TW399388B - Linear sensor imaging method and apparatus - Google Patents

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TW399388B TW087116285A TW87116285A TW399388B TW 399388 B TW399388 B TW 399388B TW 087116285 A TW087116285 A TW 087116285A TW 87116285 A TW87116285 A TW 87116285A TW 399388 B TW399388 B TW 399388B
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Guy Broer Immega
Geoffrey Edward Vanderkooy
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Kinetic Sciences Inc
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Description

經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 __B7 _ 五、發明説明（/ ) 本發明係有關一費用不高之擷取一以一未知之變速或 定速移經一個或以上之線性感測器陣列之物體之影像的方 法與裝置。 影像裝置譬如傳真機藉由以一已知，一定的速度掃描 影像而擷取影像。例如，在一典型的傳真機中，一步進馬 達拖拉印有影像的紙張經由一狹縫而以一定的速度移動影 * 像經過一固定的掃描頭。在任何時間，掃描頭僅看到一狹 窄，相鄰於掃描頭之影像的線性部分。因爲掃描速率是一 定且預定的，所以傳真機的控制電路可易於在固定，連續 的時間區間下動作，以傳送在每一個區間期間所看到的影 像部分至一緩衝器。緩衝器累積影像部分而產生掃描影像 的全數位圖像。取代移動影像經過一如前所述的固定的掃 描頭，影像可以保持在一固定的位置而部進馬達移動掃描 頭以一定的速度經過影像，如在一典型的平臥型掃描器。 如前所述之那些習知技藝之裝置使用相當昂貴，體積 又龐大的步進馬達以維持掃描速率至一高準確度。許多習 知技藝裝置，譬如手握型掃描器，使用耦接於滾筒之體積 較不大的編碼器以同步掃描程序當掃描器以手操作而以不 同的速度掃描過被成像的物體上時。雖然，掃描速率變化， 但是其可由介於滾筒與編碼器之間的電氣及/或機械耦接 而決定。然而，這樣的設計需要昂貴的高精準度編碼器及 /或相當複雜的機械結構來達成掃描影像的高解析度。 本發明提供一使用一個或以上的線性陣列以擷取一移 _動之物體之影像的方法及裝置，毋須高準確度之步進馬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） I I------； I裝------訂一^----線 V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經滴部中决標準局員工消t合作社印11 A7 __B7 五、發明説明（2 ) Γ 達，及毋須機械性地測量物體速度。 在一種實施例中，本發明提供一影像裝置，其中一線 性感測器陣列在物體橫移過陣列而連續地把片段置於相鄰 於感測器時連續的產生一物體的影像片段。被順序安排成 對的片段影像被比較以產生一表示其等之間類似的輸出訊 號。每當比較器輸出訊號表示在該對影像之間非爲完全相 似時其中一對影像片段被累積在一緩衝器中。 在另一實施例中，本發明提供一影像裝置，其中一第 一線性感測器陣列在發生的一第一時間產生位鄰於第一感 測器之一物體的一第一片段的一第一影像。一第二感測器 陣列相隔第一感測器陣列一距離d。在發生的一第二時間， 第二陣列產生位鄰於第二感測器之物體的一第二片段的一 第二影像。一緩衝器被耦接於第一陣列。當物體移越過第 一陣列時第一影像及其產生時間被累積在緩衝器中作爲一 連續的多個第一片段。一比較器被耦接在緩衝器與第二陣 列之間。比較器比較第二影像與一被選取之多個被累積的 第一影像的每一個而決定被累積的第一影像的哪一個是最 相似於(即最匹配)第二影像。接著一物體速度判讀器判讀 物體的速度S作爲一適當地d/(trtm)的加權函數[即，s κ d/(trtm)，其中ti是被選取之其中一個第X：影像之產生時 間’ k是最相似於所選取之第二影像之第一影像的產生時 間。 影像裝置可以被操作在一固定或是一可變化的取樣速 _率。g果取樣速率是固定的·，則分段影像在相同的持續時 本紙張尺度適财S ϋ 財（CNS ) 44規格（2丨Gχ 297讀） -------丨裝-------訂l·-----線 • · J » (請先閲讀背面之注^<5^項再填寫本頁) 經滴部中央標準局貝工消费合作社印聚 A7 B7 五、發明说明（s ) 間的取樣間隔期間產生。因爲已知每一個最佳”匹配”掃描 的速度與時間持續時間，所以每一個這樣的掃描的寬度很 快地可以被決定且緩衝區可以被取樣而作成可以被組合而 產生全影像的等寬影像”帶”。如果採用可變的取樣速度， 每一個分段影像在一具有等於1/(R*S)的持續時間的取樣 間隔期間產生，此處的R爲最終影像期望(固定的)的解析 度。因爲掃描速率隨物體的速度正比率的變化，所以合成 影像可以立即在掃描程序完成之後直接從緩衝器讀取。 本發明的再一個實施例加入額外的感測器陣列以更準 確及更健全的測量物體的速度因此改善最終影像的解析 度。 第1圖係一具有一單一線性感測器陣列之影像裝置的 斜角透視圖說明的結構圖。 第2圖係一第1圖之裝置的側視圖。 第3圖係第1圖之裝置的電子元件的結構方塊圖示意 圖。 第4圖係舉例說明第1圖之裝置形成一移動物體的影像 的步驟順序的流程圖。 第5圖係一對間隔開的線性感測器陣列的頂視圖。 第6圖係一加入第5圖之線性感測器陣列的影像裝置的 側視圖。 第7圖係一描述累積於一經由第5圖之線性感測器陣列 所獲得之被選取之影像片段所形成的合成影像的儲存緩衝 器的格式化的表示。 ‘ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 % 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X 297公釐） A7 67 一-—-- 五、發明説明（4·) 第8圖係-舉例說明第6圖之裝置形成一移動中^胃 影像的步驟順序的流程圖。 第9圖係舉例說明第6圖之裝置形成-像的一替代步驟順序的流程圖。 第10圖係-三個間隔開的線性感測器陣列的頂視®1 ° 第11圖係-糊酬加入第1_之雜_胃^__ 影像裝置形成一移動中之物體影像的步驟順序的流程® ° 第12圖係一四個間隔的，過濾色彩線性感測器陣列。 第13圖係一加入第12圖之線性感測器陣列的一影像裝 置的側視圖。 第Μ圖係第13圖之線性感測器陣列的影像裝置形成一 移動中之物體彩色影像的步驟順序的流程圖。 經濟部中央標準局負工消贽合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本買) 丨線 第1圖及第2圖說明加入一單線性感側器陣列1〇之本發 明的第一實施例。被成像的物體12以一未知變動的或固定 速度朝箭號I4的方向移經蓋板18中的觀視區16。感測器1〇 經由觀視區I6看到物體I2的一狹窄的線性片段並產生一表 示那個片段的輸出訊號。鏡片20，或其他的裝置，協助觀 視由感測器10所觀得之物體片段。 感測器10可以是一ΙΧη像素的線性陣列。蓋板18可以 是透明的，其中觀視區16的框架可以是蓋板18的預留區。 另一種是，觀視區16可以是蓋板18中的一狹縫或開孔。 如第3圖槪要地說明，感測器1〇所產生的輸出訊號被 傳送至一儲存輸出訊號在記憶體緩衝器24中的處理器22。 當物體12的一完整的(或部分的)影像已被累積在如下所挪 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） - 經濟部中央標隼局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（J ) 之緩衝器24中時，處理器22在26輸出完整的(或部分的)影 像。 第1-3圖所說明之裝置的操作由第4圖之流程圖來說 明。由感測器10所產生之當前的訊號被處理器22接收如步 驟30所示(g卩，感測器10被掃描而獲得正鄰於觀視區16之 物體12的片段之一 1 Xn像素影像）。由感測器10所產生之 當前的訊號(典型上此訊號由一連串的η位元所組成，每一 個位元相對感測器10中的一個像素)經由處理器22與儲存 於緩衝器24中的原有掃描訊號做比較，如步驟32所示。如 果比較步驟32顯示，在步驟34，由感測器10所產生之當前 的訊號基本上類似於儲存於緩衝器24中的原有掃描訊號， 則重複上述的步驟，從步驟30開始。否則，如果比較步驟 32顯示由感測器10所產生之當前的訊號與儲存於緩衝器24 中的原有掃描訊號之間基本上相異，則由感測器10所產生 之當前的訊號被儲存於緩衝器24中如步驟36所示。如果儲 存步驟36未存滿緩衝器24(即步驟38的結果是否定的)則重 複上述步驟，從步驟30開始。否則，如果儲存步驟36存滿 緩衝器24的操作在步驟40結束，則留下全部影像於緩衝器 24中。 孰於此技的人將體會到緩衝器24在影像掃描步驟之前 被初始化淸除。這相等於把一連串空白的”舊有掃描”影像 訊號儲存在緩衝器24中。也將知道，經由步驟34，目前與 原先掃描的訊號之間”大體上相等的決定”係依據用於比較 訊號的測試而定，該訊號可以變化以適於含有那種訊號的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ297公楚) ~~ Τ--„----1--装------1T------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經滴部中央標準局貝工消费合作社印^ A7 _____B7_(_ 五、發明説明（4 ) 資料類型。再則，比較現由感測器10所產生的訊號與才剛 掃描之原有訊號是不必要的；原掃描的訊號可被儲存在一 緩衝器且與被選取之儲存訊號的其中一個做比較。 孰於此技的人也將瞭解各種技術可以用來指示影像掃 描程序的開始；或，指示掃描程序的結束。例如，依由外 部所供給的觸發訊號，或一來自感測器10之輸出訊號的初 始檢測，或對一不同於一預先定義之”非起始掃描”訊號的 輸出訊號感測器10的重複檢查，是不同的情況，其等可以 被檢測指示步驟30之掃描訊號的開始。爲指示掃描程序的 結束(即，執行測試步驟38)其一可以檢查步驟36的最後效 能是否已塡滿緩衝器24，或決定一預定之時間間隔已過去 而於步驟34期間無”大體上不同”之資料的檢測，或提供一 外部的觸發訊號指示在觀視區16外的物體12已完全通過。 第5圖說明具有相距距離”d”，且平行之第一及第二線 性陣列42、44的另一個感測器。陣列42，44每一個可以是 lx η像素陣列。加入陣列42、44之第6圖的影樣裝置除兩 個間隔、平行的觀視區46、48被裝置在蓋板18外其與前述 之相同。陣列44”看到”一不同於陣列42所看到之片段的物 體12的片段。更特別的是，因爲陣列44相隔於陣列42之後 一距離”d”，所以陣列42看到的是在陣列44所看到之片段 的距離”d”之前的一物體12的影像。如第7圖所示，陣列42 用來衍生儲存於緩衝器24中的片段，而陣列44用來決定儲 存於緩衝器24中原已掃描的片段的哪一個是最相似於目前 由陣列44所看到的物體片段‘。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） *|--.-----:丨裝------訂------線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 經滅部中央標隼局員工消資合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 爲求簡化之目的，第6圖顯示與陣列42、44間隔相同 距離”d”之觀視區46、48。然而，觀視區與陣列具有相同 的間隔距離並非必要的。觀視區與陣列的關係係取決於透 鏡2〇，或其他的裝置。知名的技藝可易於用來決定每一個 陣列所看到之觀視區的位置及大小尺寸。這個可應用在使 用兩個或以上之間隔開之感測器陣列的本發明之任何實施 例。 第8圖之流程圖說明第6-7圖所述之影像裝置使用一固 定取樣速率之操作方法。