专利名称：一种最佳化图像品质扫描的方法
技术领域：
本发明涉及一种最佳化图像品质扫描的方法，是一种在穿透式与非穿透式扫描器的光源中找出该光源与电荷耦合器件(CCD)间的最佳距离，以取得最佳辉度响应的方法。
随着电脑技术的突飞猛进，电脑的外围设备也越来越多样化，且性能越来越好。其中，扫描器产品已经被广泛应用，并逐渐成为电脑的标准配置。对扫描器而言，图像品质是扫描器的一项极为重要的参数，而图像品质又与辉度有密切的关系，这是因为扫描器中电荷耦合器件的输出信号与辉度间为一增益函数关系，即电荷耦合器件的输出响应与辉度成正比，所以若针对辉度作补偿则能够得到较佳的电荷耦合器件的响应输出。
现有技术中，已有多项专利是针对辉度补偿以增加辉度而作出的。
图1、图2所示的是台湾第82212100号有关“扫描器散光板之改良”的新型专利，使用一叠合式的散光板3，来选择适当的亮度。该项专利技术中，是以增加灯组装置中元件的方式来补偿辉度的，其缺点是增加了成本，且增加硬件会造成元件体积增大，而无法达到产品简单轻巧的设计目的。
图3所示是台湾第84212924号有关“扫描器之光度补偿装置”的新型专利，该项专利技术中，是通过弯曲灯管两端来补偿灯管两端亮度的不足。同样，图4及图5中所示的灯管结构也是用于补偿两端灯管亮度不足的，其中图4所示的灯管两端是弯成V型，而图5所示的灯管两端则弯曲成较大角度，如大于90度。所以图3至图5所示的灯管结构均是通过改变灯管等硬件的方式来获得亮度补偿的。其主要缺点是增加成本，且容易增加扫描器体积，极需改善。
此外，有关电荷耦合器件对辉度响应的影响，也会因为电荷耦合器件本身的制造工艺而有所差异，差异大时甚至达到±20‰，从而造成图像扫描质量下降。而另一方面，在现有的系统中，穿透式扫描器中的光源与电荷耦合器件间是以固定距离的方式来校正扫描的，会因电荷耦合器件自身的大范围差异而造成图像品质不良，如造成过曝光等。通过多次针对光源与电荷耦合器件作垂直轴分析后发现，利用自动对位反馈辉度的方式，即可有效改善上述现象。
本发明的目的是设计一种最佳化图像品质扫描的方法，不增加硬件设备而可改善扫描亮度即辉度，不仅可运用于穿透式扫描器中，也可运用于非穿透式扫描器中，可有效改善传统技术的缺点，且本发明的方法不仅可用于增加辉度还可用于降低辉度，即找到一个恰到好处的辉度值，不至于太亮或太暗。
本发明的目的是这样实现的一种最佳化图像品质扫描的方法，运用于扫描器中，其特征在于包括计算出扫描器中光源与电荷耦合器件间的相对位置距离；利用辉度为光源与距离的函数以及电荷耦合器件的输出为辉度的函数，在不同的相对距离位置产生不同的辉度响应；找出最佳的光源与电荷耦合器件间的相对位置，达到最佳的辉度值。
本发明的方法主要用于穿透式扫描器中，也可运用于非穿透式扫描器中，通过找出电荷耦合器件与灯组间的最佳距离，而有效提高辉度，进而提升图像的品质，并能容许电荷耦合器件有较大范围的差异，以及提高信噪比(S／N)，提高图像质量。本发明还可有效改进穿透式扫描器(指可扫描底片或投影片的扫描器)的扫描图像品质，且不增加硬件成本，有效改善传统技术中采用固定距离时的缺陷。
本发明方法利用的主要原理是在图像系统中，辉度为光源与距离的函数，即辉度=f(光源，距离)，其中所述的距离代表光源与电荷耦合器件间的距离。另外，电荷耦合器件的输出信号是与辉度成函数关系的，即CCD输出=g(响应，辉度)。由于穿透式扫描器中光源与电荷耦合器件间的位置关系为相对位置关系，所以，在利用上述的关系及使用自动对位反馈方式后，即能够找出光源与电荷耦合器件间的最佳距离，获得最佳的辉度响应。
本发明是找出光源与电荷耦合器件间最佳距离的最佳化图像品质扫描方法，通过计算出扫描器中光源与电荷耦合器件间的相对位置距离，利用辉度为光源与距离的函数，以及电荷耦合器件的输出为辉度的函数，即不同的相对距离位置产生不同的辉度响应，进而找出一最佳相对位置，达到最佳的辉度值，提高图像质量。
