掃描儀的快速掃描方法
2023-09-12 08:15:25
專利名稱：掃描儀的快速掃描方法
技術領域：
本發明涉及一種掃描儀的快速掃描方法，特別是一種具有兩根CCD並且可以在較低解析度掃描時快速掃描的掃描方法。
背景技術：
目前市面上的掃描儀大部分採用交錯電荷耦合裝置(staggercharge coupled device，stagger CCD)作為感光組件。其利用兩根CCD的像素交錯嵌合(pixel merge)，達到個別CCD最高掃描解析度二倍的掃描解析度。例如採用兩根掃描解析度600dpi的CCD相互嵌合達到1200dpi的掃描解析度。
當掃描解析度調為600dpi或以下時，掃描儀僅使用一根CCD作掃描動作。當掃描解析度調為300dpi時，則使用一根CCD，採用調整時序(timing)的方式，通知該使用的CCD僅送出300dpi解析度的數據。由感光組件電荷耦合裝置CCD的成像原理可知，感光組件的曝光時間和曝光亮度成一線性關係。在使用一根CCD掃描解析度為300dpi的圖像時，通過調整時序(timing)的方式，將同一根CCD上相鄰的兩個像素合併，這樣，相比600dpi的掃描圖像，只需一半的曝光時間，得到的合併後像素的亮度就能滿足掃描要求，因此，掃描速度提高。
目前存在的問題是，當掃描解析度為600dpi或以下時，僅使用一根CCD而另一根CCD閒置，這造成CCD使用率低的問題。並且由於僅使用單根CCD，曝光需要的時間較長。
發明內容
本發明的主要目的，在於解決上述現有技術中存在的問題，提供一種掃描儀的快速掃描方法，其中該掃描儀具有兩根CCD，分別為第一CCD以及第二CCD。該掃描儀的快速掃描方法包括設定掃描儀工作在第一解析度並利用第一CCD獲得該第一解析度的第一像素數據陣列，並且利用第二CCD獲得該第一解析度的第二像素數據陣列。將該第一像素數據陣列以及該第二像素數據陣列中，對應的像素數據分別相加，計算出該第一解析度的輸出像素數據陣列。因此，充分利用CCD資源，讓兩根CCD同時參與曝光掃描，可以減少曝光時間，提高掃描速度。
綜上，根據本發明的掃描儀的快速掃描方法可以減少曝光時間，提高掃描速度。
本發明通過後附詳細說明的圖示將會比較容易全盤了解，其僅為圖解所用而非將本發明限制在圖示範圍。圖1是在stagger CCD掃描儀10中，CCD以及掃描文件像素關係的示意圖；圖2A是傳統利用圖1所示stagger CCD掃描儀，將兩根CCD的數據合併出兩倍解析度的像素數據的動作示意圖；圖2B是傳統利用圖1所示stagger CCD掃描儀，將一根CCD的數據輸出作為像素數據的動作示意圖；
圖2C是感光組件的曝光時間和曝光亮度的關係圖；圖3A是符合本發明一實施例，利用圖1所示stagger CCD掃描儀，將兩根CCD的數據合併出同樣解析度的像素數據的動作示意圖；以及圖3B和圖3C是符合本發明另一實施例，利用圖1所示staggerCCD掃描儀，將兩根CCD的數據降低解析度為一半並合併像素數據的動作示意圖。
符號說明111奇CCD112偶CCD121像素數據具體實施方式
有關本發明的詳細說明以及技術內容，現就配合圖式說明如下圖1是在stagger CCD掃描儀10中，CCD以及掃描文件像素關係的示意圖。奇CCD111以及偶CCD112錯位排列，以對文件12進行掃描。其中奇CCD111以及偶CCD112的最高解析度均為Adpi。奇CCD111以及偶CCD112的每個CCD單元可分辨的最小像素寬度為2L＝1/A(inch)。由於奇CCD111以及偶CCD112是錯位排列，因此同時用兩根CCD111以及112進行掃描，可以將該奇CCD111以及CCD112所送出的數據合併，以達到對文件12以解析度2Adpi進行掃描的目的，而能分辨的最小像素寬度即為L＝1/2A(inch)。圖2A是傳統利用圖1的stagger CCD掃描儀10對文件12進行解析度為單一CCD的雙倍解析度的掃描動作示意圖。如果奇CCD111以及偶CCD112的最高解析度為Adpi，則stagger CCD掃描儀10在同時使用兩根CCD111以及112的情況下，可達到的最高解析度為2Adpi，所能分辨的最小像素寬度即為L。