由感測器42、44每一個以具發生 之時間t,，t2，...tn之固定時間取樣間隔所產生的訊號被接 收如步驟50所示(即感測器42、44被掃描而獲得目前分別 緊鄰於觀視區46、48之物體12的兩個片段的兩個1 X η像 素影像）。每一個時間區間，由陣列42所產生之掃描的影 像訊號與一表示產生訊號之時間的訊號被儲存於緩衝器24 中’如步驟52所示。在步驟54，一被選取之多數儲存於緩 衝器中的原有掃描訊號與由陣列44所產生之掃描訊號做比 較以發現被儲存的訊號哪一個與陣列44所產生的掃描影像 訊號最匹配(即哪一個最近似）。在步驟56，然後物體12的 速度S被決定爲d/tj-tm，此處tj爲陣列44所產生之掃描訊號 之一被選出之其中一個的產生時間，而U係最相近於被選 取之陣列44之訊號的儲存訊號之產生時間。（注意，如果 感測器陣列42、44同時掃描則爿气。）在步驟58，經由附加 速度資訊於或則將其與最近似於陣列44所產生之掃描影屬 訊號的儲存訊號結合而把速度資訊儲存於緩衝器24中。如 尺度適用中國國本標準(CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注^^項再填寫本頁) 、-* 經滅‘部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（Z ) 步驟60所示，重複上述的步驟，從步驟50開始’直到掃描 程序完成。因爲，陣列42、44如前所述被間隔開來’所以 當物體12通過觀視區46而在到達觀視區狀之前步驟50、52 典型上會對不同的片段而重複多次。 一旦掃描程序完成，在步驟62-64，經由從儲存在緩衝 器24中的掃描影像訊號順序地取出等寬的影像條而形成合 成影像。因爲速度S與每一個”最近似”的時間期間是已知 的，所以每一個這樣的掃描的寬度^被輕易地決定爲 WfS%且因此緩衝器24可輕易地被取樣以從其中取出等寬 的影像條。 第9圖流程圖說明操作第6-7圖之影像裝置的另一個方 法，使用即時掃描速率控制。步驟7〇、72、74及76分別等 於第8圖之步驟50、52、54及56，除第8圖之方法使用一固 定速率，第9圖之方法使用一由物體12之速度S(可變的)與 期望(固定)之最終影像的解析度R所決定之可變的取樣速 率。因此，在第9圖之方法中，每一個取樣間隔t, ’ V··，tn 均具有一可變的期間Twait=l/(R*S)，其係在步驟78中決定， 於步驟76之物體12的目前速度S決定之後。因爲第9圖的 方法使掃描速率常態化爲一速度的函數’所以在步驟82中 合成影像可以於掃描程序完成後立即直接自緩衝器中讀 出，而第8圖之方法需要每一個影像條的寬度的正規化， 如之前所述。因此可以看出’第9圖之方法產生最終影像 快於第8圖之方法。然而，第9圖之方法較第8圖之方法複 _ 雜。例如，一加速器，可以要求較貴的處理器22版本可靠 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇 X 297公釐） _〗2 _ ^ . / ,丨裝 訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（？） 地履行第9圖之方法。 經由增加測獅數量，—可更準確滕實地測量物 體12的速度細此改善最終影像的麵。例如’第1〇圖說 明一具有第一、第二及第三平行線性陣列84、86、88的感 測器。第一及第二陣列84、86間隔一距離山2 ;第—及第 三陣列86、88相隔一距離屯3 ;而，第一及第三陣列84、88 相隔一距離di3=di2+d23。陣列84、86及88每一個可以是1 X η 像素的線性陣列，且其等可以被使用在一類似第6圖所述 之影像裝置，除需要一第三觀視區在蓋板中供第三感測器 陣列用。陣列84、86及88每一個，’看到”物體12的不同片段。 更特別地是，陣列86看到一在陣列84所看到之片段之則相 距距離d12的物體12的片段；而，陣列88看到一在陣列86 所看到之片段之前相距距離屯3且也係陣列84所看到之片 段之前相距距離d23的物體12的片段。 第11圖之流程圖說明操作一納入第1〇圖之三個線性感 測器陣列的一影像裝置的方法，使用一固定的取樣速率。 第11圖之方法等於第8圖之方法，除第8圖之方法是適用於 第5圖之雙線性陣列感測器的操作，而第η圖之方法是適 用於第10圖三線性陣列感測器的操作。因此’在步驟90 ’ 由感測器84、86、88每一個以具產生時間t, ’ t2，…，tn2 固定的時間取樣間隔所產生的訊號被接收作爲由三個感測 器以各自之取樣時間所看見之物體12之三個片段的三個1 X η像素影像。對每一個時間間隔，由第一陣列84所產生 掃描影像訊號與一表示那訊號發生之時間的訊號一起被儲 請 先 閲 讀 背 項 填 本衣 頁 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210χ297公釐） -13- 經濟部中央標率局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（|G ) 存在緩衝器24中，如步驟92所示。在步驟94，儲存在緩衝 器24中之原掃描訊號與第二陣列86及第三陣列88兩者所產 生之掃描影像訊號比較以找出最類似(即，何者最匹配)於 由第一陣列84所產生之掃描影像訊號之儲存訊號。然後在 步驟96決定物體12的速度S，爲一相稱的加權函數^^/^-tm) ’ d23/(vt。）’ &d13/(tk-t。)[即，S 〇c 12/(trtm)，d23/(tm-t。）， 及d13/(Vt。)];此處tj係一由陣列86所產生之被選取的其中 一個掃描影像訊號的產生時間，tk係一由陣列88所產生之 被選取的其中一個掃描影像訊號的產生時間，^係最符合 被選取之陣列86影像訊號之原儲存之陣列84訊號的產生時 間’而to係最符合被選取之陣列88訊號之原儲存之陣列84 訊號的產生時間。在步驟98，速度資訊藉由把速度資訊附 加於或則與最符合陣列84所產生之掃描影像訊號的儲存訊 號連結而儲存在緩衝器24中。如步驟1〇〇所示，重複前述 之步驟，從步驟90開始，直到掃描程序結束。在步驟102-104，一旦掃描程序結束，藉由順序地自儲存在緩衝器24 中的掃描影像訊號取出等寬的影像”條”而形成合成影像， 如前面有關於第8圖步驟62之討論。 