업을 수행하는 과정에서 획득된 화상데이터에 대하여 아래의 수학식 5와 같은 배율보정값을 적용하여 화상처리작업을 수행한다.

따라서, 밴드 사이의 화상겹침현상은 발생하지 않는다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

결국, 본 발명에 의한 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법에 따르면, 다음과 같은 이점이 발생한다.

즉, 스캐닝헤드의 배율오차로 인한 각 밴드 사이의 왜곡현상을 화상처리과정의 연산작업을 통하여 보정하도록 함으로써, 별도의 수작업이 필요 없이 안정된 화상정보를 획득할 수 있다.

Claims

원고의 이송방향에 대하여 직교하는 방향으로 왕복 운동하면서 상기 원고에 기록된 화상정보를 밴드단위로 스캐닝하는 스캐닝헤드를 포함하는 셔틀방식 스캐너에 있어서:

상기 스캐닝헤드의 총 픽셀수보다 작은 값의 기준 픽셀수를 설정하는 단계;

설정된 상기 기준 픽셀수만큼의 기준 패턴을 스캐닝하는 단계;

상기 스캐닝단계에서 획득된 이미지데이터의 픽셀수를 검출하는 단계;

검출된 상기 픽셀수와 상기 기준 픽셀수를 비교하여 배율오차를 연산하는 단계; 및

상기 원고의 스캐닝작업시에 상기 배율오차로부터 연산된 보정배율을 적용하여 스캐닝된 화상정보를 처리하는 단계를 포함하는 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법.
제 1 항에 있어서, 상기 배율오차는,

인 것을 특징으로 하는 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법.
제 2 항에 있어서, 상기 보정배율은,

인 것을 특징으로 하는 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법.
제 3 항에 있어서, 상기 화상정보 처리단계는,

IWINEND = IWINSTART+보정배율-1

여기서, IWINEND 는 실제 화상정보를 스캐닝할 영역의 끝점.

IWINSTART 는 실제 화상정보를 스캐닝할 영역의 시작점.

에 의해 화상정보를 처리하도록 한 것을 특징으로 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법.
제 3 항에 있어서, 상기 화상정보 처리단계는,

IWINEND = IWINSTART+보정배율-1+α

여기서, IWINEND 는 실제 화상정보를 스캐닝할 영역의 끝점.

IWINSTART 는 실제 화상정보를 스캐닝할 영역의 시작점.

α 는 화상처리작업에서 발생하는 시간지연에 대응하는 픽셀수.

에 의해 화상정보를 처리하도록 한 것을 특징으로 셔틀방식 스캐너의 화상편차 보정방법.