影像校正系統與應用其的影像擷取裝置及其影像校正方法
2023-04-27 09:00:36 1
專利名稱：影像校正系統與應用其的影像擷取裝置及其影像校正方法
技術領域：
本發明是關於一 種影像擷取裝置與影像擷取方法，尤指一種不需要使用任何感應器 並且可以在掃描過程中判斷掃描目標的尺寸大小的影像擷取裝置與影像擷取方法。
背景技術：
一般而言，在傳統的影像擷取裝置(例如平臺式掃描儀(flatbed scanner)中，為 了偵測掃描對象(例如文件或圖片)的尺寸大小以決定掃描區域的已知的影像擷取方法主 要有兩種，其中第一種已知的影像擷取方法是在該影像擷取裝置中安裝多個感應器，例 如紅外線感應器(infrared sensor， IR sensor),但是當掃描對象有多種不同尺寸時， 所需要安裝的感應器數量就會跟著增加，而這也就意味著使用這種已知的影像擷取方法與 相關的影像擷取裝置需要花費非常高的成本。
第二種已知的影像擷取方法則是先對該影像擷取裝置的整個掃描窗口 (scan window) 區域進行掃描之後，再利用算法方式取得掃描對象的影像，換句話說，在後續使用軟體上 傳掃描數據時，這種已知的影像擷取方法必須上傳包含整個掃描窗口區域的影像的掃描數 據才能得到掃描對象的影像。如此一來，所需要傳輸的數據量就會一直維持在一個很大的 數量，所以使用這種已知的影像擷取方法與相關的影像擷取裝置需要搭配具有較高處理能 力的中央處理器(CPU)以及較快的直接內存存取(direct memory access, DMA)控制器 (很明顯，使用這種已知的影像擷取方法與相關的影像擷取裝置同樣也需要花費非常高 的成本)，否則該影像擷取裝置就無法有效率的進行掃描操作，而且還可能會有數據遺失 的情況發生。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的之一在於提供一種不需要使用任何感應器並且可以在掃描過 程中判斷掃描對象的尺寸的影像擷取裝置與影像擷取方法，以解決上述的問題。依據本發明的影像擷取裝置包含有影像傳感器、模擬/數字轉換器 (analog-to-digital converter, ADC)、數字/模擬轉換器(digital-to-analog converter, DAC)、比較單元、計數單元以及控制單元，其中，該影像傳感器用於輸出對應多個像素的 多個第一模擬影像信號；該模擬/數字轉換器用於將這些第一模擬影像信號轉換為多個數 字影像信號；該數字/模擬轉換器耦接於該模擬/數字轉換器，並且用於將這些數字影像信 號轉換為分別具有實際電壓值的多個第二模擬影像信號；該比較單元耦接於該數字/模擬 轉換器，並且用於分別比較這些第二模擬影像信號的實際電壓值與參考電壓值來產生相對 應的多個比較結果；該計數單元耦接於該比較單元，並且用於依據這些比較結果中每一比 較結果調整計數值；以及該控制單元耦接於該計數單元，並且用於依據該計數值來決定是 否停止掃描操作。
依據本發明的影像擷取方法包含有設定參考電壓值；輸出對應多個像素的多個第一 模擬影像信號；將這些第一模擬影像信號轉換為多個數字影像信號；將這些數字影像信號 轉換為分別具有實際電壓值的多個第二模擬影像信號；分別比較這些第二模擬影像信號的 實際電壓值與該參考電壓值來產生相對應的多個比較結果；依據這些比較結果中每一比較 結果調整計數值；以及依據該計數值來決定是否停止掃描操作。
圖1所顯示的為本發明的實施例的影像擷取裝置的示意圖。
圖2是依據圖1中的影像擷取裝置的運作方式來概述本發明的第一實施例的影像擷取 方法的流程圖。
圖3是依據圖1中的影像擷取裝置的運作方式來概述本發明的第二實施例的影像擷取 方法的流程圖。
具體實施例方式
