成像设备及成像方法

专利名称：成像设备及成像方法
技术领域：
本发明总体构思涉及成像，更具体地讲，涉及这样一种成像设备及成像 方法，所述成像设备和成像方法能够补偿因为机械装置的不均匀性而引起的 图像质量的劣化。
背景技术：
通常，比如扫描仪、复印机、传真机、数字多功能复印机等的成像设备 包括扫描放置在扫描平面上的文档以产生与扫描的文档相应的图像数据的扫 描单元。
所述扫描单元将来自光源的光施加到文档，并借助图像传感器将从文档 反射的光转换为电信号，即，图像信号。此时，由于光源的变化或者光强的 不均匀性可引起图像信号的劣化，这导致了所谓的"阴影效应"。阴影效应可 使得产生的图像看起来不同于文档的实际图像。因此，有必要校正包括在扫 描文档时所产生的图像数据中的阴影效应。
根据通常的阴影校正方法，紧接在文档扫描之前扫描白色参考平面(比如 白板或白条)，计算用于补偿产生的图像数据的参考值。该计算的参考值还可 被称作参考阴影数据。其后，通过与参考阴影数据相比较来补偿产生的图像 数据的黑色或白色像素值而进行阴影补偿。
经过阴影补偿的图像数据是非线性数字图像数据，因此，使用伽马曲线 来逆补偿该非线性数字图像数据以产生伽马校正的线性图像数据。
然而，这种阴影校正方法只被用于校正图像传感器的黑色白色等级，而 没有考虑扫描机械装置的其他变化。因此，如果在实际扫描文档时用于切断 外部光的盖子在机械上不是均匀的，则外部光被引入到扫描单元的内部，这 可因水平或垂直不均匀导致劣化的图像数据。因此，图像数据的背景变暗， 这导致从文档中的白色区域(即没有打印对象的区域)中的有色图像扫描的图 像质量的劣化。避免这种图像质量的劣化需要更精细的成型技术和许多成本 和时间。

发明内容
本发明总体构思提供了 一种成像设备和一种成像方法，所述成像设备和 成像方法能够容易地4卜偿图像数据的背景而不使图像质量劣化。
本发明总体构思还提供了 一种成像设备和成像方法，所述成像设备和成 像方法能够补偿由于机械装置的不均匀性而可能发生的图像质量的劣化。
本发明总体构思的另外方面和效用将会在下面的描述中部分地阐述，部 分地，从下面的描述中，这些方面和效用将会是显然的，或者通过实施本发 明总体构思而得到了解。
可通过提供如下一种成像设备来获得本发明总体构思的上述和/或其他
方面和效用，所述成像设备包括图像传感部分，产生放置在扫描平面上的 文档的图像数据；阴影校正部分，对产生的图像数据执行阴影校正；伽马校 正部分，根据伽马曲线校正经过阴影校正的图像数据；控制器，控制伽马校 正部分使用经过伽马校正的图像数据的背景信息来修改伽马曲线。
伽马校正部分可将经过阴影校正的图像数据划分成多个区域，并可根据 各个区域的伽马曲线来校正经过阴影校正的图像数据。
图像传感部分可包括多个图像传感器，阴影校正部分可对与各个图像传 感器相应的区域的产生的图像数据执行阴影校正。
伽马校正部分可根据与各个图像传感器相应的每个区域的伽马曲线来校 正经过阴影校正的图像数据。
控制器可控制伽马校正部分使用经过伽马校正的图像数据的背景信息来 修改每个区域的伽马曲线。
控制器可计算经过伽马校正的通过扫描白色图像而获得的图像数据的每 个区域的平均值，并可控制伽马校正部分使用计算的平均值来修改每个区域 的伽马曲线。
阴影校正部分可根据下面的等式来对产生的图像数据执行阴影校正 /(x) = 2"附-a
其中，f(x)表示经过阴影校正的图像数据，x表示产生的图像数据的数据 值，Ki表示产生的图像数据的最小值，Wi表示产生的图像数据的最大值，n 表示输出比特数。
可根据下面的等式来修改伽马曲线<formula>formula see original document page 9</formula>其中，g(x)表示修改的伽马曲线，x表示产生的图像数据的数据值，f乂x) 表示f(x)的反函数，Bt表示经过伽马校正的图像数据的每个区域的平均值。
所述成像设备还可包括图像强调部分，强调根据修改的伽马曲线进行 伽马校正的图像数据的锐度。
所述图像强调部分可包括数字有限脉冲响应(FIR)滤波器。
图像传感部分可包括CMOS接触式图像传感器(CIS)和电荷耦合装置 (CCD)之一。