本發明也有助於彩色映像的擷取。例如，第12圖說明 一具有四個平行線性陣列106、108、110及112之感測器。 陣列106被一紅色的帶通濾波器遮蔽因此僅”看”到彩色光 譜的紅色部分。同樣地，陣列1〇8、110分別被綠色及藍色 的帶通濾波器遮蔽因此分別僅能”看”到彩色光譜的綠色及 __ 藍色部分。陣列112沒有濾波器(或可有一透明的罩子)因 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） *1--,----裝------订------* 線 (請先閱讀背面之注^Wh項再填寫本頁) 經滴部中央梂率局貞工消资合作社印衆 Α7 Β7 五、發明説明（丨丨） 此”看”到全部的彩色光譜。陣列106、108相距一距離”d”。 雖然陣列108、110及110、112可以是同樣地間隔’但是如 前所註記在本發明之任何實施例中陣列相距等距離並非是 必要的。 納入陣列106、108、110、112之第13圖影像裝置類似 前述之有關第6圖的裝置，除四個間隔、平行的觀視區114、 116、118、119被裝設在蓋板18中。爲參照上的方便，感 測器106、108、110、112以下分別指定爲”R”(紅的)，”G”(綠 的），”B”(藍的)及”C”(透明的），如第12-24圖所示。 第14圖流程圖說明一操作第13圖之彩色影像裝置的方 法，使用一固定的取樣速率。第14圖之方法等於第8圖及 第11圖之方法，除第8圖與第11圖的方法分別適於兩個及 三個線性陣列感測器的操作，而第14圖之方法係適合第12 圖四個線性陣列彩色感測器的操作。因此，在步驟120， 由R、G、B及C感測器每一個以具產生時間tl，t2，.吨之 固定時間取樣間隔所產生的訊號被接收作爲由四個感測器 以各自之取樣時間所看到之物體12之四個片段的四個1 X n 像素影像。對於每一個時間間隔，R感測器產生之掃描的 R影像訊號被儲存在”R”緩衝器中，G感測器產生之掃描的 G影像訊號被儲存在”G”緩衝器中，及Β感測器產生之掃描 的Β影像訊號被儲存在”Β”緩衝器中。在這樣的每一個情 況中，代表被儲存之R、G或Β影像訊號的產生時間的訊 號也被分別儲存在R、G及Β緩衝器中，如步驟122所示。 在步驟124，儲存在R、G及β緩衝器中之原掃描訊號被與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -Ι--.----- I装------1Τ------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經潴部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（U ) 由C感測器產生之掃描影像訊號比較以找出最類似於(即最 符合)掃描的C影像訊號的儲存的R訊號，最類似於掃描的 C影像訊號的儲存的G訊號，與最類似於掃描的C影像訊 號的儲存的B訊號。假設感測器等距相隔，在步驟126則 決定物體12的速度S爲一相稱的加權函數3d/(trtR)，2d(try 與d/(trtB)，t/SC影像訊號被選取之其中一個的產生時間， 而k、、與^分別係最符合選取之C影像訊號的儲存之R、 G及B訊號。在步驟128，速度資訊藉由將其附加於或結合 於最符合C影像訊號的儲存R、G及B訊號而分別儲存在R、 G及B緩衝器中。如步驟120所示，自步驟120開始重複前 述之步驟，直到掃描程序結束。一但掃描程序結束，在步 驟132-134，藉由自分別儲存在R、G及B緩衝器中的掃描 影像訊號抽出等寬的影像”條”，而形成影像的R、G及B成 分。然後R、G及B成分被以眾所皆知的樣式合倂而產生 最終，合成的影像。 經由以上之一點點的揭漏，孰於此技之人將知道，在 不脫離其精神及範圍下可能做出許多的變化或修飾。例 如，雖然第10圖及第12圖感應器的操作已用一有關固定取 樣速率來說明，但是孰於此技之人將體會到任一個感測器 可被替換爲使用即時掃描速率控制操作1如前面有關第9 圖之對第5圖之雙陣列感測器之說明。孰於此技之人也將 體會到諸如電容性線性陣列式的非光學感測器也可用於這 裡所提到的線性感測器陣列。 . 如另一個範例，雖然第12·13圖之彩色影像裝置已用四 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） -16- *|——^---------私衣------1T------m (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局員工消f合作社印衆 A7 B7 五、發明説明（B) 個感測器來說明，但是孰於此技之人將知道如果假設被成 像的物體在色彩上是十足的多重光譜而幫助R、G及B感 測器之間適當的修正而不需一參考基準，則”C”感測器可 以被省略。 如另一個範例，也可以採用非光學線性陣列感測器例 如電容性感測器，電場感測器，熱感測器，或其他類型的 感測器。因此孰於此技之人將瞭解陣列1〇(第1及2圖），感 測器陣列42、44(第5、6及7圖)或感測器陣列84、86、88(第 10圖）之任何其中一個可以是非光學性感測器陣列。 如再一個範例，一m X η像素”面積”陣列可以取代前面 所述之任何一個1 X η像素線性陣列，m22(即m列，每一列 均具有η像素）。因此取代如第10圖所示之使用三個分開的 1 X η像素線性陣列，比如可使用一個，兩個或更多的分 開的10 X η像素之面積陣列。如另一個替代方式，可使用 一比如500 X η像素之單一面積陣列，掃描那陣列兩次或 以上，然後審視具有對應於第10圖中所說明之間隔的間隔 的列。孰於此技之人將很快地領會到任何所期望之這樣一 個面積陣列的組合可以被掃描如同之前在分開的線性陣列 的文中所說明的一樣。本發明的範圍將依照以下之申請範 圍所定義之內容逐字解釋。 $ 編號對照表 1〇線性感測器陣列 14移動方向 12物體 .16觀視區 . __18蓋板_‘ 88線性陣列__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） ]7 .I--.----►—裝------訂------>0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（I屮） ΑΊ Β7 20 透鏡 106線性陣列 22 處理器 108線性陣列 24 記憶體緩衝器 110線性陣列 42 線性陣列 112線性陣列 44 線性陣列 114觀視區 46 觀視區 116觀視區 48 觀視區 118觀視區 84 86 線性陣列 線性陣列 119觀視區 .1—.----丨裝------訂-----.丨線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經潢部中央標準局員工消费合作社印繁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18-