在本說明書以及權利要求書當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件，而本領域技術人 員應當可以理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件，本說明書及權利要 求書並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的 準則，在通篇說明書及後續的權利要求書中所提及的"包含有"為開放式的用語，故應解釋成"包含有但不限定於"，此外，"耦接"一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段， 因此，若文中描述第一裝置耦接於第二裝置，則代表該第一裝置可以直接電氣連接於該第 二裝置，或透過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
請參考圖l，圖1所顯示的為本發明的實施例的影像擷取裝置100的示意圖。如圖1 所示，影像擷取裝置100包含有影像傳感器105、模擬/數字轉換器(analog-to-digital converter, ADC) 110、數字/模擬轉換器(digital-to-analog converter, DAC) 120、比 較單元130、計數單元140以及控制單元150，其中，模擬/數字轉換器110耦接於影像傳 感器105、數字/模擬轉換器120耦接於模擬/數字轉換器110，比較單元130耦接於數字/ 模擬轉換器120，計數單元140耦接於比較單元130，以及控制單元150耦接於計數單元 140，此外，模擬/數字轉換器120可以用模擬前端處理器(analog front end, AFE)來 實現。首先，本發明的影像擷取方法先設定參考電壓值Vr作為用來判斷影像擷取裝置100 中背景影像(background image)的臨界值(threshold value),其中，設定參考電壓值 Vr時可以依據不同的掃描需求來決定參考電壓值Vr的最佳設定值，舉例來說，當該背景 影像為全黑色時，參考電壓值Vr可以設定為等於或是稍微高於該背景影像的相對電壓， 而當該背景影像為全白色時，參考電壓值Vr可以設定為等於或是稍微低於該背景影像的 相對電壓。然後，在影像擷取裝置100對掃描目標(例如文件)進行掃描操作時，可以利 用影像傳感器105來輸出對應於多個像素的多個第一模擬影像信號，接著，利用模擬/數 字轉換器110來將這些第一模擬影像信號轉換為多個數字影像信號，然後再利用數字/模 擬轉換器120來將這些數字影像信號轉換為分別具有實際電壓值的多個第二模擬影像信 號，接著，利用比較單元130來分別比較這些第二模擬影像信號的實際電壓值與參考電壓 值Vr以產生相對應的多個比較結果，然後再利用計數單元140依據這些比較結果中每一 比較結果調整計數值，最後再利用控制單元150依據該計數值來決定是否停止影像擷取裝 置100的該掃描操作，在此請注意，以上所述的實施例僅為舉例說明，並非本發明的限制 條件。
在本發明的第一實施例的影像擷取方法中，假設該背景影像為全白色，並且將參考電 壓值Vr設定為等於或是稍微低於該背景影像的相對電壓，因此，當這些實際電壓值其中 之一高於或等於參考電壓值Vr時，則計數單元140依據該比較結果減少或增加該計數值， 以及當這些實際電壓值其中之一低於參考電壓值Vr時，則計數單元140會依據該比較結 果而決定不調整該計數值，其中，這些像素可以是特定數量的掃描線所具有的像素，而如果在掃描該特定數量的掃描線之後，當對應於這些比較結果的該計數值未達到特定數值 時，則控制單元150會依據該計數值來決定繼續影像擷取裝置100的掃描操作，並且重置 (reset)計數單元140的計數值；以及當該計數值達到該特定數值時，則控制單元會依 據該計數值來決定停止影像擷取裝置100的掃描操作，並且重置計數單元140的計數值。 