还可通过提供一种成像方法来获得本发明总体构思的上述和/或其他方 面和效用，所述方法包括产生放置在扫描平面上的文档的图像数据；对产 生的图像数据执行阴影校正；根据伽马曲线校正经过阴影校正的图像数据； 使用经过伽马校正的图像数据的背景信息来修改伽马曲线。
还可通过提供一种形成图像的设备来获得本发明总体构思的上述和/或 其他方面和效用，所述设备包括图像传感器，从入射到该图像传感器上的 光产生图像数据；机械装置，将对象保留在平面上以提供入射到图像传感器 的光，所述机械装置在图像传感器中产生背景数据响应特性；图像处理器， 通过非线性校正数据来补偿产生的图像数据，所述非线性校正数据根据图像 传感器的背景数据响应特性使图像传感器的图像响应线性化。
还可通过提供一种形成图像的方法来获得本发明总体构思的上述和/或 其他方面和效用，所述方法包括产生与图像数据获取装置的特性相应的非 线性校正数据；从图像数据获取装置获得背景数据的响应；修改非线性校正 数据，以便为大于从对背景数据的响应确定的阔值的图像数据的值提供背景 数据的校正值；将修改的非线性校正数据应用到图像数据以产生图像。
还可通过提供一种形成图像的设备来获得本发明总体构思的上述和/或 其他方面和效用，所述设备包括图像传感器阵列，从入射到图像传感器阵 列上的光产生图像数据；机械装置，将对象保留在平面上以提供入射到阵列 的光，所述机械装置在阵列中的每个图像传感器中引入相应的背景数据响应； 图像处理器，通过非线性校正数据来补偿产生的图像数据，所述非线性校正 数据根据阵列中至少一个图像传感器的背景数据响应特性使所述至少一个图 像传感器的图像响应线性化。
还可通过提供一种图像处理器来获得本发明总体构思的上述和/或其他
方面和效用，所述图像处理器包括存储部分，存储图像数据和非线性校正 数据；图像处理部分，接收图像数据的背景数据，并修改非线性校正数据以 便为从接收的背景数据确定的有阴影的背景数据产生校正的背景数据，所述 图像处理器随后将修改的非线性校正数据应用到图像数据。
还可通过提供一种成像设备来获得本发明总体构思的上述和/或其他方 面和效用，所述设备包括机械装置，保持文档和扫描平面之间的空间排列； 图像传感部分，照亮文档，并响应于从文档反射的光产生图像数据，所述图 像数据包括由照亮除了由机械装置保持的空间排列之外的空间排列中的文档 所产生的阴影；图像处理部分，将非线性校正数据应用到图像数据，所述图 像处理部分从自背景图像数据确定的阴影的特性和在获得阴影特性之前被应 用到背景图像数据的其他非线性校正数据来产生非线性校正数据。
还可通过提供一种改善包括在背景颜色上的前景颜色标记的扫描图像中 的改善阴影效应的方法来获得本发明总体构思的上述和/或其他方面和效用， 所述方法包括确定与显示出阴影效应的背景颜色相应的扫描图像的颜色的 阈值；从对产生至少按与显示出阴影效应的背景颜色相应的颜色的阈值修改 的扫描图像的处理的已知响应，产生非线性校正数据；将非线性校正数据应 用到扫描图像以改善扫描图像的阴影效应。


通过下面结合附图对示例性实施例的描述，本发明的这些和/或其他方面 和效用将会更清楚并更容易理解，其中
图1是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像设备的构造的框
图2是示出根据本发明总体构思的另一示例性实施例的成像设备的构造 的框图3A到图3C是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的伽马校正的 曲线修改的曲线图5是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像方法的示图。
具体实施例方式
现在将对本发明总体构思的实施例进行详细描述，本发明的示例表示在 附图中。下面参照附图描述这些实施例以便解释本发明总体构思。
图1是根据本发明总体构思的示例性实施例的成像设备的构造的框图。