在本发明的方法中，在一计算辉度响应及控制相对模块位置电路的配合下，用于计算、控制光源与电荷耦合器件的相对位置，以保持最佳的相对距离。所述的计算辉度响应及控制相对模块位置电路，还连接一上层灯组位置控制电路和一光路接收及电荷耦合器件模块位置控制电路，而上层灯组位置控制电路连接上层灯组，光路接收及电荷耦合器件模块位置控制电路则连接光路接收及电荷耦合器件模块，以计算上层灯组与电荷耦合器件的相对最佳距离位置，最后该光路接收及电荷耦合器件模块再将反馈信号送计算辉度响应及控制相对模块位置电路，执行自动对位反馈控制。
在本发明的方法中，配合扫描器的光机系统包括有灯组，为穿透式扫描器的光源；玻璃组，位于扫描器平台的顶部，待扫描物放置于该玻璃组上；底座，是位于扫描器平台玻璃组下方的结构。玻璃组中包括有透明校正视窗，用于校正待扫描的物件。光机系统的底座中包括有数个反射镜，用于反射光源的光线以形成一光路，再经由透镜而传送至电荷耦合器件，最终输出扫描的图像信号。
本发明的方法包括(a)开始执行程序；(b)移动扫描器玻璃组下的底座；(c)移动照射透明物的灯组，由起始位置横越视窗；(d)配合电荷耦合器件的规格，找出灯组与电荷耦合器件间的最佳相对位置；(e)保持最佳校正位置且扫描图像；(f)动态检测前述校正位置。
下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术图1是现有技术中改善散光板的专利技术立体分解结构示意2是图1散光板的部分组合结构示意3是传统技术中改变灯管结构以补偿辉度的灯管示意4、图5是传统技术中两种改变灯管两侧结构以补偿辉度的灯管示意6是本发明方法实施例的流程框7是本发明实施例中计算辉度响应及控制相对模块位置电路的原理框8是本发明实施例中扫描器光机系统的结构框1至图5说明前已述及不再赘述。
本发明涉及一种最佳化图像品质扫描的方法，该方法的核心是找出电荷耦合器件模块与灯组间的最佳相对位置距离，从而有效找到最适当的辉度，进而提高图像品质，并能容许电荷耦合器件间有较大范围的差异，以及提高信／噪比，增进图像品质。本发明的方法一般应用于穿透式扫描器上，但也可同时运用于非穿透式扫描器中。
首先，本发明计算出该穿透式扫描器中光源与电荷耦合器件间的相对位置距离，利用辉度为光源与距离的函数，以及电荷耦合器件的输出为辉度的函数，使不同的相对距离位置产生不同的辉度响应，进而找出一最佳的相对位置，达到最佳的辉度值，提高图像品质。
参见图6，图中示出本发明方法的一实施例流程，其步骤包括从步骤200开始；步骤202，移动扫描器玻璃组下的底座；步骤204，移动用于照射透明物的灯组，由起始位置横越视窗；步骤206，配合电荷耦合器件的规格，找出灯组与电荷耦合器件间的最佳相对位置；步骤208，保持最佳校正位置并扫描图像；步骤210，随时保持动态检测前述的校正位置。
步骤206中的灯组与电荷耦合器件间的最佳距离，并不以最大值或最小值为目标，而是以该距离所产生的不同的辉度响应值为目标，从而找出最佳的辉度响应时的距离，即为灯组与电荷耦合器件间的最佳距离。步骤206中所述的灯组与电荷耦合器件间的最佳距离，主要运用于扫描器的图像系统中，辉度与光源与距离成一函数关系，即不同距离产生不同的辉度，而选择出最佳的辉度，以决定最佳的光源与电荷耦合器件间的距离。另一方面，步骤210中所述的动态检测校正位置，是指能够随时依照电荷耦合器件的不同特性差异，以及依照不同的光源亮度(灯管使用日久后，会有亮度减弱的现象发生，不能与新灯管的亮度相比)，而能随时调整成适当的距离。
参见图7，为配合图6步骤，图中示出实现本发明方法的驱动控制电路，是计算相对位置控制电路的框图。包括一计算辉度响应及控制相对模块位置电路15，用于计算控制该光源与电荷耦合器件间的相对位置，而保持最佳的相对距离。该计算辉度响应及控制相对模块位置电路15的输出端分别连接一上层灯组位置控制电路25和一光路接收及电荷耦合器件模块位置控制电路65，上层灯组位置控制电路25连接一上层灯组20，光路接收及电荷耦合器件模块位置控制电路65则连接一光路接收及电荷耦合器件模块60，用于分别计算驱动上层灯组20与光路接收及电荷耦合器件模块60的相对最佳距离位置，上层灯组20及光路接收及电荷耦合器件模块60输出反馈信号并连接至计算辉度响应及控制相对模块位置电路15，进行自动对位反馈控制。