此外，如果當計數單元140依據該比較結果來決定調整該計數值的時候將該計數值自初始 值逐漸遞增，那麼該初始值與該特定數值的差值就是對應於這些像素的像素總量。舉例來 說，假設在此將這些像素設定為3條掃描線所具有的像素以及將該計數值的初始值設定為 0，而每條掃描線分別具有300個像素，並且如果當這些實際電壓值其中之一高於或等於 參考電壓值Vr時，計數單元140會依據該比較結果來決定調整該計數值增加1，則上述的 特定數值即為900，那麼當計數單元140將該計數值從0逐漸遞增到900時，就表示這些 實際電壓值都高於或等於參考電壓值Vr，也就是影像擷取裝置100已經掃描到該背景影像， 所以控制單元150會依據該計數值來決定停止影像擷取裝置100的掃描操作，並且將計數 單元140的計數值重置(reset)為0;反之，當該影像擷取裝置100掃描了 3條掃描線， 且該計數值未達到900時，則表示這些實際電壓值中至少有一個實際電壓值低於參考電壓 值Vr，也就是影像擷取裝置100還在掃描該掃描目標影像，而尚未掃描到該背景影像，所 以控制單元150會依據該計數值來決定繼續影像擷取裝置100的掃描操作，並且將計數單 元140的計數值重置為0。另一方面，在本發明中也可以將計數單元140設定為依據該比 較結果來決定調整該計數值減少1，那麼當計數單元140將該計數值從900逐漸遞減到0 時，則表示這些實際電壓值都高於或等於參考電壓值Vr，也就是影像擷取裝置IOO已經掃 描到該背景影像，所以控制單元150會依據該計數值來決定停止影像擷取裝置100的掃描 操作；反之，當該計數值未達到O時，則表示這些實際電壓值中至少有一個實際電壓值低 於參考電壓值Vr，也就是影像擷取裝置100還在掃描該掃描目標影像，而尚未掃描到該背 景影像，所以控制單元150會依據該計數值來決定繼續影像擷取裝置100的掃描操作，在 此請注意，以上所述的實施例僅為舉例說明，並非本發明的限制條件。
請參考圖2，圖2是依據上述影像擷取裝置100的運作方式來概述本發明的第一實施 例的影像擷取方法的流程圖。流程中的步驟不一定需要照圖2所示的順序來執行，也不一 定需要是連續的，也就是說，這些步驟之間插入其它的步驟也可以大體上得到相同的結果。 本發明方法的第一實施例包含有下列步驟步驟200:利用控制單元150來控制影像擷取裝置100以開始掃描操作。
步驟210:設定參考電壓值Vr作為用來判斷影像擷取裝置100中的背景影像的臨界值。
步驟220:利用影像傳感器105來輸出對應於多個像素的多個第一模擬影像信號， 其中這些像素為特定數量(例如3條)的掃描線所具有的像素(例如900個像素)。
步驟230:利用模擬/數字轉換器110來將這些第一模擬影像信號轉換為多個數字影 像信號。
步驟240:利用數字/模擬轉換器120來將這些數字影像信號轉換為分別具有實際電 壓值的多個第二模擬影像信號。
步驟250:利用比較單元130來分別比較這些第二模擬影像信號的實際電壓值與參 考電壓值Vr以產生相對應的多個比較結果，其中，當這些實際電壓值其中之一高於或等 於參考電壓值Vr時，則接著進行步驟260;以及當這些實際電壓值其中之一低於參考電 壓值Vr時，則接著進行步驟270。
步驟260:利用計數單元140依據該比較結果調整計數值，接著進行步驟280; 其中，該計數單元依據該比較結果來決定調整該計數值時將該計數值自初始值(例如O) 逐漸遞增(或遞減)。
步驟270:利用計數單元140依據該比較結果而不調整該計數值，接著進行步驟
280。
步驟280:當對應於這些比較結果的該計數值未達到特定數值(例如900)時，則 進行步驟220;當該計數值達到該特定數值(例如900)時，則進行步驟290;其中， 該初始值(例如0)與該特定數值(例如900)的差值對應於這些像素的像素總量(例如 900)。