如图1所示，作为成像设备的扫描仪100包括用户输入部分110、图像 传感部分120、图像处理部分130、电机140、控制器150、在扫描操作期间 将文档保留在扫描平面上以产生图像数据的机械装置160、和存储部分170。 应该理解图1的功能划分通过对示出的示例性实施例的部件的描述而便于对 本发明总体构思的理解，但是这种构造并非实施本发明总体构思所必要的。 除了这里显示和描述的部件之外的部件可被代替，在多个部件中执行的功能 可被结合到一个部件，分开描述的部件可分布在多个部件中。事实上，在察 看本公开时，多种修改、替换和改变对本领域的技术人员来说都是明显的， 并且本发明总体构思意欲包括这种替换的构造。
如这里使用的，术语"文档"意指在背景颜色的介质上具有前景颜色的 标记的对象。符合这种规范的多个对象对本领域的技术人员来说将是显然的， 但这只是描述的目的而不作为限制，本发明总体构思将根据黑白图像来描述， 该图像通常被称作文档。然而，术语"图像"可以与术语"文档"交换使用 而不意味着对象之间的不同，但是这种可交换的术语的使用意在指示本发明 总体构思中可用的对象的广阔范围。
示例性机械装置160是指扫描平面驻留在其中的结构，其中，扫描平面 是将被扫描的文档所放置的表面。机械装置160可包括将扫描平面与外部光 隔离的盖子162。示例性电机140在控制器150的控制下沿着相对于扫描平 面上的静止文档的扫描方向(例如，从右到左或从前到后)移动图像传感部分 120。示例性用户输入部分110从用户接收指令，并将接收到的指令发送到控 制器150，根据通过用户输入部分IIO提供的用户的指令，控制器150控制 图像传感部分120和电机140。
本发明总体构思可包括自动文档进纸器，以作为机械装置160的一个部 件，所述自动文档进纸器传送文档穿过图像传感部分120，这与调动图像传 感部分120穿过文档的其他实施例相反。作为选择，自动文档进纸器可将文 档传送到扫描平面上，随后，图像传感部分120移动，穿过扫描平面上的静
止文档。实际上，本发明总体构思可被应用到多种可选择的扫描机械装置， 这对本领域的技术人员来说是显然的。不管其实施方式，机械装置160可以 具有以某种方式不将文档固定在扫描平面上的部分，以在整个扫描操作中均 匀地照亮文档。本发明总体构思不管发生误差的机械装置的详细实施来补偿 在这种条件下获得的图像数据中的误差。
例如，示例性图像传感部分120用白光照射放置在扫描平面上的文档， 在光学传感器(比如CMOS接触式图像传感器(CIS)或电荷耦合装置(CCD))中 接收从文档反射的光，将接收到的光转换到模拟图像信号，并借助A/D转换 器将模拟图像信号转换到数字图像信号以产生数字图像数据。图像传感部分 120的图傳—传感器可具有600dpi或1200dpi的高分辨率，并且可包括沿扫描 平面的宽度(或作为选择地，长度)方向排列的图像传感器模块的线性阵列，当 图像传感器模块阵列被调动而穿过扫描平面时，每个图像传感器模块接收来 自文档的特定部分的光。
如下面所描述的，在图像处理操作期间，示例性存储部分170为来自图 像传感部分120的图像数据提供存储器。另外，如下所述，在本发明总体构 思的特定实施例中，存储部分170可存储由扫描仪100中一个或多个处理器 执行以实现其功能的处理器指令。这样，存储部分170可以是永久存储器(比 如只读存储器(ROM)、闪存、磁或光学存储装置等)和易失性存储器(比如随机 存取存储器(RAM)等)的组合。还应该理解，尽管在图1中存储部分170作为 分开的部件而被示出，但是存储部分170可分布在多个装置中，作为示出的 其他部件中的元件。为了描述的目的而不作为限制，下面将存储部分170作 为分开的部件来讨论，并且如这里所使用的，术语"存储部分170"，或者"存 储器170"意指扫描仪100的结合的存储能力，以包括比如通道和延迟线的 临时存储器。
示例性图像处理部分130针对图像传感部分120和机械装置160的特性 补偿产生的图像数据以提高图像质量，比如提高图像对比度。图像处理部分 130可包括阴影校正部分132、伽马校正部分134和图像强调部分136。图像 处理部分130可以以石更件、软件或二者的组合来实现。例如，图像处理部分 130可以是执行驻留在存储器170中的处理器指令代码以实现其功能部件(比 如阴影校正部分132、伽马校正部分134和图像强调部分136)的数字信号处 理器。作为选择，图像处理部分130可以以专用电路来实现，或者可以被实
