专利名称：光学扫描器的掉线现象的自动检测方法
技术领域：
本发明涉及一种图像品质的检测方法，尤指一种应用在光学扫描器的掉线现象的检测方法。
影响扫描的图像品质的因素有许多种，针对各种可能的因素可设计不同的测试项目。常见的图像品质测试中，其中一个测试项目是针对掉线的现象作检测。造成掉线现象的因素有很多，例如扫描器在光学模组移动时由于电机的失步或振动摩擦，而使图像的读取产生断续的现象。或扫描器的传输系统控制不稳，或传输系统与图像读取的速度不一致等，皆有可能产生掉线的情况。因此，由掉线的现象使可推知扫描器内部可能发生的问题。例如，如果每次所掉的条数皆相同，便表示控制软件可能有问题。如果掉线的位置皆相同，则可能是电机或传输系统出了问题。
测试的方法可利用一测试图(Calibration paper)，上绘有标准的斜线，扫描后，比较所扫描的图像与标准的斜线，以判定掉线的位置及条数。由于斜线在放大后，斜线边缘的图素排列将为阶梯状，从阶梯的排列规则便可看出时否有掉线的现象。如果掉一条线，则图素的阶梯差便为二个图素，如果掉两条线，则图的阶梯差便为三个图素等等，依此类推。如果掉线在可容许的范围内时，则该扫描器便具有合格的品质。否则，则为不标准的产品，须作进一步的检修。
现在使用的判断掉线的方法必须经过十分复杂的程序。若要扫描高解析度的图像时，须将扫描的图像放大数十倍，然后用人工逐一比对斜线上图素的阶梯，再逐一比对图素的阶梯规则，才能找出掉线的地方。而且，每张图必须前前后后扫描数次，以确定该扫描器的控制是否对位。除此之外，人工判断有许多问题，不但速度缓慢，而且涉及主观的判断，不但误差率高，且其品质的标准可能因人因时而不同，因此对于扫描的图像品质不能提供一致且有效的保证。
本发明的主要目的是提供一种自动检测掉线的方法，以正确且快速地由所扫描的图像中，判断扫描器是否有掉线的现象，并显示掉线的地方及计算掉线的数目。
本发明的另一目的是提出一种能适用于各种规格的扫描图像掉线自动检测方法，以代替人工的检测，并提高检测的功效。
本发明的又一目的是提出一种能自动检测掉线现象的方法，以由掉线的现象判断产生的内部问题，进而保障产品的品质。
本发明提出一种掉线的自动检测方法，包含下列步骤在读取测试图的斜线后，计算一中间灰阶值，并设定一标准差，在该斜线的第一列图素中，寻找一灰阶值最接近该中间灰阶值的图素，并以该图素(Xi，Yj)为基准，开始作灰阶值的比较。其比较顺序为，先比较位于(Xi，Yj)与(Xi-1，Yj+1)的图素的灰阶。如果其比较值超出一设定值，便表示有掉线的现象。但为了计算掉了几条线，必须再与(Xi-1，Yj+1)相临的图素(Xi-2，Yj+1)比较，一直比到符合一设定的比较条件，也就是，(Xi，Yj)的灰阶小于(Xi-1，Yj+1)，且(Xi，Yj)的灰阶大于等于(Xi-2，Yj+1)。如果(Xi，Yj)与(Xi-1，Yj+1)的图素的灰阶差值在错误容许值内，则表示没有掉线，可继续下一列的比较。在比较的过程中累计掉线的数目，并框取掉线的地方，当比较完毕后便输出掉线的总数并显示掉线的地方。
本发明的自动检测方法可适用于任一扫描器的图像品质判定，不但可有效取代人工的判定，更可减少误差的产生，提高检测效率。而且在屏幕上可显示出有问题的地方，以供进一步的检测判断，使检测更为方便。而且，对于标准差的设定，更可依不同品质的扫描器作调整，使其应用范围更为广泛。
图1为本发明的检测方法的示意图；图2为本发明对于掉线的检测的判断流程图3为一掉两条线情况的斜线放大示意图。
若将斜线放大到可看到图素的形状，便可看到正常斜线的边缘的图素排列很规则，其灰阶也很相近。其灰阶变化应为中间的部分最黑，然后向两旁逐渐变淡，若以线的中央为分界，则两边的排列及灰阶值为对称的。如果有掉线的情形发生，除了灰阶有了变化，图素的阶梯图形也会显现落差的情形。
针对斜线的灰阶变化的特性，本发明在测试图上，设定斜率为45度的斜线。当然，其它斜率的斜线亦可，但45度的斜率由于是90度的一半，所显示的图素阶梯落差最明显，因此所产生的效果最佳。如图1所示，斜率为45度的斜线11经放大后，在边缘上将产生如阶梯状的排列。在不掉线的情况下，每层的阶梯差应为一个图素。