圖2B是傳統利用圖1的stagger CCD掃描儀10對文件12進行解析度為單一CCD的最大解析度的掃描動作示意圖。由於僅使用單根CCD掃描以達到掃描解析度為Adpi，所以能分辨的最小像素寬度即為2L。傳統掃描儀是使用一根CCD進行掃描，所施加在CCD的電壓為V，曝光時間為T時，針對每個像素中的顏色亮度代表值最高可得到I。例如在24位的顏色代表系統中，每個顏色的亮度值在0到255值之間，則其中I＝255。需要注意的是在圖2A的情況下，傳統掃描儀是使用兩根CCD進行掃描，如果所施加在CCD的電壓仍為V，其曝光時間(相對於圖2B)則為T/2即可。
圖2C是感光組件的曝光時間和曝光亮度的關係圖。由感光組件電荷耦合裝置CCD的成像原理可知，在最高取樣亮度的範圍內感光組件的曝光時間和曝光亮度成一線性關係。在使用一根CCD掃描解析度為A/2dpi的圖像時，通過調整時序(timing)的方式，將同一根CCD上相鄰的兩個像素合併，這樣，相比Adpi的掃描圖像，只需一半的曝光，得到的合併後像素的亮度就能滿足掃描要求，因此，掃描速度提高。
圖3A是根據本發明一實施例，利用圖1的stagger CCD掃描儀10對文件12進行解析度為單一CCD的最大解析度的掃描動作示意圖。在此實施例中，使用兩根CCD同時掃描以達到掃描解析度為Adpi，能分辨的最小像素寬度為2L，如果保持施加在CCD的電壓為V，而使CCD曝光時間為T/2時，則針對每個像素中的顏色亮度代表值最高可得到I/2。將相對應位置的像素相加合併後，每個像素中的顏色亮度代表值最高可得到I。
由此可見，應用本發明實施例在使用兩根CCD同時曝光參與成像時，其曝光時間比使用單根CCD所用的曝光時間少了約一半，因此，掃描速度加快。
圖3B和圖3C是根據本發明的一個實施例，利用圖1的staggerCCD掃描儀10對文件12進行解析度為單一CCD的一半解析度的掃描的動作示意圖。同理，假設掃描解析度為A/2，能分辨的最小像素寬度為4L，使用兩根CCD同時參與成像時，曝光時間可為T/4，比使用單根CCD成像所需的時間T/2也減少了約一半。其中圖3B中使用調整時序的方式，使單一CCD合併相鄰的像素數據後輸出掃描解析度為A/2的像素數據，再與另一根CCD輸出的掃描解析度為A/2像素數據相加合併。而圖3C中使每一根CCD輸出掃描解析度為A的像素數據，經過軟體將相鄰的像素數據相加合併後得到掃描解析度為A/2的像素數據，再將所產生的結果相加合併。
另外因為stagger CCD掃描儀的兩根CCD之間具有內線差n，即當偶CCD112掃描第x行時，奇CCD111已經掃描到第(x+n)行。這樣就不能用調整時序(timing)的方式來合併像素數據，而需要用軟體的方式來合併，合併時要考慮到兩根CCD之間的內線差。
假設在偶CCD112與奇CCD111在不同時間掃描第j行的掃描文件時在該行的第i點像素所得的像素數據為偶CCD112Pixelij＝(Rij，Gij，Bij)奇CCD111Pixel′ij＝(R′ij，G′ij，B′ij)
則合併後之像素Pixel″ij＝(Rij+R′ij，Gij+G′ij，Bij+B′ij)由於使用軟體的方式來相加合併像素數據，要保證最終輸出的像素數據的取值範圍與掃描儀原本輸出數據的取值範圍相同(即是，最高亮度值為I)，例如為(0，255)，因此本發明中的兩根CCD送出的像素數據取值範圍，需要調整為原取值範圍的一半，例如將第一根CCD的取值範圍設定為(0，127)，另一根CCD的取值範圍設定為(0，128)。由於掃描時間設計為原來的一半(或1/4，當掃描解析度為A/4時)，各種顏色的亮度界限值為I/2(或I/4，當掃描解析度為A/4時)，CCD輸出的數據可以直接相加。