现在执行其他功能模块(比如控制器150)的处理器指令的处理器上。在不脱离 本发明总体构思的精神和范围的情况下，可以实现图像处理设备130的多种 替换和改变。
示例性阴影校正部分132执行可在CIS或CCD传感器中接收的光被转 换到模拟图像信号，并且通过A/D转换器从模拟图像信号产生数字图像数据 的同时发生的图l象质量劣化的补偿。
在示例性阴影补偿中，图像传感器首先用光照射位于扫描仪100中的白 条，并接收从白条反射的光。基于接收到的光，获得位于阵列中的位置i处 的图像传感器的白色等级Wi,并且在例如存储器170中存储从穿过阵列的所 有单位的图像传感器的响应产生的阴影剖面(shade profile)。存储的阴影剖面 可被用作文档被扫描时的补偿的参考值。
例如，根据下面的等式(l)来应用阴影校正。<formula>formula see original document page 13</formula>
其中，x表示产生的图像的数据值；Ki表示图像传感器i的黑色等级， 并可表示产生的图像数据的最小值；Wi表示图像传感器i的白色等级，并可 表示产生的图像数据的最大值；i表示在阵列中图像传感器的位置；n表示阴 影补偿的输出值的比特数。例如，在本发明总体构思的特定实施例中，用于 阴影补偿的比特数是16，或者在其他实施例中，比特数是IO。
在本发明总体构思的特定实施例中，从参考剖面(reference profile)中获得 值Wi和Ki,比如从自上述白条反射的光以获得每个图像传感器的Wi，从例 如自标准色表的黑色标准中获得Ki。在对任何非零黑色偏移进行调整时图像 数据值x落入范围(Wi-Ki)的情况下建立在等式(l)中给出的阴影校正函数。 然后，缩放结果以增加阴影校正图像数据的动态范围。应该理解，等式(l)的 数学关系是实现阴影校正部分132的硬件、软件或者这二者执行的可能处理 的描述。实现概念上相似的对象的其他操作在不脱离本发明总体构思的精神 和范围的情况下，可被用于本发明总体构思。
例如，示例性伽马校正部分134使用与伽马曲线相应的存储的数据来补 偿非线性的经阴影校正的图像数据。可通过将扫描的标准色表(比如灰度色表) 的图像特性与该色表中的颜色的已知值相比较来产生伽马曲线。比如，可通 过经用户输入部分110的校准过程的用户初始化来周期性地执行这个过程。
在本发明总体构思的特定实施例中，色表的扫描数据其上应用了上述的阴影
校正处理。因此，在执行阴影补偿之后，如图3A所示，数字图像数据相对 于它们相应的实际值是非线性的。在图3A中，以采用0和255之间的值的8 比特数据作为图像数据的示例。如图3B所示，通过将非线性关系的反函数应 用到非线性图像数据，如图3C所示，输出线性关系。伽马校正部分134可将 适合的结构(比如查找表)存储在存储部分170中，在存储部分170中，可检索 伽马曲线的值。在本发明总体构思的特定实施例中，伽马校正部分134可将 经过阴影校正的图像数据划分成多个区域，并保持与每个区域相应的伽马曲 线。
示例性图像强调部分136补偿在图像传感部分120的频率响应和扫描的 文档的空间频率分布之间存在差异时发生的信号误差。例如，通过使用数字 有限脉冲响应(FIR)滤波器，图像强调部分136强化图像的锐度。应该理解， 本发明总体构思并不限于由图像强调部分136利用的滤波器的实施例。例如， 滤波器相对于图像数据可以是静态的，或者可以是动态结构以自适应地强调 图像数据中的特定特征。
示例性控制器150控制伽马校正部分134使用已经经过伽马校正部分 134进行伽马校正的图像数据的背景信息来修改伽马曲线。具体地讲，控制 器150计算从伽马校正部分134或者在本发明总体构思的特定实施例中，从 图像强调部分136反馈的背景信息的平均值，并控制伽马校正部分134使用 计算的平均值来修改伽马曲线数据。可以从扫描经过机械装置的(例如用盖子
