专利名称：影像感光组件的间隙的校正用组件、对应方法与补偿方法
技术领域：
本发明有关于一种影像感光组件的校正用组件、影像感光组件之间隙的对应方法与补偿方法，特别是一种接触式影像感光组件的校正用组件与间隙补偿方法。
背景技术：
目前市场上扫描仪所使用的影像感光组件主要有四种电荷藕合组件(XD、接触 式感光组件CIS、光电倍增管PMT和互补金属氧化物导体CMOS，其中接触式感光组件和电荷 藕合组件广泛应用于扫描仪中。一般而言，电荷藕合组件将光线转换成模拟电压信号，并且标出每个像素的灰度， 再由一个模拟/数字转换器将模拟电压信号转换为数字信号。成像过程中，光源发出的光 必须经过镜片的反射和透镜的聚焦，这些光学组件的加入使整个扫描仪成本提高。电荷藕 合组件技术需要一整套光学系统，包括照明冷光源、多个反光镜和光学镜头，通过复杂的光 路才能在电荷藕合组件传感器件表面成像。其次，电荷藕合组件扫描仪需要通过一系列透 镜、反射镜成像，所以会产生色彩偏差和光学像差，一般需要通过扫描软件进行色彩校正。 再者，电荷藕合组件扫描仪因为采用光学镜头成像于电荷藕合组件表面，具有较大的景深， 扫描图像的质量相对较好，特别是对隆起的书脊，甚至实物都可以得到清晰的扫描效果。接触式感光组件工作原理是对扫描内部光源照射到扫描原稿上的反射光进行感 光后，将光信号转变为电信号，再由扫描仪底板上的模拟/数字转换电路将电信号转变为 数字信号传输给计算机，以完成整个扫描过程。由于接触式感光组件本身就可以完成成像 任务，不需要复杂的镜片和透镜的参与，所以接触式感光组件原理的扫描仪成本较低。接触 式感光组件扫描仪的扫描光源、传感器、放大器集成为一体，其结构、原理和光路都极为简 单。接触式感光组件扫描仪由传感器直接从稿件表面获取图像，理论上不会产生色偏和像 差，能获得最接近原稿的图像效果。然而，接触式感光组件扫描仪因没有使用镜头，只能压近原稿扫描，扫描精度较 低，扫描所得的质量无法如同电荷藕合组件所获得的扫描影像一样良好。即便此，因接触 式感光组件扫描仪的轻薄易携带，使得接触式感光组件扫描仪于扫描市场上仍占有一席之 地；因此，改善接触式感光组件扫描仪的扫描影像仍是必须努力的方向。
发明内容
造成扫描仪的扫描影像较差的因素有许多，以接触式感光组件的扫描仪为例，由 于接触式感光组件封装制程等因素产生的误差，导致不固定的间隙产生于接触式感光组件 的设置之间。设置位置的不连续性，会导致扫描出的影像产生断层的现象，因此，本发明为 解决上述现象，提供一种影像感光组件的校正用组件与影像感光组件的间隙的对应方法， 利用校正图的图案与演算方式，确定影像感光组件设置时的间隙，从而进行补偿。再者，影像感光组件设置时的实际间隙，虽然分为排列为一直线时的平移间隙以 及非直线时的偏差间隙，但皆会造成扫描出的影像产生断层的现象。因此，本发明提供一种影像感光组件的校正用组件与扫描影像的补偿方法，利用校正图案辨识于间隙处产生的影 像，以及利用像素大小度量间隙值后补偿，适用于解决平移间隙与偏差间隙。根据上述，本发明的一例提供一种校正用组件，包含一像素单位数组与一图案。像 素单位数组包含多条平行间隔的经线及多条平行间隔的纬线，每一经线与每一纬线相交以 定义出多个像素单位布满像素单位数组。图案分布于像素单位数组中，其中图案由部分的 像素单位所构成，且构成图案的像素单位具有一灰阶不同于像素单位数组中的其它像素单 位，且其中图案包含多条平行间隔的条状，每一条状不平行经线及纬线。其次，根据本发明的一校正用组件的应用于一种影像感光组件的间隙的对应 (mapping)方法，包含取得校正用组件的一扫描影像；设定一比对程序，其中比对程序包含 根据图案的一图案特性设定图案的一目标像素单位与一比对像素单位，以及比对目标像素 单位的灰阶与比对像素单位的灰阶是否一致以得到灰阶不一致的一计数。之后，执行比对 程序于扫描影像上，并根据计数计算一间隙值与储存灰阶不一致的目标像素单位与比对像 素单位于校正用组件上的一坐标与间隙。因此，根据上述的对应方法所得到的结果，应用于 一种扫描影像的补偿方法，其取得一目标对象的一扫描影像后，根据上述坐标与间隙插入 一像素值于目标对象的扫描影像中。