圖3A至圖3C中所示兩根CCD的像素數據為已經整理後，對應文件12的同一行像素數據121的輸出表示圖。
使用本實施例方法合成的像素數據，其信噪比分析如下假設每根CCD信號為S，產生線性噪音N1以及隨機噪音N2，其經調整取值範圍後的信號為n*S，線性噪音為n*N1以及隨機噪音為n*N2。相加合成之後的數據信號為2n*S，線性噪音為2n*N1以及隨機噪音為sqrt(n*N2*n*N2+n*N2*n*N2)＝sqrt(2)*n*N2，則信噪比為(2n*N1+sqrt(2)*n*N2)/(2n*S)＝(2*N1+sqrt(2)*N2)/2S(1)相對於圖2B中只用一根CCD 得數據的信噪比CCD信號為S，產生線性噪音N1以及隨機噪音N2，其經調整取值範圍後的信號為2n*S，線性噪音為2n*N1以及隨機噪音為2n*N2，信噪比為
(2n*N1+2n*N2)/(2n*S)＝(N1+N2)/S(2)由(1)式及(2)式可以看出，利用兩根CCD合成的方式，信噪比將有所改善。
利用前述本發明所提供實施例的方法及裝置，可以充分利用stagger CCD掃描儀中的兩根CCD同時曝光，減少掃描曝光時間，提高掃描速度，並且可以獲得比傳統掃描儀更低信噪比的掃描結果。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明。在上述實施例中，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種掃描儀的快速掃描方法，其中所述掃描儀具有兩根電荷耦合裝置(charge coupled device，CCD)，分別為第一CCD以及第二CCD，其特徵在於，所述掃描儀的快速掃描方法包括設定掃描儀工作在第一解析度；利用所述第一CCD獲得所述第一解析度的第一像素數據陣列；利用所述第二CCD獲得所述第一解析度的第二像素數據陣列；以及將所述第一像素數據陣列以及所述第二像素數據陣列中對應的像素數據分別相加，計算出所述第一解析度的輸出像素數據陣列。
2.根據權利要求1所述的掃描儀的快速掃描方法，其中所述第一CCD與所述第二CCD的光學解析度相同。
3.根據權利要求2所述的掃描儀的快速掃描方法，其中所述第一解析度與所述第一CCD的光學解析度相同。
4.根據權利要求2所述的掃描儀的快速掃描方法，其中所述第一解析度是所述第一CCD的光學解析度的二分之一。
5.根據權利要求4所述的掃描儀的快速掃描方法，進一步包含將所述第一CCD的奇數像素數據以及偶數像素數據分別相加，得到所述第一解析度的所述第一像素數據陣列；將所述第二CCD的奇數像素數據以及偶數像素數據分別相加，得到所述第一解析度的所述第二像素數據陣列；以及將所述第一像素數據陣列以及所述第二像素數據陣列中對應的像素數據分別相加，計算出所述第一解析度的所述輸出像素數據陣列。
6.根據權利要求5所述的掃描儀的快速掃描方法，其中所述第一CCD和所述第二CCD的取值範圍小於一界限值。
7.根據權利要求1所述的掃描儀的快速掃描方法，其中所述第一像素數據陣列和所述第二像素數據陣列中，每一像素數據的取值範圍小於一界限值。
8.根據權利要求6或7所述的掃描儀的快速掃描方法，其中所述界限值為所述輸出像素數據陣列取值範圍的一半。
全文摘要
本發明提供一種掃描儀的快速掃描方法，其中該掃描儀具有兩電荷耦合裝置(charge coupled device，CCD)，分別為第一CCD以及第二CCD，該掃描儀的快速掃描方法包括設定掃描儀工作在第一解析度；利用第一CCD獲得該第一解析度的第一像素數據陣列；利用第二CCD獲得該第一解析度的第二像素數據陣列；並且將該第一像素數據陣列以及該第二像素數據陣列中對應的像素數據分別相加，計算出該第一解析度的輸出像素數據陣列。
文檔編號H04N1/03GK101083707SQ200610083098
公開日2007年12月5日 申請日期2006年5月31日 優先權日2006年5月31日
發明者劉歡 申請人:明基電通信息技術有限公司