162覆盖或者被提供给自动文档进纸器的)仅具有背景颜色的参考页(比如白 色参考页)，来获得背景信息。在经过阴影校正部分132的阴影校正和伽马校 正部分134的伽马曲线的计算之后，可获得扫描的白色的页面数据。随后， 扫描的图像的背景信息可被赋予平均值，或者可被赋予与背景颜色相应的值。 控制器150可控制伽马校正部分134赋予所述平均值或者伽马曲线数据中的 最小值，以便在图像数据大于或等于背景图像数据的平均值时输出255的输 出值。例如，可根据下面的等式(2)来修改伽马曲线。 [等式2]
则
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中，g(X)表示修改的伽马校正数据，X表示产生的图像数据值，f乂X)
表示f(X)的反函数，Bt表示扫描仪传感区域的背景参考图像数据的平均值。
在本发明总体构思的特定实施例中，比如通过经用户输入部分110的用
户命令进行校准过程的初始化来周期性地执行伽马曲线数据的修改。作为选
择，本发明总体构思的特定实施例将允许用户按作业(job)来初始化伽马曲线 校正。例如，当用户希望增加特定图像中的图像对比度时，本发明实施例将 允许用户特别为那项扫描作业产生修改的伽马曲线的数据。在察看了本公开 时，对本领域的技术人员来说，关于本发明总体构思的其他用户选项将是显 然的，本发明总体构思的范围意在包括所有这些选项。
应该理解，尽管这里描述的示例性文档是底为白色字为黑色的，但是本 发明总体构思并不限于特定颜色方案。在察看本公开时，对本领域的技术人 员来说，各种图像类型的应用将会是显然的，本发明总体构思意在包括这些 可选择方案。实际上，本发明总体构思可被应用到多谱应用，其中，可按调 色板中的各个颜色来产生阴影校正函数和相应的伽马校正曲线。为了校正这 样的伽马曲线数据，可扫描特定背景颜色的参考页并可对与该特定颜色相应 的伽马曲线数据执行上述的处理。因此，通过本发明总体构思的实施例可改
善具有多谱段上的能量的阴影效应。
图2是示出根据本发明总体构思的另一示例性实施例的成像设备的构造 的框图。
如图2中所示，作为成像设备的扫描仪100包括图像传感部分210、阴 影校正部分220、伽马曲线校正部分230、图像合成部分240、图像强调部分 250和控制器260，以补偿由于机械装置的不均匀性而可能发生的图像劣化。
图像传感部分210可包括n个例如以线性阵列排列的图像传感器芯片以 从宽文档(比如A3或A4纸)获得扫描数据。为了描述而不作为限制的目的， 图2描述了 6个图像传感器芯片211至216,但是本发明总体构思可应用任 意数量的图像传感器芯片。图像传感器芯片211至216可被构造在不同的基 底上，因此，阴影特性和伽马特性可被分布在图像传感器芯片211至216的 阵列中。因此，示例性阴影校正部分220对在图像传感器芯片211至216中 的每个图像传感器芯片中产生的图像数据执行阴影校正，并且伽马曲线校正 部分230使用各个伽马曲线对经过阴影校正的图像传感器芯片211至216中 的每个图像传感器芯片的图像数据进行伽马校正，以使输出图像数据线性化。
用于隔离扫描操作和外部光的盖子162可能会变形，因此，可能不会在 整个文档上施加均勻的压力。这在盖子162以廉价的工艺(比如塑料成型工艺) 被构造时尤其如此。盖子162可变得弯向这样的点，在文档的中心部分与文 档接触的量不同于在文档的边缘部分与文档接触的量。如果使用这种变形的 盖子162，则引入图像传感器芯片211至216的外部光的量在扫描时变化， 并且图像亮度根据盖子162的部分与文档的相应部分之间的接触而变化。在 这种示例中，通常文档的白色部分是最显著地受到影响的部分。
控制器260可被反馈回白色数据，或者相应的背景颜色数据，所述白色 数据或背景颜色数据包含在扫描时图像传感器芯片211至216之间的外部光 量的不同而引起的失真，所述不同可随后被用于补偿扫描的图像的背景信息。 另外，控制器260可指导伽马曲线校正部分230使用失真的背景信息来修改 伽马曲线数据以补偿白色背景参考图像的劣化，从而这可被应用到扫描的图 像。在本发明总体构思的特定实施例中，控制器260可估计与图像传感部分 210的一组图像传感器芯片相应的背景信息，以减少处理和存储开销。