本发明也可运用于非穿透式扫描器中，其实施电路同图7中所示，不同之处是仅将上层灯组20改为灯组(上层灯组是指穿透式扫描器中的灯罩的灯组，而灯组是指一般的非穿透式扫描器的灯组)。
参见图8，图中示出本发明实施例扫描器光机系统的结构。扫描器中的光机系统10包括有灯组，是上层灯组20，为穿透式扫描部分的光源，该上层灯组20下方设置玻璃组30，为扫描器平台的顶部，将待扫描物放置在玻璃组30上。玻璃组30上有透明校正视窗32，用于校正待扫描物。该光机系统10中还包括有底座40，是指扫描器平台位于玻璃组30下方的结构。
光机系统10中，底座40中设有数个反射镜，包括第一反射镜42、第二反射镜44、第三反射镜46及第四反射镜48等。用于反射该上层灯组20光源的光线而形成光路，然后经由透镜50传送给光路接收及电荷耦合器件模块60，输出扫描的图像信号，完成以光机系统10读取扫描图像信号的过程。
综上所述，本发明的最佳化图像品质扫描的方法，其主要目的是改善传统的用增加硬件补偿辉度时的缺点，由本发明所提出的灯组与电荷耦合器件间的最佳相对位置，而找出最佳辉度响应，以提高扫描图像的品质，充分显示出本发明的目的及功效并具有实用性。
以上所述，仅为本发明方法的一最佳实施例，凡在本发明的权利要求范围内所作的均等变化及修饰，皆应属于本发明专利所涵盖的范围。
权利要求
1．一种最佳化图像品质扫描的方法，运用于扫描器中，其特征在于包括计算出扫描器中光源与电荷耦合器件间的相对位置距离；利用辉度为光源与距离的函数以及电荷耦合器件的输出为辉度的函数，在不同的相对距离位置产生不同的辉度响应；找出最佳的光源与电荷耦合器件间的相对位置，达到最佳的辉度值。
2．根据权利要求1所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括设置一计算辉度响应及控制相对模块位置电路，用于计算控制所述光源与电荷耦合器件间的相对位置，保持最佳化的相对距离。
3．根据权利要求2所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于在所述的计算辉度响应及控制相对模块位置电路的输出端上分别连接一上层灯组位置控制电路及一光路接收及电荷耦合器件模块位置控制电路，并将上层灯组与上层灯组位置控制电路连接，将光路接收及电荷耦合器件模块位置控制电路与一光路接收及电荷耦合器件模块连接，用于计算上层灯组与电荷耦合器件间的相对最佳距离位置；最后将光路接收及电荷耦合器件模块的反馈信号连接至所述的计算辉度响应及控制相对模块位置电路，执行自动对位反馈控制。
4．根据权利要求1所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括有扫描器光机系统的配合；在光机系统中设置扫描部分的光源；在扫描器平台顶部设置放置待扫描物的玻璃组；和在扫描器平台玻璃组下方设置底座结构。
5．根据权利要求4所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括在所述的光机系统的玻璃组中设置透明校正视窗，用于校正待扫描的物件。
6．根据权利要求4所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括在所述光机系统的底座中设置一个以上的反射镜，用于反射光源的光线而形成光路；反射光最终经由一透镜传送至电荷耦合器件，由电荷耦合器件输出扫描图像信号。
7．根据权利要求1所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于所述的计算出扫描器中光源与电荷耦合器件间的相对位置距离还进一步包括(a)开始执行程序；(b)移动扫描器玻璃组下的底座；(c)移动照射透明物的灯组，由起始位置横越视窗；(d)配合电荷耦合器件的规格，找出灯组与电荷耦合器件间的最佳相对位置距离；(e)保持最佳校正位置并扫描图像；(f)动态检测前述的校正位置。