Claims (1)

  1. A8B8C8D6
    經濟部智慧財產局貝工消t合作社印製 六、申請專利範圍 第87116285號申請案申請專利範圍修正本89. 〇3 〇4 1. 一種成像裝置，包含有： a. 線性感測器陣列’用以當物艘橫跨過該感測 器陣列時相繼地把接鄰該線性感測器陣列的片段置於 適當地方時連續產生一物體之片段影像； b. —比較器，用以比較一被選取的一對片段影像 並產生一表示其等之間相等的輪出訊號； c. 一緩衝器，用以每當該比較器輸出訊號不表示 該對影像之間基本上相似時累積該等片段影像。 2. —種成像裝置，包含有： a. —第一線性感測器陣列，用以於一第一產生時 間產生位於接鄰該第一線性感測器陣列之—物體的一 第一片段的一第一影像； b. —耦接於第一線性感測器陣列的緩衝器，該緩 衝器用以在物體移跨過該第一線性感測器陣列時累猜 該第一影像及一連績多數該等第一片段的第一產生時 間； c. 一相距該第一陣列_距離d的第二線性感測器陣 列，該第二線性感測器陣列用以在第二產生時間產生 位於接鄰該第二線性感測器陣列之一第二物體片段臧 一第二影像； d. —耦接於該緩衝器與該第二線性感測器陣列之 間的比較器’該比較器用以比較該第二影像與該等祿 累積的第一影像的每一個並決定該等被累積的第一影 •19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 • i_i ----訂---------r— A8B8C8D6
    經濟部智慧財產局貝工消t合作社印製 六、申請專利範圍 第87116285號申請案申請專利範圍修正本89. 〇3 〇4 1. 一種成像裝置，包含有： a. 線性感測器陣列’用以當物艘橫跨過該感測 器陣列時相繼地把接鄰該線性感測器陣列的片段置於 適當地方時連續產生一物體之片段影像； b. —比較器，用以比較一被選取的一對片段影像 並產生一表示其等之間相等的輪出訊號； c. 一緩衝器，用以每當該比較器輸出訊號不表示 該對影像之間基本上相似時累積該等片段影像。 2. —種成像裝置，包含有： a. —第一線性感測器陣列，用以於一第一產生時 間產生位於接鄰該第一線性感測器陣列之—物體的一 第一片段的一第一影像； b. —耦接於第一線性感測器陣列的緩衝器，該緩 衝器用以在物體移跨過該第一線性感測器陣列時累猜 該第一影像及一連績多數該等第一片段的第一產生時 間； c. 一相距該第一陣列_距離d的第二線性感測器陣 列，該第二線性感測器陣列用以在第二產生時間產生 位於接鄰該第二線性感測器陣列之一第二物體片段臧 一第二影像； d. —耦接於該緩衝器與該第二線性感測器陣列之 間的比較器’該比較器用以比較該第二影像與該等祿 累積的第一影像的每一個並決定該等被累積的第一影 •19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 • i_i ----訂---------r— ABB8C8D8 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印装 六、申請專利範圍 像的哪一個最近似該第二影像；及， e.—用以估算該物體之速度s ocd/Qi-tJ的物艘 速度估算器，ti係一被選取之該等第二影像的其中一 個的產生時間及tB係最近似於被選取之第二影像的該 第一影像的產生時間。 3·如申請專利範圍第2項之成像裝置，更包含有耦合於該 物艘速度估算器與該第一線性感測器陣列之間的感測 器控制機構，該感測器控制機構用來控制係該速度5之 一函數的該第一產生時間的連續其中二個之間的時 序。 4. 一種成像裝置，包含有： a. —第一線性感測器陣列，用以於一第一產生時 間產生位於接鄰該第一線性感測器陣列之一物艘的一 第一片段的一第一影像； b. —耦接於該第一線性感測器陣列的緩衝器，該 緩衝器用以在物艘移跨過該第一線性感測器陣列時為 一連績的多數第一片段累積該第一影像及該第一產生 時間； c. 一相距該第一線性感測器陣列一距離du的第二 線性感測器陣列，該第二線性感測器障列用以在第二 產生時間產生位於接鄰該第二線性感測器陣列之—第 二物體片段的一第二影像； d. —相距該第一線性感測|§陣列一距離d i 3及相距 該第二線性感測器陣列一距離du的第三線性感測器陣 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 輕裝----------------- C請先Bit背面之注意事項再填寫本頁) A8B8C8D8 六、申請專利範圍 列，該第三線性感測器降列用以在第三產生時間產生 (锖先Μ讀背面之注f項再填寫本頁> 位於接鄰該第三線性感測器陣列之一第三物艘片段的 一第三影像； e. -叙接於該緩衝器與該第二及第三隸感測器 陣列之間的比較器，該比較器用以： I. 比較該第二影像與該等被累積的第一影像的每 個，並決定該等被累積的第一影像的哪一個最近似 該第二影像； II. 比較該第三影像與該等被累積的第一影像的每 一個，並決定該等被累積的第一影像的哪一個最近似 該第三影像；及， f. 一用以估算該物想之速度S的物趙速度估算器， 速度S正比於以下任何一個： i. d12/(tj-ta);或， ii. ;或， i i i. d 丨 3 / (t j -1。）；或， iv. d12/(tj-tB)，（123/(1：1[-1:。）與（113/(1：广·!:。）的組 合； 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製 tj係一被選取之該第二影像的其中一個的產生時 間，tk係最近似該被選取之第二影像的該第一影像的 產生時間，及t。