图4A和图4B是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的伽马曲线的 修改的曲线图。具体地讲，图4A和图4B示出补偿由盖子162的不均勻性而 引起的图像质量的劣化。使用包含由于盖子162的不均匀性而引起的阴影效 应的产生的背景信息并随后修改伽马曲线以使得在背景信息中观察到的阴影 数据线性化来校正曲线。例如，如果在图4A中示出的背景信息值Bt是200， 则通过经修改的伽马曲线将背景信息值200的图像数据值修改到255来改善 图像质量劣化。因此，如图4B所示，可获得线性输出。
为了进一步说明，在本发明总体构思的特定实施例中，如果例如通过第 六图像传感器216产生的背景信息值包含由盖子162的变形引起的异常，例 如具有值200,并且通过其他图像传感器211至215产生的背景信息值是255， 则通过背景信息值只修改第六伽马校正部分236的伽马曲线，因此，所有图 像传感器211至216的白色等级被设置为值255，从而改善图像质量的劣化。
图5是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像方法的流程图。 将结合图1和图2来描述图5的流程图。
如果用户在扫描平面上放置了文档，用盖子162覆盖文档，并通过用户 输入部分IIO输入了扫描指令，则在操作S502，控制器150控制电机140和 图像传感部分120通过产生图像数据形成放置在扫描平面上的文档的图像。
在操作S504,阴影校正部分132使用阴影剖面对图像传感部分120产生
的图像数据执行阴影校正。在本发明总体构思的特定实施例中，如图2所示，
阴影校正部分220对各个图像传感器的相应区域产生的图像数据执行阴影校 正。
在操作S506，伽马校正部分134对经过阴影校正的图像数据执行伽马校 正。在本发明总体构思的特定实施例中，经过阴影校正的图像数据被划分成 多个区域，在所述多个区域中的每个区域中使用相应的伽马曲线数据执行伽 马校正。另外，如图2所示，伽马校正部分230可在与各个图像传感器相应 的每个区域中使用伽马曲线对经过阴影校正的图像数据执行伽马校正。
在操作S508，控制器150获得经过伽马校正的图像数据的背景信息。使 用经过伽马校正的通过扫描背景参考图像(比如白色参考页)获得的图像数据 的平均值或者最小值来获得背景信息。如果伽马校正部分134对每个区域的 图像数据执行了伽马校正，或者如图2所示执行与每个区域的图像传感器相 应的伽马校正，则使用与通过扫描白色图像并获得每个区域的失真信息而获 得的背景颜色值相应的伽马校正的图像数据的平均值或者最小值来获得背景 信息。
在操作S510，控制器150控制伽马校正部分134使用背景信息修改伽马 曲线或者^f吏用多个区域的背景信息来修改每个区域的伽马曲线。
在操作S512,图像强调部分136强调通过修改的伽马曲线进行伽马校正 的图像数据的锐度。
从上面的描述中可显然得知，本发明总体构思提供了一种成像设备和成 像方法，所述成像设备和成像方法通过简单地将数据值赋予文档的背景来补 偿图像质量的劣化。
另外，本发明总体构思提供了一种成像设备和成像方法，所述成像设备 和成像方法补偿因为机械装置的不均匀性而发生的图像质量的劣化。
尽管已经示出并描述了本发明总体构思的几个示例性实施例，但是本领 域的技术人员应该理解，在不脱离本发明总体构思的原理和精神的情况下， 可对这些实施例进行改变，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。
权利要求
1、一种成像设备，包括图像传感部分，产生放置在扫描平面上的文档的图像数据；阴影校正部分，对产生的图像数据执行阴影校正；伽马校正部分，根据伽马曲线校正经过阴影校正的图像数据；控制器，控制伽马校正部分使用经过伽马校正的图像数据的背景信息来修改伽马曲线。
2、 如权利要求1所述的成像设备，其中，伽马校正部分将经过阴影校正 的图像数据划分成多个区域，并根据各个区域的伽马曲线来校正经过阴影校 正的图像数据。
3、 如权利要求1所述的成像设备，其中，图像传感部分包括多个图像传 感器，其中，阴影校正部分对与各个图像传感器相应的区域的产生的图像数据 执行阴影校正。