本发明在自动判断上，并不是由阶梯的落差来判断掉线的数目，而是由灰阶值的变化来判断。判断时以一中间灰阶值及一标准差作为判定的标准值。以8位元(8bit)所产生的灰阶为例，由全黑的0到全白的255，可产生256阶的灰阶变化。本发明的方法取其中间值(128±标准差)作为比较的标准值。这是因为由128～255及128～0的灰阶变化比较明显，因为比较容易判断灰阶值的差异。标准差的设定则可依据所要测试的扫描器规格而定。
如图1所示，图1中的一小格代表一图素，格内的数字为该图素的灰阶值。其中间部份的灰阶为全黑，两旁的灰阶为对称的，(以灰阶值表示)。256的中间灰阶值为128，假设标准差值为20，则取(128±20)的灰阶作为比较的标准值。在图1中，横座标设为X及纵座标设为Y。假设指数j表示该纵座标上第j位置的图素，指数i表示该横座标上第i位置上的图素。设j＝1；在Yj列中找出灰阶值最接近(128±20)的灰阶值。并以所找到的图素在横座标X上的位置，作为起始的位置。以图1中的灰阶值为例，在Yj行找到最接近中间灰阶值的图素为112。然后，以灰阶值为112的图素在横座标X上的位置，作为Xi起始的位置，并设i为1。
接着，比较纵座杆Yj及Yj+1行的灰阶差，即比较位于座标(Xi，Yj)上的图素与位于(Xi-1，Yj+1)上的图素，如果(Xi，Yj)上的图素的灰阶值与位于(Xi-1，Yj+1)上图素的灰阶值在错误容许值内，则表示没掉线，可继续检查下一列，即比较Yj+1行与Yj+2行的图素。如图1所示，位于(Xi-1，Yj+1)上的图素，其灰阶值亦为112，所以表示没掉线，可将指数j增加1，指数i减1，以继续检查下一列的比较。如此逐一比对灰阶值为121、123、129及120的图素，由于其灰阶值皆在错误容许值内，所以可判定该斜线没有掉线。
如果(Xi，Yj)上的图素与位于(Xi-1，Yj+1)上的图素其灰阶差值不在错误容许值内，则表示有掉线的现象。必须继续比较(Xi，Yj)，(Xi-1，Yj+1)及(Xi-2，Yj+1)上的图素。当其比较值符合一设定的比较条件时，即(Xj，Yj)小于(Xi-1，Yj+1)，而且大于等于位于(Xi-2，Yj+1)上的图素时，则表示掉了一条线。如果不符合该设定的比较条件时，则继续比较(Xi，Yj)，(Xi-2，Yj+1)及(Xi-3，Yj+1)上的图素。如此反复进行，直到比较的结果符合该设定的比较条件。比较时，累计掉线的数目并框取掉线的地方。完成后，再由Yj+1列开始，重覆上述比对，直至完成整条斜线的比较。最后，输出掉线的总条数及显示有掉线的地方。必须一提的是，在掉线的检测上并不需要比对彩色的线条，因为掉线的问题与色彩无关。因此，以灰阶作测试便足够了。
为清楚显示本发明对于掉线的判断流程图，请参阅图2。在使用者选定测试的项目为斜线的检测时，使用者可依据扫描器的规格及所要求的品质，设定标准差值。其判断流程如图2所示在检测时，先要读取测试图上标准的斜线，以斜度为45度为最佳，即步骤201。在步骤202中，依据标准的斜线，扫描器产生该标准斜线的图像。在步骤203中，执行指数的初始化，使i指向横座标X中灰阶值最接近中间灰阶值的图素位置。并使i＝1；j＝1；L＝斜线长度(以图素为单位)；m＝0(m为累计掉线使用的计数器)；k＝0(k表示位移的指数)。然后，找出灰阶值最接近中间灰值的图素，并设定该图素的座标为(Xi，Yj)，即步骤204。然后在步骤205中，比较座标为(Xi，Yj)与(Xi-1，Yj+1)的图素。步骤206为该比较值的判定。如果两图素的灰阶值比较结果在错误容许值内，便表示Yj那一列与其下一列之间没有掉线，可直接进行再下一列的比较。但须检查Yj+1上是否已是最后一列了，于是执行步骤211。如果是，则步骤213输出掉了m条线的信息，此时由于m＝0，即没掉的意思。如果Yj+1不是最后一列，则进行下一列的比较，所以执行步骤210，以将纵座杆Y的指数j增加1，横座标X的指数i减1+k，然后执行步骤205，以进行一回圈的比较，直到完成整条斜线所有列的比较。