图IA所示本发明的一影像感光组件的例子，用以说明本发明的校正用组件与间 隙补偿方法所应用的影像感光组件。图IB所示本发明的另一影像感光组件的例子。图2A为本发明的一校正用组件例子的示意图。图2B和2C为本发明的一扫描校正用组件后的两个扫描例子的示意图。图3A为本发明的一例，说明利用上述校正用组件检验间隙的方法流程示意图。图3B为本发明的一例，说明利用图3A的结果进行间隙补偿的方法流程示意图。主要组件符号说明10 基板12影像感光组件区段101影像感光组件103平移间隙105对准间隙20校正用组件201 经线203 纬线205像素单位207 条状209水平条状30提供本发明之校正用组件的步骤32扫描校正用组件以取得一校正用组件的扫描影像的步骤34检测扫描影像上的目标像素单位与比对像素单位的灰阶是否一致的步骤
36根据检测的结果计算与记录间隙的大小与位置的步骤38扫描装置对于一欲进行扫描的目标对象进行扫描的步骤40根据间隙值与发生的位置，对于扫描所得的影像信号进行对应位置的间隙补偿的步骤
具体实施例方式图IA所示本发明的一影像感光组件的例子，用以说明本发明的校正用组件与间 隙补偿方法所应用的影像感光组件。参照图1A，于基板10上设置多个影像感光组件101。 于实际操作上，多个影像感光组件101可以连续无间隙的方式形成，使得基板10上具有多 个影像感光组件区段(Segment)12以端点对端点的方式排列，并定义出第一方向X，任两相 邻感光组件区段12间可以存在端点至端点的平移间隙103。要说明的是，基板10上的多个 影像感光组件101亦可基于实际情况，以任两相邻影像感光组件101间存在平移间隙103 的方式设置于基板10上，排列的多个影像感光组件101亦可定义出第一方向X，不以感光组 件区段12的型式存在为必要。其次，任两相邻感光组件区段12间或是任两相邻影像感光 组件101间的平移间隙103，可以相同或相异，视组装的情形而定。图IB所示本发明的另一影像感光组件的例子，排列的多个影像感光组件101或 感光组件区段12仍以沿着第一方向X排列，但设置时偏置一距离，使得相邻的影像感光 组件101或感光组件区段12间仍有间隙形成，此时沿第二方向Y上的距离称为对准间隙 105 (alignment gap)，于X方向上形成的的距离称为平移间隙103 (shift gap)，故如图IB 的情形，亦可应用本发明的校正用组件及间隙补偿方法。根据上述，无论影像感光组件101 或感光组件区段12的如何设置，只要在影像感光组件101或感光组件区段12的端点对端 点的排列轴X方向上产生平移间隙103或于Y方向上产生对准间隙105，皆可利用本发明的 校正用组件及间隙补偿方法来补偿扫描影像的不连续处以提升扫描影像的质量。图2A为本发明的一校正用组件例子的示意图。参照图2A，一校正用组件20具有 二维的尺寸，例如具有一般打印A4(cm*cm)大小的矩形形状。其次，校正用组件20上布满 多条平行间隔的经线201与多条平行间隔的纬线203，每一经线与纬线相交形成交点，四个 交点、经线与纬线定义出大小且形状相同的像素单位205布满整个校正用组件20上成为一 像素单位数组。要说明的是，每一经线或纬线可以是直线或曲线；其次，图2A所呈现的校正 用组件20为实际校正用组件的放大微观部分图式，于实际的校正用组件上并不显示此些 经线或纬线。本例子中，经线201有η条直线(η为正整数)，与影像感光组件(图未绘)排 列的X方向平行；纬线203有m条直线(m为正整数)，两者相交以形成矩形的像素单位205 作说明，交点(0，0)从面对校正用组件20的左上方开始标注，向右边延伸至交点(n，0)，向 下方延伸至交点(0，m)，向右下方延伸至交点(n，m)，但本发明不限于此。