4、 如权利要求3所述的成像设备，其中，伽马校正部分根据与各个图像 传感器相应的每个区域的伽马曲线来校正经过阴影校正的图像数据。
5、 如权利要求2所述的成像设备，其中，控制器控制伽马校正部分使用 经过伽马校正的图像数据的背景信息来修改每个区域的伽马曲线。
6、 如权利要求5所述的成像设备，其中，控制器计算经过伽马校正的通 过扫描白色图像而获得的图像数据的每个区域的平均值，并控制伽马校正部 分使用计算的平均值来修 文每个区域的伽马曲线。
7、 如权利要求4所述的成像设备，其中，阴影校正部分根据下面的等式 来对产生的图像数据执行阴影校正/0) = 2"附-&其中，f(x)表示经过阴影校正的图像数据，x表示产生的图像数据的数据 值，Ki表示产生的图像数据的最小值，Wi表示产生的图像数据的最大值，n 表示输出比特数。
8、 如权利要求7所述的成像设备，其中，根据下面的等式来修改伽马曲线 <formula>formula see original document page 3</formula>a:其中，g(x)表示修改的伽马曲线，x表示产生的图像数据的数据值，f乂x) 表示f(x)的反函数，Bt表示经过伽马校正的图像数据的每个区域的平均值。
9、 如权利要求8所述的成像设备，还包括图像强调部分，强调根据修 改的伽马曲线进行伽马校正的图像数据的锐度。
10、 如权利要求9所述的成像设备，其中，图像强调部分包括数字有限 脉冲响应滤波器。
11、 如权利要求1所述的成像设备，其中，图像传感部分包括CMOS接 触式图像传感器和电荷耦合装置之一 。
12、 一种成像方法，包括产生放置在扫描平面上的文档的图像数据；对产生的图像数据执行阴影校正；才艮据伽马曲线校正经过阴影校正的图像数据；使用经过伽马校正的图像数据的背景信息来修改伽马曲线。
13、 如权利要求12所述的成像方法，其中，根据伽马曲线校正经过阴影 校正的图像数据的步骤包括将经过阴影校正的图像数据划分成多个区域， 并使用各个区域的伽马曲线来校正经过阴影校正的图像数据。
14、 如权利要求12所述的成像方法，其中，执行阴影校正的步骤包括 对与各个图像传感器相应的区域的产生的图像数据执行阴影校正。
15、 如权利要求14所述的成像方法，其中，使用伽马曲线校正经过阴影 校正的图像数据的步骤包括根据与各个图像传感器相应的每个区域的伽马 曲线来校正经过阴影校正的图像数据。
16、 如权利要求13所述的成像方法，其中，修改伽马曲线的步骤包括 使用经过伽马校正的图像数据的背景信息来修改每个区域的伽马曲线。
17、 如权利要求16所述的成像方法，其中，修改伽马曲线的步骤包括 计算经过伽马校正的通过扫描白色图像而获得的图像数据的每个区域的平均 值，并使用计算的平均值来修改每个区域的伽马曲线。
18、 如权利要求15所述的成像方法，其中，执行阴影校正的步骤包括 根据下面的等式来对产生的图像数据执行阴影校正其中，f(X)表示经过阴影校正的图像数据，X表示产生的图像数据的数据值，Ki表示产生的图像数据的最小值，Wi表示产生的图像数据的最大值，n 表示输出比特数。
19、如权利要求18所述的成像方法，其中，修改伽马曲线的步骤包括 根据下面的等式来修改伽马曲线255 ;c 2价 255^^1 k价其中，g(x)表示修改的伽马曲线，x表示产生的图像数据的数据值，f乂x) 表示f(x)的反函数，Bt表示经过伽马校正的图像数据的每个区域的平均值。
20、 如权利要求19所述的成像方法，还包括强调根据修改的伽马曲线 进行伽马校正的图像数据的锐度。
21、 一种形成图像的设备，包括图像传感器，从入射到所述图像传感器上的光产生图像数据； 机械装置，将对象保留在平面上以提供入射到图像传感器的光，所述机械装置在图像传感器中产生背景数据响应特性；图像处理器，通过非线性校正数据来补偿产生的图像数据，所述非线性校正数据根据图像传感器的背景数据响应特性使图像传感器的图像响应线性化。
22、 如权利要求21所述的设备，其中，图像处理器包括阴影校正部分， 将图像数据缩放与最大图像数据值和最小图像数据值之间的差相应的量。
23、 如权利要求22所述的设备，其中，从通过图像传感器产生的各个参 考图像获得最大图像数据值和最小图像数据值。