步驟290:利用控制單元150來停止影像擷取裝置100的該掃描操作。
另一方面，與本發明的第一實施例的影像擷取方法類似，在本發明的第二實施例的影 像擷取方法中，同樣是利用圖1中的影像擷取裝置100來進行掃描操作，所以關於影像擷 取裝置100的詳細內容就不在此贅述，此外，本發明的第二實施例的影像擷取方法在利用 比較單元130來分別對這些實際電壓值與參考電壓值Vr進行比較以產生相對應的多個比 較結果這個步驟之前的方法流程皆與本發明的第一實施例的影像擷取方法相同，然而，在 本發明的第二實施例的影像擷取方法中假設該背景影像為全黑色，並且將參考電壓值Vr設定為等於或是稍微高於該背景影像的相對電壓，因此，當這些實際電壓值其中之一低於 或等於參考電壓值Vr時，則計數單元140依據該比較結果減少或增加該計數值，以及當 這些實際電壓值其中之一高於參考電壓值Vr時，則計數單元140會依據該比較結果而決 定不調整該計數值，其中，這些像素也可以是特定數量的掃描線所具有的像素，而如果在 掃描該特定數量的掃描線之後，當對應於這些比較結果的該計數值未達到特定數值時，則 控制單元150會依據該計數值來決定繼續影像擷取裝置100的掃描操作，並且重置(reset) 計數單元140的計數值；以及當該計數值達到該特定數值時，則控制單元會依據該計數值 來決定停止影像擷取裝置100的掃描操作，並且重置計數單元140的計數值。此外，如果 當計數單元140依據該比較結果來決定調整該計數值的時候將該計數值自初始值逐漸遞 增，那麼該初始值與該特定數值的差值就是對應於這些像素的像素總量。舉例來說，假設 在此將這些像素設定為3條掃描線所具有的像素以及將該計數值的初始值設定為0，而每 條掃描線分別具有300個像素，並且如果當這些實際電壓值其中之一低於或等於參考電壓 值Vr時，計數單元140會依據該比較結果來決定調整該計數值增加1，則上述的特定數值 即為900，那麼當計數單元140將該計數值從0逐漸遞增到900時，就表示這些實際電壓 值都低於或等於參考電壓值Vr，也就是影像擷取裝置IOO已經掃描到該背景影像，所以控 制單元150會依據該計數值來決定停止影像擷取裝置100的掃描操作，並且將計數單元140 的計數值重置(reset)為0;反之，當該計數值未達到900時，則表示這些實際電壓值中 至少有一個實際電壓值高於參考電壓值Vr，也就是影像擷取裝置IOO還在掃描該掃描目標 影像，而尚未掃描到該背景影像，所以控制單元150會依據該計數值來決定繼續影像擷取 裝置100的掃描操作，並且將計數單元140的計數值重置為0。另一方面，在本發明中也 可以將計數單元140設定為依據該比較結果來決定調整該計數值減少1，那麼當計數單元 140將該計數值從900逐漸遞減到0時，則表示這些實際電壓值都低於或等於參考電壓值 Vr，也就是影像擷取裝置100已經掃描到該背景影像，所以控制單元150會依據該計數值 來決定停止影像擷取裝置100的掃描操作；反之，當該計數值未達到O時，則表示這些實 際電壓值中至少有一個實際電壓值高於參考電壓值Vr，也就是影像擷取裝置100還在掃描 該掃描目標影像，而尚未掃描到該背景影像，所以控制單元150會依據該計數值來決定繼 續影像擷取裝置100的掃描操作。
請參考圖3，圖3是依據上述影像擷取裝置100的運作方式來概述本發明的第二實施 例的影像擷取方法的流程圖。流程中的步驟不一定需要照圖3所示的順序來執行，也不一定需要是連續的，也就是說，這些步驟之間插入其它的步驟也可以大體上得到相同的結果。 本發明方法的第一實施例包含有下列步驟
步驟300:利用控制單元150來控制影像擷取裝置100以開始掃描操作。
步驟310:設定參考電壓值Vr作為用來判斷影像擷取裝置100中的背景影像的臨界值。