再者，校正用组件 20上可分为背景与图案，背景与图案的灰阶具有明显的差异以供后续的演算之用。在一例 子中，背景以全白表示，图案以全黑表示，但本发明不限于如此组合，亦可利用不同灰阶或 是非黑白色表示。要特别说明的是，图案以涂满黑色的一像素单位205为基本；其次，于此例子中， 若干连续涂黑的像素单位205形成一条状207，图案包含若干平行间隔的条状(bar) 207 ；每 一条状207不平行经线201，亦不平行纬线203。以宏观而言，每一条状207与经线201呈一非O度及90度的夹角；每一条状207与纬线203呈一非0度及90度的夹角。可以理解 的，条状207可以如图所示为直线，亦可为曲线，因此本发明不限于上述情形。另外，除了条 状207外，校正用组件20上尚包含一平行纬线203的水平条状209的图案，水平条状209 原则上不与任一条状207相交；其次，水平条状209基本上与整个影像感光组件101或感光 组件区段12的长度相同，即水平条状209的长度与像素单位数组的一边长相等。再者，图 2A所呈现的条状207为边缘锯齿状，此系微观所致，在实际尺寸中，使用者目视的图案即为 一平滑直线呈倾斜设置。根据上述，利用校正用组件20上的图案可以进行对准间隙与平移 间隙的检测。图2B为本发明的一扫描校正用组件后的扫描例子的示意图。当以图IA或图IB 的影像感光组件扫描图2A的校正用组件后，前述存在平移间隙的位置，其扫描校正用组件 的影像将异于原本的校正用组件。参照图2B，由上至下，从左至右，追踪每个像素单位205。 以下都用坐标表示像素单位205的位置。从(0，0)开始，先将目前位置放在(0，0)(目标像 素单位)，跟右下的像素单位(比对像素单位)比对，即检测两像素单位(0+1，0+1)与(0， 0)。例子发现(0，0)和(1，1)都是黑，接 着再比对(0，1)和(1，2)也都是黑，再继续往下比 对直到最后一个坐标(0，m)，若(0，a)与(1，a+Ι)比对((a+1) < m, a为正整数)，皆同为 黑或是白，则对应第0行与第1行影像感光组件或感光组件区段间没有平移间隙存在。继 续检测扫描影像的第1行与第2行间，结果第1行与第2行的影像感光组件或感光组件区 段间亦没有平移间隙存在。直到在坐标(3，2)与(4，3)发现，(3,2)是黑，(4,3)是白，因 此，判断第3行与第4行的影像感光组件或感光组件区段间有平移间隙存在，且平移间隙为 1个像素单位；再往下检查坐标(3，3)与(4，4)是否同为黑，若为一黑一白则平移间隙加1 个像素单位，直到检查到都为黑为止；例子中(3，3)与(4，4)都是黑，则平移间隙就是1个 像素单位。以此方法继续追踪所有的像素单位，并把所有检测结果存入内存或是任何可储 存装置内。根据上述，以图2A的校正用组件的图案所得的扫描影像，在演算时，根据校正用 组件的图案的特性检测目标像素单位与比对像素单位的灰阶是否一致。若以45度(与经 线或纬线的夹角观之)的直线图案为例，其图案的特性即为斜率绝对值0. 5，比对像素单位 即为呈对角线相邻的像素单位，故演算即检测目标像素单位与其呈对角线相邻的像素单位 的灰阶是否一致，并根据不一致的情形推算影像感光组件或感光组件区段间的平移间隙的 大小。上述数据与数据可储存于内存或是储存装置中，之后如欲进行待扫描目标的扫描时， 扫描系统即会根据前述储存数据与数据，在该平移间隙产生的位置处进行补偿，以优化输 出的扫描影像。可以选择的，校正用组件的图案的特性若非单一项可描述，例如曲线图案可能须 以两项以上的参数描述时，可利用建立表格的方式，先建立目标像素单位与对应的比对像 素单位的坐标的表格，扫描后直接利用表格中的数据检测平移间隙是否存在。可以理解的， 即使校正用组件的图案的特性仅用单一项描述，亦可利用制作表格的方式，本发明所进行 的检测不限于实时或是利用表格的方式。其次，利用水平条状209可以检测影像感光组件或感光组件区段间有无对准，其 亦利用检测目标像素单位与相邻的比对像素单位的灰阶是否一致。与检测平移间隙相同 的，一旦目标像素单位与相邻的比对像素单位的灰阶不一致时，即表示该处的影像感光组 件或感光组件区段间存在对准偏差的情形。