24、 如权利要求21所述的设备，其中，图像处理器包括伽马校正部分， 从缩放了与最大图像数据值和最小图像数据值之间的差相应的量的图像数据 产生第一非线性校正数据。
25、 如权利要求24所述的设备，其中，伽马校正部分根据第一非线性校 正数据和背景数据响应特性来产生所述非线性校正数据。
26、 如权利要求21所述的设备，其中，图像处理器包括图像强调部分， 对图像传感器和机械装置的组合的频率响应和产生图像数据的图像的空间频 率分布之间的差异而产生的频率的图像数据进行滤波。
27、 如权利要求21所述的设备，还包括用户输入部分；与用户输入部分通信的控制器，从用户输入部分接收用户指令，所述用 户指令中的至少一个指令指示被提供到图像传感器的图像数据是确定背景凄t 据响应特性的图像。
28、 一种形成图像的方法，包括产生与图像凄t据获取装置的特性相应的非线性;欧正数据； 获得响应于被提供到图像数据获取装置的背景数据的信号； 修改非线性校正数据，以便为大于从背景数据信号确定的阈值的图像凄t 据值提供背景数据的校正值；将修改的非线性校正数据应用到图像数据以产生图像。
29、 如权利要求28所述的方法，其中，修改非线性校正数据的步骤包括 为超过阈值的图像数据的值提供背景颜色的上限值作为所述图像数据的校正 值。
30、 如权利要求28所述的方法，还包括在修改非线性校正数椐之前将非线性校正数据应用到背景数据。
31、 如权利要求30所述的方法，还包括在将非线性校正数据应用到背景数据之前，将背景数据缩放与最大图像 数据值和最小图像数据值之间的差相应的量。
32、 如权利要求31所述的方法，其中，修改非线性校正数据的步骤包括 为低于阈值的图像数据的值提供与背景图像缩放量的函数的反函数相应的值 作为校正值。
33、 如权利要求28所述的方法，还包括在将修改的非线性校正数据应用到图像数据之前，将图像数据缩放与最 大图像数据值和最小图像数据值之间的差相应的量。
34、 一种形成图像的设备，包括图像传感器阵列，从入射到图像传感器阵列上的光产生图像数据； 机械装置，将对象保留在平面上以提供入射到图像传感器阵列的光，所述机械装置在阵列中的每个图像传感器中引入相应的背景数据响应；图像处理器，通过非线性校正数据来补偿产生的图像数据，所述非线性校正数据根据阵列中至少一个图像传感器的背景数据响应特性使所述至少一个图像传感器的图像响应线性化。
35、 一种图像处理器，包括存储部分，存储图像数据和非线性校正数据；图像处理部分，接收图像数据的背景数据，并修改非线性校正数据，以 便为从接收的背景数据确定的有阴影的背景数据产生校正的背景数据，所述 图像处理器随后将修改的非线性校正数据应用到图像数据。
36、 一种成像设备，包括机械装置，保持文档和扫描平面之间的空间排列；图像传感部分，照亮文档，并响应于从文档反射的光产生图像数据，所 述图像数据包括由照亮除了由机械装置保持的空间排列之外的空间排列中的 文档所产生的阴影；图像处理部分，将非线性校正数据应用到图像翁:据，所述图像处理部分 从自背景图像数据确定的阴影的特性和在获得阴影特性之前被应用到背景图 像数据的其他非线性校正数据来产生非线性校正数据。
37、 一种改善包括在背景颜色上前景颜色的标记的扫描图 <象中的阴影效 应的方法，所述方法包括确定与显示出阴影效应的背景颜色相应的扫描的图像的颜色的阈值； 从对产生至少按与显示了阴影效应的背景颜色相应的颜色的阈值修改的 扫描图像的处理的已知响应，产生非线性校正数据；将非线性校正数据应用到扫描图像以改善扫描图像的阴影效应。
全文摘要
一种成像设备，包括图像传感部分，产生放置在扫描平面上的文档的图像数据；阴影校正部分，对产生的图像数据执行阴影校正；伽马校正部分，根据伽马曲线校正经过阴影校正的图像数据；控制器，控制伽马校正部分根据经过伽马校正的图像数据的背景信息来修改伽马曲线。用此构造，可改善由于比如扫描仪的机械装置的不均匀性可能发生的图像质量的劣化。
文档编号H04N1/40GK101188660SQ20071014662
公开日2008年5月28日 申请日期2007年8月23日 优先权日2006年11月22日
发明者金炅万 申请人:三星电子株式会社