如果(Xi，Yj)与(Xi-1，Yj+1)两图素的灰阶值不在错误容许值内，则执行步骤207。此表示，可能有掉线的现象发生，所以将k的值增加1，比较Yj+1那一列的相临的两个图素的灰阶(Xi-k，Yj+1)，(Xi-(k+1)，Yj+1)。在步骤208中，判定(Xi，Yj)图素的灰阶是否小于(Xi-k，Yj+1)图素的灰阶，且大于等于(Xi-(k+1)，Yj+1)图素的灰阶。如果是，便表示只掉了一条线，执行步骤212，使m＝m+1。如果不是，便要在Yj+1那一列中将i的指数再减1，以逐一比较Yj+1那一列的图素，直到(Xi，Yj)图素的灰阶小于Yj+1那一列某个图素的灰阶，且大于等于该图素相临的图素的灰阶，即步骤208。如框取起来，以表示掉线的位置，将m增加1，此表示比较的次数也就等于掉线的数目。然后，执行步骤207，以继续上述比较。进入另一回圈。最后，全部比较完毕后，输出掉线的总数并显示框取的线。当掉线的总数大于预先设定的掉线容许值时，判定该扫描器为不合格；而当掉线的总数在预定设定的掉线容许值之内时，判定该扫描器为合格。
为更进一步使审查员了解上述流程，再以一实施例说明判断掉线的方法。如图3所示，在完成45度斜线的图像读取(步骤201～202)，及初始化设定值(步骤203)后，读取中间灰值最接近中间灰阶的图素为比较的基准(步骤204)，在Yj那一列找到灰阶为136的图素，因为其灰阶值最接近128。将i指向该图素所在的位置。设标准差为20，m＝0。然后比较座标为(Xi，Yj)与(Xi-1，Yj+1)的图素(步骤205)，即136与139。由于其差值在标准差内，所以将纵座标Y的指数加1，及横座标X的指数i减1(步骤210)，然后执行步骤205。
接着比较139与138的差值(步骤205)，判断是否在错误容许值内(步骤206)。由于仍在标准差内，而且尚未到线的底端(步骤211)，所以将纵座标Y的指数j增加1，横座标X的指数i减1+k(步骤210)。然后重覆步骤205，比较138与179。由于其差值超出标准差，所以执行步骤207。k＝k+1，比较138与178，179，然后执行步骤208。由于138＜178且138＞179，所以继续执行步骤209；将179，178的图素框取出来，将m增加1，k的值再加1。然后执行步骤207。比较138，178，137。由于138＜178且138＜179，所以执行步骤212m再增加1，表示掉线又增加一条。然后，执行步骤211，判断是否已完成整条线的比较。由于尚未完成，因此执行步骤210将指数j加1，i＝i-(1+k)以执行下一列的比较。然后，执行步骤205，以成为一个回圈的比较。如此一直比较到结束，执行步骤213以输出比较结果。计算结果，m＝2总共掉了两条线，且掉线的地方也框取出来，以方便辩识。
本流程为说明方便而以图1及图3的图形及座标的表示方法作解说。如果座标的表示方法改变，或斜线的方向改变，或比较图素的顺序改变为由左至右或由下而上等，皆不脱离本发明的精神。例如，由于黑的部份是在线的中央，而且中央的两侧为对称的，所以比较另一侧也可应用上述方法流程，只是在步骤208的比较须将小于改为大于，而大于等于改为小于等于。这是因为黑的部份是在中间，以其左侧作比较时，横座标越向左移其灰阶便越浅。
权利要求
1.一种光学扫描器的掉线现象的自动检测方法，用以在光学扫描器读取测试图的斜线的图像后，依据一标准差值，判定该扫描的斜线是否有掉线的现象，并输出掉线的数目，其特征在于包含步骤a、初始化一横座标X的指数i，一纵座标Y的指数j，一位移指数k，及计数器；b、设定一错误容许值；c、在该斜线的第一列的图素中找出一灰阶值最接近该中间灰阶值的图素，及该图素为在具有最大灰阶值的图素的右侧，并设定该图素的座标值为(Xi，Yj)；d、比较该图素(Xi，Yj)与该图素的下一列的图素(Xi-1，Yj+1)的灰阶值，并输出第一比较值；e、当该第一比较值在该错误容许值的范围内时，将该横座标X的指数i向右移k+1位及该纵座标Y的指数j增加1，并执行步骤(d)；f、当该第一比较值超出该错误容许值的范围内时，比较该图素(Xi，Yj)与该图素的下一列的相临的两图素(Xi-k，Yj+1)，(Xi-(k+1)，Yj+1)的灰阶值，并输出第二比较值；g、判定该第二比较值是否符合一设定的比较条件；h、当该第二比较值符合该设定的比较条件时，将计数器增加1，并执行步骤(d)；i、当该第二比较值不符合该设定的比较条件时，框取该位于(Xi-k，Yj+1)及(Xi-(k+1)，Yj+1)座标的图素，将该计数器增加1，并执行步骤f；j、当判定j加1等于斜线总长时，输出判定结果。