係最近似該被選取之第二影像的該第 三影像的產生時間。 5. 如申請專利範圍第4項之成像裝置，更包含有耦合於該 物體速度估算器與該第二線性感測器陣列之間的感測 -21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8SC8D8 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 六、申請專利範圍 器控制機構，該感測器控制機構用來控制係該速度5之 一函數的該第一產生時間的連續其中二個之間的時 序。 6· 一種成像裝置，包含有： a. 一第一線性感測器陣列，用以於一第一產生時 間產生位於接鄰該第一線性感測器陣列之一物體的一 第一片段的一第一影像； b. —用以對該第一影像過濾色彩之第一色彩過濾 器； c. 一耦合於該第一線性感測器陣列的第一緩衝 器，該第一緩衝器用以在該物體移跨過該第一線性感 測器陣列時累積被過濾色彩過的第一影像及一連續的 多數第一片段的第一產生時間； d. —相距該第一線性感測器陣列一距離d12的第二 線性感測器陣列，拔第二線性感測器陣列用以在第二 產生時間產生位於接鄰該第二線性感測器陣列之一第 二物體片段的一第二影像； e. —用以對該第二影像過濾色彩之第二色彩過濾 3S · 1§ ， f. 一耦合於該第二線性感測器陣列的第二缓衝 器，該第二緩衝器用以在該物體移跨過該第二線性感 測器陣列時累積被過濾色彩過的第二影像及一連續的 多數第二片段的第二時間； g. —相距該第一線性感測器陣列一距離d13及相距 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I----------κ· Μ--------t--------- (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 該第二線性感測器陣列一距離d23的第三線性感測器陣 列’該第三線性感測器陣列用以在第三產生時間產生 位於接鄰該第三線性感測器陣列之一第三物體片段的 一第三影像； h. —用以對該第三影像過濾色彩之第三色彩過濾 器； i. 一麵合於該第三線性感測器陣列的第三緩衝 器’該第三緩衝器用以在該物體移跨過該第三線性感 測器陣列時累積被過濾色彩過的第三影像及一連續的 多數第三片段的第三時間； j. 一耦合於該第一緩衝器與該第二線性感測器陣 列之間的第一比較器，該第一比較器用以比較該第二 經過濾色彩影像與該等被累積之第一經過濾色彩影像 的每一個，並決定該被累積之第一經過濾色彩影像的 哪一個最相似該第二經過濾色彩影像； k. 一耦合於該第二緩衝器與該第三線性感測器陣 列之間的第二比較器，該第二比較器用以比較該第三 經過濾色彩影像與該等被累積之第二經過濾色彩影像 的每一個，並決定該被累積之第二經過濾色彩影像的 哪一個最相似該第三經過濾色彩影像； l. 一麵合於該第二緩衝器與該第一線性感測器陣 列之間的第三比較器，該第三比較器用以比較該第一 經過濾色彩影像與該等被累積之第三經過濾色彩影像 的每一個，並決定該被累積之第三經過濾色彩影像的 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂· {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
    哪-個最相似該第一經過濾色彩影像； m· 一用以估算該物體之速度S OC d丨2/(tc-ta)的第 一物體速度估算器，tc係一被選取之該等第一經過濾 色彩影像的其中一個的產生時間及ta係最近似該被選 取之第一經過濾色彩影像的該第二經過濾色彩影像的 產生時間； η· 一用以估算該物體之速度S QC d丨3/(tc-tb)的第 一物體速度估算器，tb係最近似該被選取之第一經過 遽色彩影像的該第三經過濾色彩影像的產生時間；及， 〇· —用以估算該物體之速度S oc d23/(ta-tb)的第 三物艎速度估算器。 7· 一種成像裝置，包含有： a，一第一線性感測器陣列，用以於一第一產生時 間產生位於接鄰該第一線性感測器陣列之一物體的一 第一片段的一第一影像； b. —用以對該第一影像過濾色彩之第一色彩過遽 22, · c. 一耦合於該第一線性感測器陣列的第一緩衝 器’該第一緩衝器用以在該物體移跨過該第一陣列時 累積該被過濾色彩過的第一影像及一連續的多數第— 片段的該第一產生時間； d. —相距該第一線性感測器陣列的第二線性感測 器陣列，該第二線性感測器陣列用以在第二產生時間 產生位於接鄰該第二線性感測器陣列之一第二物艘片 -24- 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） w, · . - ' — — — — — — III —------I —---κι ^ illllll^illlll!^i f锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 六、申請專利範圍 段的一第二影像； e. —用以對該第二影像過濾色彩之第二色彩過遽 3S · (請先*讀背面之注意事項再填寫本頁) SS ， f. 一耦合於該第二線性感測器陣列的第二緩衝 器，該第二緩衝器用以在該物體移跨過該第二線性感 測器陣列時累積該被過濾色彩過的第二影像及一連續 的多數第二片段的第二時間； g. —相距該第一及第二線性感測器陣列的第三線 性感測器陣列，該第三線性感測器陣列用以在第三產 生時間產生位於接鄰該第三線性感測器陣列之一第三 物體片段的一第三影像； h. —用以對該第三影像過渡色彩之第三色彩過遽 器； i · 一耦合於該第三線性感測器陣列的第三緩衝 器，該第三緩衝器用以在該物體移跨過該第三線性感 測器陣列時累積該被過濾色彩過的第三影像及—連績 的多數第三片段的第三時間； 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 i. 一相距該第一、第二及第三線性感測器陣列的 第四線性感測器陣列，該第四線性感測器陣列用以在 第四產生時間產生位於接鄰該第四線性感測器陣列之 一第四物體片段的一第四無過濾色彩影像； k. 