步驟320:利用影像傳感器105來輸出對應於多個像素的多個第一模擬影像信號， 其中這些像素為特定數量(例如3條)的掃描線所具有的像素(例如900個像素)。
步驟330:利用模擬/數字轉換器IIO來將這些第一模擬影像信號轉換為多個數字 影像信號。
步驟340:利用數字/模擬轉換器120來將這些數字影像信號轉換為分別具有實際 電壓值的多個第二模擬影像信號。
步驟350:利用比較單元130來分別比較這些第二模擬影像信號的實際電壓值與參 考電壓值Vr以產生相對應的多個比較結果，其中，當這些實際電壓值其中之一低於或等 於參考電壓值Vr時，則接著進行步驟360;以及當這些實際電壓值其中之一高於參考電 壓值Vr時，則接著進行步驟370。
步驟360:利用計數單元140依據該比較結果調整計數值，接著進行步驟380; 其中，該計數單元依據該比較結果來決定調整該計數值時將該計數值自初始值(例如O) 逐漸遞增(或遞減)。
步驟370:利用計數單元140依據該比較結果而不調整該計數值，接著進行步驟
380。
步驟380:當對應於這些比較結果的該計數值未達到特定數值(例如900)時，則 進行步驟320;當該計數值達到該特定數值(例如900)時，則進行步驟390;其中， 該初始值(例如0)與該特定數值(例如900)的差值對應於這些像素的像素總量(例如 900)。
步驟390:利用控制單元150來停止影像擷取裝置100的該掃描操作。
綜上所述，本發明所披露的影像擷取裝置與影像擷取方法不需要使用任何感應器並 且可以在掃描過程中判斷掃描目標的尺寸大小，而不會受到感應器數量以及其它因素的限 制，並且不像己知的影像擷取方法與相關的影像擷取裝置需要花費非常高的成本，也不需要搭配具有較高處理能力的中央處理器(CPU)以及較快的直接內存存取(direct memory access, DMA)控制器，就可以有效率的進行掃描操作，而且也不會有數據遺失的情況發 生。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求書所做的等同變化與改進， 都應屬於本發明的涵蓋範圍。
主要元件符號說明
105:影像傳感器 100:影像擷取裝置 110:模擬/數字轉換器 120:數字/模擬轉換器 130:比較單元 140:計數單元 150:控制單元
權利要求
1. 一種影像擷取裝置，其特徵在於，包含有影像傳感器，用於輸出對應多個像素的多個第一模擬影像信號；模擬/數字轉換器，用於將所述多個第一模擬影像信號轉換為多個數字影像信號；數字/模擬轉換器，耦接於所述模擬/數字轉換器，用於將所述多個數字影像信號轉換為分別具有實際電壓值的多個第二模擬影像信號；比較單元，耦接於所述數字/模擬轉換器，用於分別比較所述多個第二模擬影像信號的實際電壓值與參考電壓值來產生相對應的多個比較結果；計數單元，耦接於所述比較單元，用於依據所述多個比較結果中每一比較結果調整計數值；以及控制單元，耦接於所述計數單元，用於依據所述計數值來決定是否停止掃描操作。
2. 如權利要求1所述的影像擷取裝置，其特徵在於，當所述多個實際電壓值其中之 一高於或等於所述參考電壓值時，則所述計數單元依據所述比較結果減少或增加所述計數 值。
3. 如權利要求1所述的影像擷取裝置，其特徵在於，當所述多個實際電壓值其中之 一低於或等於所述參考電壓值時，則所述計數單元依據所述比較結果減少或增加所述計數 值。
4. 如權利要求1所述的影像擷取裝置，其特徵在於，當所述計數值未達到特定數值 時，則控制單元依據所述計數值決定繼續所述掃描操作；以及當所述計數值達到所述特定 數值時，則控制單元依據所述計數值決定停止所述掃描操作。
5. 如權利要求4所述的影像擷取裝置，其特徵在於，所述多個像素為特定數量的掃 描線所具有的像素，當所述計數單元依據所述比較結果調整所述計數值時將所述計數值自初始值逐漸遞增，以及所述初始值與所述特定數值的差值對應於所述多個像素的像素總 量。