2.如权利要求1所述的自动检侧方法，其特征在于该测试图的斜线为45度的斜线。
3.如权利要求1所述的自动检侧方法，其特征在于其中上述错误容许值为依据扫描器的规格而设定。
4.如权利要求1所述的自动检侧方法，其特征在于其中上述步骤(a)为设定横座标指数i等于1，纵座标指数j等于1，移位数k等于零，及计数器等于零。
5.如权利要求1所述的自动检侧方法，其特征在于其中上述步骤(a)更包含步骤L设定斜线的长度。
6.如权利要求1所述的自动检侧方法，其特征在于其中上述步骤(g)所述的设定的比较条件为当(Xi，Yj)的灰阶值小于位于(Xi-k，Yj+1)上的图素，且(Xi，Yj)的灰阶值大于等于位于(Xi-(k+1)，Yj+1)上的图素。
7.如权利要求1所述的自动检侧方法，其特征在于上述的j包含步骤m、设定一容许掉线数；n、当上述计数器的数目在该容许掉线数内时，判定该扫描器为合格；o、当上述计数器的数目超出该容许掉线数内时，判定该扫描器为不合格。
8.一种光学扫描器的掉线现象的自动检测方法，用以在光学扫描器读取测试图的斜线的图像后，依据一标准差值，判定该扫描的斜线是否有掉线的现象，并输出掉线的数目，其特征在于包含步骤a、初始化一横座标X的指数i，一纵座标Y的指数j，一位移指数k，及计数器；b、设定一错误容许值；c、在该斜线的第一列的图素中找出一灰阶值最接近该中间灰阶值的图素，及该图素为在具有最大灰阶值的图素的右侧，并设定该图素的座标值为(Xi，Yj)；d、比较该图素(Xi，Yj)与该图素的下一列的图素(Xi-1，Yj+1)的灰阶值，并输出第一比较值；e、当该第一比较值在该错误容许值的范围内时，将该横座标X的指数i向左移k+1位及该纵座标Y的指数j增加1，并执行步骤(d)；f、当该第一比较值超出该错误容许值的范围内时，比较该图素(Xi，Yj)与该图素的下一列的相临的两图素(Xi+k，Yj+1)(Xi+k)，Yj+1)，(Xi+(k+1)，Yj+1)的灰阶值，并输出第二比较值；g、判定该第二比较值是否符合一设定的比较条件；h、当该第二比较值符合该设定的比较条件时，将计数器增加1，并执行步骤(d)；i、当该第二比较值不符合该设定的比较条件时，框取该位于(Xi+k，Yj+1)，(Xi+(k+1)，Yj+1)座标的图素，将该计算器增加1，并执行步骤f；j、当判定j加1等于斜线总长时，输出判定结果。
9.如权利要求8所述的自动检侧方法，其特征在于该测试图的斜线为45度的斜线。
10.如权利要求8所述的自动检侧方法，其特征在于其中上述错误容许值为依据扫描器的规格而设定。
11.如权利要求8所述的自动检侧方法，其特征在于其中上述步骤(a)为设定横座标指数i等于1，纵座标指数j等于1，移位数k等于零，及计数器等于零。
12.如权利要求8所述的自动检侧方法，其特征在于其中上述步骤(a)更包含步骤L、设定斜线的长度。
13.如权利要求8所述的自动检侧方法，其特征在于其中上述步骤(g)所述的设定的比较条件为当(Xi，Yj)的灰阶值大于位于(Xi+k，Yj+1)上的灰阶值，且(Xi，Yj)的灰阶值小于等于位于(Xi+(k+1)，Yj+1)上的灰阶值。
14.如权利要求8所述的自动检侧方法，其特征在于上述的j包含步骤m、设定一容许掉线数；n、当上述计数器的数目在该容许掉线数内时，判定该扫描器为合格；o、当上述计数器的数目超出该容许掉线数内时，判定该扫描器为不合格。
全文摘要
一种光学扫描器的掉线现象的自动检测方法,可自动检测掉线的现象及计算掉线的数目。在读取测试图的斜线后,计算一中间灰阶值,并设定一标准差,在该斜线的第一列图素中,找寻一灰阶值最接近该中间灰阶值的图素,并以该图素(Xi,Yj)为基准,开始作灰阶值的比较。其比较顺序为,先比较位于(Xi,Yj)与(Xi－1,Yj+1)的图素的灰阶。如果其比较值超出一设定值,便表示有掉线的现象。在比较的过程中可累计掉线的数目,并框取掉线的地方。
文档编号G06K9/20GK1245321SQ98117198
公开日2000年2月23日 申请日期1998年8月18日 优先权日1998年8月18日
发明者蔡振财, 陈国丰 申请人:鸿友科技股份有限公司