一耦合於該第一緩衝器與該第四線性感測器陣 列之間的第一比較器，該第一比較器用以比較該無過 濾色彩影像與該等被累積之第一經過濾色彩影像的每 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 一個，並決定該被累積之第一經過濾色彩影像的哪一 個最相似該無過濾色彩影像； l. 一耦合於該第二緩衝器與該第四線性感測器陣 列之間的第二比較器’該第二比較器用以比較該無過 濾色彩影像與該等被累積之第二經過濾色彩影像的每 一個’並決定該被累積之第二經過濾色彩影像的哪一 個最相似該無過濾色彩影像； m. —耦合於該第三緩衝器與該第四線性感測器陣 列之間的第三比較器，該第三比較器用以比較該無過 遽色彩影像與該等被累積之第三經過濾色彩影像的每 一個，並決定該被累積之第三經過濾色彩影像的哪— 個最相似該無過濾色彩影像； η. —用以估算該物艘之速度s 〇c (^/(tc-tR)的第 一物體速度估算器，du係該第一與第四線性感測器陣 列間的距離，tc係一被選取之該等無過濾色彩影像的 其中一個的產生時間及tR係最近似被選取之無過濾色 彩影像的該第一經過濾色彩影像的產生時間； 〇. —用以估算該物體之速度S oc d24/(tc-tG)的第 二物體速度估算器，d24係該第二與第四線性感測器陣 列間的距離’ tG係最近似該被選取之無過濾色彩影像 的該第二經過濾色彩影像的產生時間；及， P. —用以估算該物體之速度S 〇c d34/(tc-tB)的第 二物體速度估算器，d34係該第三與第四線性感測器陣 列間的距離’ 1：3係最近似該被選取之無過濾色彩影像 I-------裝___ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 訂： 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製
    · - · T~ · “. 1 丨 1 i.丨丨..
    經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 的該第三經過濾色彩影像的產生時間。 一種成像方法，包含有下列步称·· a·連續的檢測一物體的片段當該片段連續地位在 一預先規劃的線性區域内且當該物體橫移過該區域 時； b. 產生每一個該被檢測之物體片段的影像； c. 比較該等影像與被儲存之代表該各自之片段的 原檢測影像；及 d. 累積該被檢測物體片段的該影像每當該等被比 較的影像基本上不相似時。 一種成像方法，包含有下列步驟： a.在一第一產生時間產生一位於一第一位置之一 物體的一第一片段的第一影像； b·累積該第一影像及該第一產生時間； c. 當該物體通過該第一位置時，對一連續多數的 該等第一片段重複該等步驟（a)及（b); d. 在一第二產生時間產生一位於距該第一位置一 距離d之一第二位置之該物體的一第二片段的第二影 像； e，比較該第二影像與該等被累積之第一影像並選 出最相似該第二影像的該等被累積之第一影像的其中 一個； f·估算該物體的速度S 〇c d/(ti-tm)，ti係一被選 取之該等第二影像的其中一個的該產生時間而tn係最 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公爱 -----------裝--------訂. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8B8C8D8 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 /、、申請專利範圍 相似該被選取之第二影像的該第一影像的產生時間； g. 儲存該速度估算值與該被選取的第一影像； h. 重複該等步驟（a)到（g)，直到該物體移至該第 二位置以外；及， i. 結合該等被選取的第一影像產生該物體的一合 成影像。 10. 如申請專利範圍第9項之成像方法，其中： a. 該等片段影像各個均在一固定期間τ的時間間隔 得期間内產生；及， b. 該結合步驟更包含有，對該等被選取之第一片 段影像的每一個’將該等被選取之第一片段影像的尺 寸從宽度W=Si*T調整至一定寬，Si係與該等被選取之 第一片段影像一起被儲存的該速度估算值。 11. 一種成像方法，包含有下列步驟： a. 在一時間間隔Twait結束後，於一第一產生時間 產生一位於一第一位置之一物艘的一第一片段的第一 影像； b. 累積該第一影像及該第一產生時間； c. 當該物想通過該第一位置時，對一連續多數的 該等第一片段重複該等步驟（a)及（b); d. 在一第二產生時間產生一位於距該第一位置一 距離d之一第二位置之該物體的一第二片段的第二影 像； e. 比較該第二影像與該等被累積之第一影像的每 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） - — I! — ! — I I I I I 訂.111!〆 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8SC8D8 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 一個並選取最相似該第二影像之該等被累積之第一影 像的其中一個； f. 估算該物體的速度S 〇c ，ti係一被選 取之該等第二影像的其中一個的該產生時間而、係最 相似該被選取之第二影像的該第一影像的產生時間； g. 決定該時間間隔1'»£^ = 1/(1?*3)，R係預設之影像 解析度； h. 重複該等步驟（a)到（g)，直到該物體移至該第 二位置以外；及， i. 結合該等被選取的第一影像產生該物體的一合 成影像。 12. —種成像方法，包含有下列步驟： a. 在一第一產生時間產生一位於一第一位置之一 物體的一第一片段的第一影像； b. 累積該第一彩像及該第一產生時間； c. 當該物體通過該第一位置時，對一連續多數的 該等第一片段重複該等步驟（a)及（b); d. 在一第二產生時間產生一位於距該第一位置一 距離du之一第二位置之該物體的一第二片段的第二影 像； e·在 第二產生時間產生—•位於距該第一位置一 距離du與距該第二位置一距離d23之一第三位置之該物 體的一第三片段的第三影像； f.