6. 如權利要求4所述的影像擷取裝置，其特徵在於，所述多個像素為特定數量的掃 描線所具有的像素，當所述計數單元依據所述比較結果調整所述計數值時將所述計數值自 初始值逐漸遞減，以及所述初始值與所述特定數值的差值對應於所述多個像素的像素總 量。
7. 如權利要求1所述的影像擷取裝置，其特徵在於，還包含背景影像，其中所述參 考電壓值對應於所述背景影像的第一灰度值，以及所述多個實際電壓值分別對應於目標影 像的多個第二灰度值。
8. 如權利要求l所述的影像擷取裝置，其特徵在於，所述模擬/數字轉換器為模擬前 端元件。
9. —種影像擷取方法，其特徵在於，包含有設定參考電壓值；輸出對應多個像素的多個第一模擬影像信號； 將所述多個第一模擬影像信號轉換為多個數字影像信號；將所述多個數字影像信號轉換為分別具有實際電壓值的多個第二模擬影像信號； 分別比較所述多個第二模擬影像信號的實際電壓值與所述參考電壓值來產生相對應 的多個比較結果；依據所述多個比較結果中每一比較結果調整計數值；以及 依據所述計數值來決定是否停止掃描操作。
10. 如權利要求9所述的影像擷取方法，其特徵在於，分別比較所述多個第二模擬影 像信號的實際電壓值與參考電壓值來產生相對應的多個比較結果以及依據所述多個比較結果中每一比較結果調整計數值的步驟另包含有當所述多個實際電壓值其中之一高於或等於所述參考電壓值時，則所述計數單元依據所述比較結果減少或增加所述計數值。
11. 如權利要求9所述的影像擷取方法，其特徵在於，分別比較所述多個第二模擬影 像信號的實際電壓值與參考電壓值來產生相對應的多個比較結果以及依據所述多個比較結果中每一比較結果調整計數值的步驟另包含有當所述多個實際電壓值其中之一低於或等於所述參考電壓值時，則所述計數單元依據所述比較結果減少或增加所述計數值。
12. 如權利要求9所述的影像擷取方法，其特徵在於，依據所述計數值來決定是否停止所述掃描操作的步驟另包含有-當所述計數值未達到特定數值時，則控制單元依據所述計數值決定繼續所述掃描操作；以及當所述計數值達到所述特定數值時，則控制單元依據所述計數值決定停止所述掃描操作。
13. 如權利要求12所述的影像擷取方法，其特徵在於，所述多個像素為特定數量的掃描線所具有的像素，以及調整所述計數值的步驟另包含有-將所述計數值自初始值逐漸遞增；其中所述初始值與所述特定數值的差值對應於所述多個像素的像素總量。
14. 如權利要求12所述的影像擷取方法，其特徵在於，所述多個像素為特定數量的掃描線所具有的像素，以及調整所述計數值的步驟另包含有-將所述計數值自初始值逐漸遞減；其中所述初始值與所述特定數值的差值對應於所述多個像素的像素總量。
15. 如權利要求10所述的影像擷取方法，其特徵在於，所述參考電壓值對應於背景影像的第一灰度值，以及所述多個實際電壓值分別對應於目標影像的多個第二灰度值。
全文摘要
本發明披露一種影像擷取裝置與方法，該影像擷取裝置包含有影像傳感器，用於輸出對應多個像素的多個第一模擬影像信號；模擬/數字轉換器，用於將這些第一模擬影像信號轉換為多個數字影像信號；數字/模擬轉換器，用於將這些數字影像信號轉換為分別具有實際電壓值的多個第二模擬影像信號；比較單元，用於分別比較這些第二模擬影像信號的實際電壓值與參考電壓值來產生相對應的多個比較結果；計數單元，用於依據這些比較結果中每一比較結果調整計數值；以及控制單元，用於依據該計數值來決定是否停止掃描操作。
文檔編號H04N1/047GK101478627SQ20081003227
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月4日 優先權日2008年1月4日
發明者陳信祿 申請人:虹光精密工業(蘇州)有限公司