8．根据权利要求7所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于所述的步骤(b)，包括在底座中设置一个以上的反射镜，顺序地接收光源灯组投射透明物时所产生的光信号；和将最后一反射镜反射的光线经透镜送至电荷耦合器件；由电荷耦合器件最后输出图像扫描信号。
9．根据权利要求7所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于所述的步骤(d)，找出的灯组与电荷耦合器件间的最佳相对位置距离，是该距离所产生的不同辉度响应值，所找出的最佳辉度响应时的距离即为所述灯组与电荷耦合器件间一最佳距离。
10．根据权利要求7所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于所述的步骤(d)，找出的灯组与电荷耦合器件间的最佳相对位置距离是利用扫描器的图像系统，辉度与光源与距离成函数关系，以及不同距离产生不同辉度，来选择最佳的辉度，和决定最佳的光源与电荷耦合器件间的距离。
11．根据权利要求7所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于所述的步骤(f)，动态检测校正位置包括随时依照电荷耦合器件间的特性差异，以及依照光源亮度的不同而随时适当地调整距离。
12．根据权利要求7所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括在一计算辉度响应及控制相对模块位置电路的配合下，计算控制光源与电荷耦合器件间的相对位置，来保持最佳的相对位置距离。
13．根据权利要求12所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括在所述的计算辉度响应及控制相对模块位置电路的输出端上分别连接一上层灯组位置控制电路及一光路接收及电荷耦合器件模块位置控制电路，并将上层灯组与上层灯组位置控制电路连接，将光路接收及电荷耦合器件模块位置控制电路与一光路接收及电荷耦合器件模块连接，用于计算上层灯组与电荷耦合器件间的相对最佳距离位置；最后将光路接收及电荷耦合器件模块的反馈信号连接至所述的计算辉度响应及控制相对模块位置电路，执行自动对位反馈控制。
14．根据权利要求7所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括有扫描器光机系统的配合；在光机系统中设置扫描部分的光源；在扫描器平台顶部设置放置待扫描物的玻璃组；和在扫描器平台玻璃组下方设置底座结构。
15．根据权利要求14所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括在所述的光机系统的玻璃组中设置透明校正视窗，用于校正待扫描的物件。
16．根据权利要求14所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于还包括在所述光机系统的底座中设置一个以上的反射镜，用于反射光源的光线而形成光路；反射光最终经由一透镜传送至电荷耦合器件，由电荷耦合器件输出扫描图像信号。
17．根据权利要求1至16所述的一种最佳化图像品质扫描的方法，其特征在于所述的扫描器包括穿透式扫描器和非穿透式扫描器，穿透式扫描器中的灯组是上层灯组，非穿透式扫描器中的灯组是灯组。
全文摘要
本发明涉及一种最佳化图像品质扫描的方法,可运用于穿透式与非穿透式扫描器中。通过计算出电荷耦合器件与灯组间的相对位置距离,利用辉度为光源与距离的函数,以及电荷耦合器件的输出为辉度的函数,即不同的相对距离位置产生不同的辉度响应,而找出最佳的相对位置距离,达到最佳的辉度值,进而提高图像的扫描品质。并容许电荷耦合器件能在较大的范围内存在差异,以及提高信/噪比,增进扫描的图像质量。
文档编号G06K9/58GK1279445SQ99109349
公开日2001年1月10日 申请日期1999年6月24日 优先权日1999年6月24日
发明者黄英俊, 陈世煌 申请人:力捷电脑股份有限公司