图2C所示为本发明的一扫描校正用组件后的另一扫描例子的示意图。与图2B相 异之处在于，图2C于扫描校正用组件时所使用的分辨率大于图2B时所使用的分辨率；因 此，图2C上所呈现的像素单位的尺寸小于图2B所呈现的像素单位的尺寸，但于计算间隙补 偿时会一并考虑扫描时所使用的分辨率，故本发明的校正用组件应用于使用不同的分辨率 扫描时，仍可以检测到影像感光组件的对准间隙与平移间隙。其次，图2C的水平条状209 呈现若干目标像素单位与相邻的比对像素单位的 灰阶不一致，此即影像感光组件存在对准 偏差的情形。图3A为本发明的一例，说明一种影像感光组件的间隙的对应方法流程示意图。参 照图3A，提供本发明的校正用组件(步骤30)，本发明的校正用组件上具有背景与图案，两 者的灰阶不同。扫描校正用组件以取得一校正用组件的扫描影像(步骤32)，当扫描装置 的感光组件存在对准或平移间隙时，校正用组件的扫描影像上的图案与原本的校正用组件 上的图案会产生差异。检测扫描影像上的目标像素单位与比对像素单位的灰阶是否一致 (步骤34)，根据本发明的校正用组件上的图案特性设定一包含目标像素单位与比对像素 单位的比对程序，当任一目标像素单位与其对应的比对像素单位的灰阶一致时，则表示扫 描装置的感光组件于该对应位置上无对准或平移间隙；反之则表示扫描装置的感光组件于 该对应位置上存在对准或平移间隙。之后，根据检测的结果计算间隙的大小与位置(步骤 36)，根据目标像素单位与比对像素单位的灰阶不一致的计数(请发明人确认是否正确？ 是的)，计算间隙的大小并记录该像素单位(请确认为目标像素单位或是比对像素单位如 前所述，像素单位是影像的最小单位，所以我们提到像素(Pixel)的时候，都是一样的，差 异只在影像分辨率若不同，像素的大小才会不同。)于校正用组件上的坐标，该间隙值与位 置可储存于扫描装置或其它设备的储存装置中，例如扫描装置的内存或硬盘中。图3B为本发明的一例，说明利用图3A的结果进行扫描影像的补偿方法流程示意 图。参考图3B，扫描装置对于一欲进行扫描的目标对象进行扫描(步骤38)。根据间隙值 与发生的位置，对于扫描所得的影像信号进行对应位置的间隙补偿(步骤40)，于一例中， 若间隙值为一像素，则于间隙产生的位置的每条并行线插入一像素，此像素值为间隙产生 的位置两边的像素值的平均值，但本发明不限于上述方法得到欲补偿的值。根据上述，经过 补偿的影像信号较未补偿前的信号完整，因此输出的扫描影像亦较连续，影像质量较未补 偿前佳。以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟悉本技术领 域者能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即凡依本发 明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
权利要求
一种校正用组件，包含一像素单位数组，其包含多条平行间隔的经线及多条平行间隔的纬线，每一该经线与每一该纬线相交以定义出多个像素单位布满该像素单位数组；以及一图案，其分布于该像素单位数组中，其中该图案由部分该些像素单位所构成，且构成该图案的该些像素单位具有一灰阶不同于该像素单位数组中的其它该些像素单位，且其中该图案包含多条平行间隔的条状，每一该条状不平行该些经线及该些纬线。
2.如权利要求1所述的校正用组件，其特征在于，该图案还包含一水平条状与该些经 线或该些纬线平行，且该水平条状的一长度与该像素单位数组的一边长相等。