比較該第二影像與該等被累積之第一影像的每 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） --------------ί裝--------訂_ (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) AS B8 C8 D8 六、申請專利範固 個，並選取最相似該第二影像之該等被累積之第一 影像的其中一個； g. 比較該第三影像與該等被累積之第一影像的每 一個，並選取最相似該第三影像之該等被累積之第一 影像的其中一個； h. 估算該物體的速度’其正比於以下任何一個： i · d!2〆（t广t丨）：或， i i. d23/(tfc-t0);或， i Π. ；或， iv. dw/Ct】·-、），（123/(1；11-1:。）與(113/(1^-1:。）的組 合； 係一被選取之該第二影像的其中一個的產生時 間’ tk係最近似該被選取之第二影像的該第一影像的 產生時間，及t。係最近似該被選取之第三影像的該第 一影像的產生時間； i. 重複該等步称（a)到（h)，直到該物體移至該第 三位置以外；及， 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 -----------.Hi--------訂. <請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁> j. 結合該等被選取的第一影像產生該物體的一合 成影像。 13.如申請專利範圍第12項之成像方法，其中： a. 該等片段影像各個均在一固定期間τ的時間間隔 期間内產生；及， b. 該結合步驟更包含有，對該等被選取之第一片 段影像的每一個，將該等被選取之第一片段影像的尺 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8SS08 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 寸從寬度ff=Si*T調整至一定寬，Si係以有關該等被選 取之第一片段影像而決定的速度估算值。 14. 如申請專利範圍第12項之成像方法，更包含有，在該 速度估算步驟之後，決定τ胃ait=i/(R*s) , R係預設之影 像解析度，然後於繼續執行該方法之前在步驟12(^)之 後等待一等於Twait的時間間隔。 15. —種成像方法，包含有下列步驟： a. 在一選取的產生時間產生一位於一第一位置之 一物體的一第一片段的第一經過濾色彩影像； b. 當第二片段位於一間隔該第一位置之第二位置 中時，在一選取的產生時間產生該物體的一第二片段 的第二經過濾色彩影像； c. 當第三片段位於一間隔該第一及第二位置之第 三位置中時，在一選取的產生時間產生該物體的一第 三片段的第三經過濾色彩影像； d. 累積該等影像及各自的產生時間； e. 當該物體分別通過該第一、第二及第三位置時， 對一連續的多數該等第一、第二及第三片段重複該等 步驟（a)至（d); f. 當該第三片段位於一間隔該第一、第二及第三 位置之第四位置中時，在一選取的產生時間產生該物 體的一第四片段的第四無過濾色彩影像； g. 比較第四影像與該等被累積之第一影像的每一 個，並選取最相似該第四影像之該等被累積之第一影 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------K·裝--------訂. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 六、申請專利範圍 像的其中一個； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) h.比較該第四影像與該等被累積之第二影像的每 一個，並選取最相似該第四影像之該等被累積之第二 影像的其中一個； 1·比較該第四影像與該等被累積之第三影像的每 一個，並選取最相似該第四影像之該等被累積之第三 影像的其中一個； j. 估算該物體的速度s ad14/(tc-tR)，d24/(tc-tG) 及d24/(tc-tB)，d丨4係第一與第四感測器間的距離，d24 係第二與第四感測器間的距離’ d34係第三與第四感測 器間的距離，tc係一該無過濾色彩影像之被選取的其 中一個的產生時間，tR係最近似該被選取之無過濾色 彩影像之該第一影像的產生時間，“係最近似該被選 取之無過濾色彩影像之該第二影像的產生時間及4係 最近似該被選取之無過濾色彩影像之該第三影像的產 生時間；及 k. 重複該等步驟（a)到（j )，直到該物體移至該第 四位置以外；及， 經 濟 部 智 慧 財 產 局 貝 工 消 費 合 作 社 印 製 l. 結合該等被選取的第一影像產生該物體的一合 成影像。 16. 如申請專利範圍第15項之成像方法，其中： a. 該等片段影像各個均在一固定期間τ的時間間隔 期間内產生；及， b. 結合步驟更包含有：
    X 297公釐） A8SC8D8 六、申請專利範圍 i.對該等被選取之第一片段彩像的每一個’將該 等被選取之第一片段影像的尺寸從寬度I^Sr^T調整至 一定寬，SR係以有關該等被選取之第一片段影像而決 定的該速度估算值； ii·對該等被選取之第二片段影像的每一個，將該 等被選取之第二片段影像的尺寸從寬度ff=SG木T調整至 一定寬’ SG係以有關該等被選取之第二片段影像而決 定的該速度估算值； iii·對該等被選取之第三片段影像的每一個，將 該等被選取之第一片段影像的尺寸從寬度ff=SB)|cT調整 至一定寬，SB係以有關該等被選取之第三片段影像而 決定的該速度估算值。 17.如申請專利範圍第15項之成像方法，更包含有，在 該速度估算步驟之後’決定Twait=1/(R*S),R係預 設之影像解析度’然後於_執行該方法 驟15⑷之後等待一等於Twa“的時間間 — — — — — — — — —I — ki I i I (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁) 灯· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33-
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