3.如权利要求2所述的校正用组件，其特征在于，该水平条状与该些条状不相交。
4.如权利要求1所述的校正用组件，其特征在于，该些条状与任一该经线或任一该纬 线有一 45度夹角。
5.如权利要求1所述的校正用组件，其特征在于，该些像素单位的几何形状为矩形。
6.如权利要求1所述的校正用组件，其特征在于，该些经线或该些纬线为直线。
7.如权利要求1所述的校正用组件，其特征在于，该些经线或该些纬线为曲线。
8.如权利要求1所述的校正用组件，其特征在于，该图案包含多个黑色像素单位，其它 的像素单位则为白色。
9.一种影像感光组件的间隙的对应方法，包含 提供一校正用组件，该校正用组件包含一像素单位数组，其包含多条平行间隔的经线及多条平行间隔的纬线，每一该经线与 每一该纬线相交以定义出多个像素单位布满该像素单位数组；以及一图案，其分布于该像素单位数组中，其中该图案由部分该些像素单位所构成，且构成 该图案的该些像素单位具有一灰阶不同于该像素单位数组中的其它该些像素单位，且其中 该图案包含多条平行间隔的条状，每一该条状不平行该些经线及该些纬线； 取得该校正用组件的一扫描影像； 设定一比对程序，其中该比对程序包含根据该图案的一图案特性设定该图案的一目标像素单位与一比对像素单位；以及 比对该目标像素单位的灰阶与该比对像素单位的灰阶是否一致以得到灰阶不一致的 计数；执行该比对程序于该扫描影像上；以及根据该计数计算一间隙值与储存灰阶不一致的该些目标像素单位与该些比对像素单 位于该校正用组件上的一坐标与该间隙。
10.如权利要求9所述的影像感光组件的间隙的对应方法，其特征在于，提供该校正用 组件的步骤包含设定该图案的该些像素单位为黑色，以及该其它的像素单位为白色。
11.如权利要求9所述的影像感光组件的间隙的对应方法，其特征在于，设定该比对程 序的步骤包含设定该图案特性为直线的斜率以使该目标像素单位与该比对像素单位呈一 对角线的位置关系。
12.一种扫描影像的补偿方法，包含 提供一校正用组件，该校正用组件包含一像素单位数组，其包含多条平行间隔的经线及多条平行间隔的纬线，每一该经线与每一该纬线相交以定义出多个像素单位布满该像素单位数组；以及一图案，其分布于该像素单位数组中，其中该图案由部分该些像素单位所构成，且构成 该图案的该些像素单位具有一灰阶不同于该像素单位数组中的其它该些像素单位，且其中 该图案包含多条平行间隔的条状，每一该条状不平行该些经线及该些纬线； 取得该校正用组件的一扫描影像与一目标对象的一扫描影像； 设定一比对程序，其中该比对程序包含根据该图案的一图案特性设定该图案的一目标像素单位与一比对像素单位；以及 比对该目标像素单位的灰阶与该比对像素单位的灰阶是否一致以得到灰阶不一致的 计数；执行该比对程序于该校正用组件的该扫描影像上；根据该计数计算一间隙值与储存灰阶不一致的该些目标像素单位与该些比对像素单 位于该校正用组件上的一坐标与该间隙；以及根据该坐标与该间隙插入一像素值于该目标对象的该扫描影像中。
全文摘要
本发明提供一种影像感光组件的间隙的校正用组件，包含一像素单位数组与一图案，利用平行的经线与平行的纬线相交以定义出像素单位布满像素单位数组，图案由部分的像素单位所构成，且构成图案的像素单位具有一灰阶不同于像素单位数组中的其它像素单位，且其中图案包含不平行经线及纬线且彼此平行间隔的条状。利用图案的特性设定比对程序，以目标像素单位与比对像素单位的灰阶是否一致来应对出影像感光组件的间隙大小与位置，进而对扫描对象进行补偿，以优化扫描影像的质量。
文档编号H04N1/031GK101964858SQ20091005520
公开日2011年2月2日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者余万章 申请人:上海中晶科技有限公司